高中化学 烯烃的探索炔烃 二烯烃 红外光谱课件.ppt

炔烃二烯烃红外光谱 学习要求1 掌握炔烃及二烯烃的命名法 2 掌握炔烃的化学c三c结构 sp杂化 3 掌握炔烃的化学性质 加成反应 三c h反应 碳负离子 酸性 偶合反应 掌握共轭二烯烃的反应 1 4 加成和1 2 加成 离域 5 掌握烷烃 烯烃和炔烃的鉴别 碳原子sp杂化与sp2 sp3杂化的比较6 理解炔烃及二烯烃的物理性质 7 理解丁二烯的分子结构及分子轨道 8 理解速度控制和平衡控制 9 理解共轭效应及超共轭效应 10 理解红外光谱 紫外光谱的原理 11 了解红外光谱 紫外光谱在有机物结构测定中的应用 12 了解二烯烃的分类 13 了解异戊二烯 1了解lindear催化剂 炔烃 alkynes 一 结构与命名 一个 键两个 键 随s成分增加 碳碳键长缩短 随s成分增加 碳原子电负性增大 c h键中 c使用的杂化轨道s轨道成分越多 h的酸性越强 预测下列化合物中c h键的键长 键能大小 几个实例 ch3ch chc ch3 戊烯 1 炔3 penten 1 yne ch cch2ch ch21 戊烯 4 炔1 penten 4 yne ch cch2ch chch2ch2ch ch24 8 壬二烯 1 炔4 8 nonadien 1 yne s 7 甲基环辛烯 3 炔 s 7 methylcycloocten 3 yne 若分子中同时含有双键和叁键 可用烯炔作词尾 给双键和叁键以尽可能小的编号 如果位号有选择时 使双键位号比叁键小 4 乙基 1 庚烯 5 炔5 乙烯基 2 辛烯 6 炔 3炔烃的物理性质 简单炔烃的沸点 熔点以及密度比碳原子数相同的烷烃和烯烃高一些 炔烃分子极性比烯烃稍强 炔烃不易溶于水 而易溶于石油醚 乙醚 苯和四氯化碳中 1末端炔烃的酸性 鉴别及其与醛 酮的加成 r3c hr3c h 碳氢键的断裂也可以看作是一种酸性电离 所以将烃称为含碳酸 含碳酸的酸性强弱可用pka判别 pka越小 酸性越强 烷烃 乙烷 烯烃 乙烯 氨 末端炔烃 乙炔 乙醇 水pka 50 4035251615 7酸性逐渐增强其共轭碱的碱性逐渐减弱 1酸性 4炔烃的反应 r c ch r c ccu r c cna r c cag r c ccu r c ch ag cn 2 ho r c cag r c ch agno3 r c ch cu2 no3 2 nanh2 ag nh3 2no3 cu nh3 2cl hno3 hno3 cn h2o 纯化炔烃的方法 鉴别 2鉴别方法 rc ch hobrrc c br h2o 3末端炔烃的卤化 2加氢与还原 反式烯烃 2用碱金属和液氨还原 反应式 na nh3 反应机理 nh3 nh3 1钠的液氨溶液的制备na nh3 l na e nh3 li kc2h5nh2蓝色溶液 2反应体系不能有水 因为钠与水会发生反应 3与制nanh2的区别na nh3 液 nanh2 低温 蓝色是溶剂化电子引起的 fe3 说明 3亲电加成 活性 炔烃 烯烃 思考题 为什么亲电加成的活性 炔烃 烯烃 由分子内活泼氢引起的官能团的迅速互变而达到平衡的现象 互变异构 烯醇一般不稳定 易发生异构化 形成稳定的羰基化合物 与硼烷加成 顺加 反马氏加成 鉴别端基炔烃 4金属炔化物的生成 rc cr kmno4 冷 稀 h2o ph7 5 kmno4 h2o 100oc kmno4 ho 25oc rcooh r cooh 1 o3 2 h2o zn bh3 h2o2 ho rch2cr o 5炔烃的氧化 rcooh r cooh rcooh r cooh 5亲核加成 5炔烃的制备 1 二卤代烷脱卤化氢常用的试剂 nanh2 koh ch3ch2oh 2 炔烃的烷基化 增长炔烃碳链 伯卤代烷与炔烃的亲核取代反应 形成新的碳碳键 讨论 如何完成下列转化 共轭双烯 conjugateddiene 6共轭双烯的异构与命名 1 顺反异构 2e 4e 2 4 己二烯或 e e 2 4 己二烯 2 构象异构 s 顺 两个双键位于单键同侧 s 反 两个双键位于单键异侧 3 共轭双烯的结构 平面分子 p轨道垂直于平面且彼此相互平行 重叠 c1 c2 c3 c4双键c2 c3部分双键 大 键 共轭 共轭 键与 键的重叠 使电子离域体系稳定 p 共轭p轨道与 键的重叠 使电子离域体系稳定 1 3 丁二烯四个p轨道经线性组合成四个 分子轨道 节面数对称性e 3c2a 1 618 2ma 0 618 lumo1c2a 0 618 homo0ma 1 618 电子总能量e 2 a 1 618 2 a 0 618 4a 472 乙烯分子中 电子能量 2lumo 1homo e 2 2 2 两个孤立双键e 2 2 2 4 4 1 3 丁二烯离域能 4a 472 4 4 0 472 共轭体系比非共轭体系稳定 两个成键轨道 1与 2叠加结果 c1 c2c3 c4之间电子云密度增大 c2 c3之间电子云密度部分增加 c2 c3之间呈现部分双键性能 键长平均化 7超共轭效应 因 共轭效应 p共轭效应比 共轭效应和p 共轭效应要弱得多 所以将其称为超共轭效应 通过氢化热数据可以说明超共轭效应是存在的 ch3ch2ch ch2 h2ch3ch2ch2ch3氢化热126 8kj molz ch3ch chch3 h2ch3ch2ch2ch3氢化热119 7kj molch3c chch3 h2ch3chch2ch3氢化热112 5kj molch3ch3可见 与双键碳相连的c h键越多其超共轭效应越明显 应当指出共轭效应常与诱导效应同时存在 同时影响着分子的电子云分布和化学性质 8 共轭双烯的反应 1 1 4 加成 共轭加成 亲电试剂 溴 加到c 1和c 4上 即共轭体系的两端 双键移到中间 称1 4 加成或共轭加成 共轭体系作为整体形式参与加成反应 通称共轭加成 p 共轭 弯箭头表示电子离域 可以从双键到与该双键直接相连的原子上或单键上 1 2 与1 4 加成产物比例 产物比例取决于反应速率 反应速率受控于活化能大小 活化能小反应速率快 低温1 2 加成高温1 4 加成 反应速率控制产物比例 速率控制或动力学控制产物间平衡控制产物比例 平衡控制或热力学控制 2 diels alder反应 合成环状化合物 双烯体 共轭双烯 s 顺式构象 双键碳上连给电子基 亲双烯体 烯烃或炔烃 重键碳上连吸电子基 双烯体亲双烯体 预测下列双烯体能否进行d a反应 1 反应机制 经环状过渡态 一步完成 即旧键断裂与新键形成同步 反应条件 加热或光照 无催化剂 反应定量完成 2 反应立体专一 顺式加成 3 反应具有很强的区域选择性产物以邻 对位占优势 双烯体homo系数大 亲双烯体lumo系数大 两种反应物 轨道系数 最大的位置相互作用 使加成具有区域选择性 4 次级轨道作用 内型 外型加成物 内型加成物 外型加成物 内型加成物 亲双烯体的共轭不饱和基与环内双键在连接平面的同侧 外型加成物 亲双烯体的共轭不饱和基与环内双键在连接平面的异侧 内型加成物为动力学控制产物 外型加成物为热力学控制产物 次级轨道作用 双烯体的homo与亲双烯体的lumo作用时 形成新键的原子间有轨道作用 不形成新键的原子间同样有的轨道作用 内型加成物 因过渡态受次级轨道作用而稳定 homo 双烯体 亲双烯体 lumo 利用微波进行有机合成 想一想 设计用不超过5个碳的有机物及必要的试剂合成 四 离域体系的共振论表述法 1 共振论的基本概念 经典结构的叠加 共振 共振杂化体 极限结构 共振结构 极限结构之间的共振 共同组成共振杂化体 2 书写共振 极限 结构式的规则 1 共振式中原子的排列完全相同 不同的仅是电子排列 电子或未共用电子对移动 2 共振式中成对电子数或未成对电子数应相等 3 中性分子可表示为电荷分离式 但电子的转移要与原子的电负性一致 讨论 指出下列各对化合物或离子是否互为极限结构 3 共振结构对杂化体的影响 1 具有相同稳定性的共振结构参与形成的共振杂化体特别稳定 2 参与共振的极限结构多 共振杂化体稳定 3 越是稳定的共振结构 对杂化体贡献越大 如何判断共振结构的稳定性 1 满足八隅体的共振结构比未满足的稳定 2 没有正负电荷分离的共振式比电荷分离的稳定 两个异号电荷相隔较远或两个同号相隔较近的共振结构稳定性差 稳定性 1 2 5 6 7 3 共价键数目多的共振结构较稳定 4 在满足八隅体电子结构 但有电荷分离的共振式中 电负性大的原子带负电荷 电负性小的原子带正电荷的共振结构较稳定 共振杂化体能量比参与共振的任何一个极限结构能量都低共振降低的能量 称共振能 共振能越大 体系越稳定 9橡胶 天然橡胶 1处理 橡胶植物 胶乳 经醋酸处理后凝固 经压制成生橡胶 线状结构 加热变软 溶剂溶涨 经加硫处理成天然橡胶 网状结构 性能良好 成型加工成橡胶制品 2结构 顺 1 4 聚异戊二烯3发展史 合成橡胶 通用合成橡胶 顺丁橡胶 乙丙橡胶 异戊橡胶 丁苯橡胶特种合成橡胶 用于特殊用途 甲基橡胶 第一次世界大战 德 丁钠橡胶 1910 1932俄 氯丁橡胶 1925 1937美