有机化学 第四章 炔烃.ppt.Convertor.doc

第四章 炔烃第一节炔烃的结构、异构和命名CC三键是炔烃的官能团，通式为CnH2n-2。炔烃的通式和二烯烃相同，因此分子里含碳原子数目相同的炔烃和二烯烃互为同分异构体。一、炔烃的结构1. 直线构型（乙炔的分子结构）实验证明，乙炔分子里碳碳叁键与CH键的夹角是180，即乙炔分子里的两个碳原子和两个氢原子处在一条直线上。如图所示：图乙炔分子的直线形结构2.sp杂化乙炔分子里的两个碳原子在形成叁键时，是以一个2s轨道与一个2p轨道进行杂化，形成两个能量相等的新轨道，叫做sp杂化轨道。如图所示。图两个sp杂化轨道的分布二、 炔烃的异构炔烃的通式和二烯烃相同，因此分子里含碳原子数目相同的炔烃和二烯烃互为同分异构体，这种异构体之间的区别在于所含的官能团不同，叫做官能团异构。例如:1-丁炔和1，3-丁二烯互为官能团异构。含有五个或五个以上碳原子的炔烃不仅存在碳架异构还存在官能团位置异构。1-戊炔 3-甲基-1-丁炔 2-戊炔三、炔烃的命名炔烃的命名与烯烃相似，只要把“烯”字改成“炔”字。例如： 5-甲基-2-己炔 2,2,5-三甲基-3-己炔第二节 炔烃的性质一、炔烃的物理性质1.物态无色物质；常温常压下，24个碳气体；517个碳液体；18个碳以上固体；2.熔点、沸点 炔烃的熔点、沸点随着分子中碳原子数的增大而升高。端炔沸点更低。3.相对密度 炔烃随碳原子数增加而增大,但都小于1。4.溶解性 不溶于水，易溶于有机溶剂，相似相溶的规律。 二、炔烃的化学性质1.加成反应 （1）与氢的加成（催化加氢）炔烃催化加氢时，若采用Lindlar催化剂（将金属钯沉结在碳酸钙上，再用醋酸铅处理制得或用硫酸钡做载体的钯），可使反应停留在烯烃阶段。（2）与卤素的加成该反应使溴水退色，可用于炔烃的鉴别。 （3）与卤化氢的加成炔烃也能与卤化氢加成。例如，在氯化汞-活性炭的催化下，乙炔与氯化氢发生加成反应，生成氯乙烯。不对称炔烃加卤化氢时，加成产物与烯烃的加成反应产物相似，也符合马氏规则。如丙炔与盐酸的加成反应，生成2-氯丙烯和2，2-二氯丙烷。（4）与水的加成 炔烃在一定条件下可以和水发生加成反应，生成醛或酮。其他炔烃与水发生加成反应，加成产物通过分子内的重排，生成酮。（5）加醇：亲核加成反应乙烯基乙醚 （6）加醋酸：醋酸乙烯酯2.聚合反应乙炔气体通入含有少量盐酸的氯化亚铜氯化铵的水溶液中，在8496条件下，两分子乙炔聚合生成乙烯基乙炔。3.氧化反应（1）燃烧乙炔在氧气中燃烧，生成二氧化碳和水，同时产生大量的热。氧炔焰可达3000的高温，因此工业上广泛用作切割和焊接金属。（2）被高锰酸钾氧化 乙炔被高锰酸钾氧化生成二氧化碳。其反应式如下: 其他炔烃被高锰酸钾氧化时，主要生成羧酸，端炔烃也同时会有二氧化碳生成。 可用该氧化反应鉴别炔烃，检验分子中是否存在叁键以及确定叁键在炔烃分子中的位置。 4.炔氢原子的反应（1）与钠或氨基钠反应 炔烃分子中叁键碳原子上的氢容易被金属置换而生成金属炔化物。（2）与硝酸银或氯化亚铜的氨溶液反应把乙炔通入硝酸银的氨溶液中，则有灰白色的乙炔银沉淀生成；把乙炔通入氯化亚铜的氨溶液中，则有红棕色的乙炔亚铜沉淀生成。 其他相似结构的炔烃都可以发生该反应，反应通式为:反应非常灵敏，常用来鉴定HCCH和RCCH结构的炔烃，如叁键碳原子上不连有氢原子（RCCR）则不能发生此反应。 乙炔亚铜和乙炔银在潮湿状态及低温时比较稳定，干燥时遇热或受撞击即分解而爆炸，需谨慎使用及保存。第三节 乙炔的制法及用途一、乙炔的制法1.以电石为原料（电石法）：2.以天然气为原料（甲烷裂解法）：二、乙炔的用途乙炔易溶于丙酮。为了运输和使用的安全，通常把乙炔在1.2MPa下压入盛满丙酮浸润饱和的多孔性物质（如硅藻土、软木屑、或石棉）的刚筒中。乙炔是易爆炸的物质，高压的乙炔，液态或固态的乙炔受到敲打或碰击时容易爆炸，乙炔的丙酮溶液是安全的，故把它溶于丙酮中可避免爆炸的危险。乙炔通过叁键加成可以转变为许