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1、通式为通式为 C Cn nH H2n2n,碳碳双键是烯烃的官能基。,碳碳双键是烯烃的官能基。分子中具有一个分子中具有一个碳碳双键碳碳双键的开链的开链不饱和烃不饱和烃叫做烯叫做烯烃。烃。第三章第三章 烯烃烯烃 乙烯和丙烯无异构体,从丁烯开始,乙烯和丙烯无异构体,从丁烯开始,除碳链异构外除碳链异构外, 碳碳双键位置的不同也可引起同分异构现象碳碳双键位置的不同也可引起同分异构现象。1234 1-丁烯(1-butene) 2-丁烯(2-butene) 2-甲基丙烯(2-methylpropene)又称异丁烯332211(1) (1) 烯烃的构造异构现象烯烃的构造异构现象3.1 烯烃的构造异构和命名烯烃
2、的构造异构和命名规则规则: 1)1)选选含有碳碳双键的最长碳链为主链含有碳碳双键的最长碳链为主链,碳原子数在,碳原子数在1010以内以内, 称为称为某烯某烯;碳原子数在;碳原子数在1010以上以上,称为,称为某碳烯某碳烯。 2)2)从靠近双键的一端开始编号从靠近双键的一端开始编号,使双键的位次尽可能小使双键的位次尽可能小。 命名时要标出官能团双键的位置。双键位置在第一个命名时要标出官能团双键的位置。双键位置在第一个 碳上时,碳上时,“1”1”可省略。可省略。 3) 3) 其余取代基按烷烃的系统命名规则来命名其余取代基按烷烃的系统命名规则来命名。1-戊烯戊烯2-戊烯戊烯2-甲基甲基-2-丁烯丁烯
3、(2) (2) 烯烃的命名烯烃的命名2-甲基甲基-1-丁烯丁烯或或 2-甲基丁烯甲基丁烯3-甲基甲基-1-丁烯丁烯或或 3-甲基丁烯甲基丁烯4,6-二甲基二甲基-5-乙基乙基-2-庚烯庚烯 例例 题题3.2.1 乙烯的结构乙烯的结构 物理方法证明,乙烯分子中的物理方法证明,乙烯分子中的所有碳原子和氢原子都分布所有碳原子和氢原子都分布 在同一平面上在同一平面上。HHHH121.7 oC0.1330 nm116.6 oC0.1076 nm3.2 烯烃的结构烯烃的结构sp2杂化态杂化态激发态激发态基态基态1 s2 s2 pEnergy spsp2 2杂化杂化:由一个由一个s s轨道和两个轨道和两个p
4、 p轨道参加的杂化,结果形成轨道参加的杂化,结果形成 了了处于同一平面处于同一平面上的三个上的三个spsp2 2杂化轨道。杂化轨道。sp2杂化轨道的形成杂化轨道的形成 这三个杂化轨道的对称轴是这三个杂化轨道的对称轴是以碳原子为中心以碳原子为中心,分分别指向正三角形的三个顶点别指向正三角形的三个顶点,即它们对称地分布在碳,即它们对称地分布在碳原子周围,相互之间构成了原子周围,相互之间构成了三个接近三个接近120120o o的夹角的夹角。v 三个三个spsp2 2杂化轨道在平面上的分布杂化轨道在平面上的分布 乙烯分子中的两个碳原子各以两个乙烯分子中的两个碳原子各以两个spsp2 2杂化轨道与两个杂
5、化轨道与两个氢原子的氢原子的s s轨道交盖形成轨道交盖形成两个两个C CH H 键键,两个碳原子之间,两个碳原子之间又各以一个又各以一个spsp2 2杂化轨道相互交盖形成了杂化轨道相互交盖形成了一个一个C CC C 键键。这这五个五个 键的对称轴都在同一平面上键的对称轴都在同一平面上。 HHHH乙烯分子中乙烯分子中键的形成键的形成每个碳原子上还各有一个每个碳原子上还各有一个未参加杂化的未参加杂化的p p轨道轨道,它们的,它们的对称轴对称轴垂直于乙烯分子所在的平面垂直于乙烯分子所在的平面,故它们,故它们相互平行相互平行,以以侧面相互交盖而形成了侧面相互交盖而形成了 键键。 键键和和 键不同,无对
6、称轴,键不同,无对称轴,不能自由旋转不能自由旋转。CCHHHH乙烯分子中乙烯分子中键的形成键的形成 双键由四个电子对组成,相对于单键,电子云密度更大双键由四个电子对组成,相对于单键,电子云密度更大,且构成且构成 键键电子云都暴露在乙烯分子所在平面的上方和下方,易接近具有亲电性试剂,电子云都暴露在乙烯分子所在平面的上方和下方,易接近具有亲电性试剂,故故碳碳双键有亲核性碳碳双键有亲核性。 键的存在使键的存在使烯烃具有较大的反应活性烯烃具有较大的反应活性。CCHHHHCsp2 Csp2 键键Csp2 H1s 键键 键键p轨道轨道乙烯分子中乙烯分子中键形成示意图键形成示意图 由于由于双键不能旋转双键不
7、能旋转,且双键两端碳原子连接的四个原子,且双键两端碳原子连接的四个原子处在同一平面处在同一平面上,故当上,故当双键的两个碳原子各连接不同的原双键的两个碳原子各连接不同的原子或原子团子或原子团时,可能生成两种不同的异构体。时,可能生成两种不同的异构体。CCababCCbaab顺式顺式反式反式3.2.2 顺反异构现象顺反异构现象 由于由于双键的碳原子上连接不同基团双键的碳原子上连接不同基团而形成的异构现象叫做而形成的异构现象叫做顺反异构现象顺反异构现象,形成的同分异构体叫做,形成的同分异构体叫做顺反异构体顺反异构体. . 3.2.2 顺反异构现象顺反异构现象 顺反异构体的分子构造相同顺反异构体的分
8、子构造相同,即分子中各原子的连接次序,即分子中各原子的连接次序相同,但相同,但分子中各原子在空间的排列方式(即构型)不同分子中各原子在空间的排列方式(即构型)不同。由不同的空间排列方式引起的异构现象由不同的空间排列方式引起的异构现象叫做叫做立体异构立体异构现象现象。顺反异构现象是立体异构现象的一种。顺反异构现象是立体异构现象的一种。 只要有一个双键碳原子所连接的只要有一个双键碳原子所连接的两个取代基相同,两个取代基相同, 则无顺反异构则无顺反异构。 在顺反异构体名词之前加一个在顺反异构体名词之前加一个“顺顺-”(cis-)或)或“反反-”(trans-)来表示来表示 顺反异构体的构型。顺反异构
9、体的构型。CCCH3HCH3CH2HCCCH3HHCH3CCHCH2CH3CH3CH2Cl 反反-2-丁烯丁烯( Trans-2-butene ) 顺顺-2-丁烯丁烯( Cis-2-butene ) 反反-3-氯氯-3-己烯己烯( Trans-3-chloro-3-hexene ) 顺反异构的标记顺反异构的标记 E E Z Z 标记法标记法IUPACIUPAC命名法规定用命名法规定用(E E)和()和(Z Z)两个字母两个字母分别标记顺反异构体的方法。分别标记顺反异构体的方法。以比较各取代基团的先后次序来以比较各取代基团的先后次序来区别顺反异构体,区别顺反异构体,这种先后次序由一定的这种先后次
10、序由一定的“次序规则次序规则”来规定来规定。CCbbaaCCbbaa(I)Z 构型构型 (a a; b b)(II)E 构型构型 (a a; b b)Z 构型构型 两个次序在前的取代基(两个次序在前的取代基(a和和b)位在双键的同侧)位在双键的同侧。E 构型构型 两个次序在前的取代基(两个次序在前的取代基(a和和b)位在双键的异侧)位在双键的异侧。3.3 E Z 标记法标记法 次序规则次序规则 (1)取代基团的先后次序,原则上取代基团的先后次序,原则上由基团中各原子的原子序数,首先由由基团中各原子的原子序数,首先由和双键碳原子直接相连原子的原子序数所决定和双键碳原子直接相连原子的原子序数所决定
11、。I, Br, Cl, S, P, F, O, N, C, D, H取代基团中常见的各原子,按原子序数递减次序排列取代基团中常见的各原子,按原子序数递减次序排列(2)取代基团中取代基团中,若和双键碳原子直接相连的第一原子相同,则须比较若和双键碳原子直接相连的第一原子相同,则须比较其以后原子的原子序数其以后原子的原子序数。CH3 CH2CH3 CH2CH3 CH(CH3 )2(3)当取代基团为不饱和基团时当取代基团为不饱和基团时,应把双键或叁键看作是它以单键和多应把双键或叁键看作是它以单键和多个原子相连接个原子相连接。CHCH2CCCHCH2相当相当CCHCCCCHCC相当相当即即 叔(叔(3o
12、)R 仲(仲(2o)R 伯(伯(1o)R CH3 当当HXHX和烯烃加成时,和烯烃加成时,为了生成更稳定的碳正离子为了生成更稳定的碳正离子,H H总是总是加在具有更少烷基取代的双键碳原子上,加在具有更少烷基取代的双键碳原子上,X X总是加在有更多总是加在有更多烷基取代的双键碳原子上。烷基取代的双键碳原子上。 碳正离子的稳定性次序碳正离子的稳定性次序 烯烃可与浓硫酸反应,生成烯烃可与浓硫酸反应,生成烷基硫酸烷基硫酸(也叫做(也叫做酸性硫酸性硫 酸酯酸酯)。)。CH2CH2 + HOSO2OHCH3CH2OSO3H乙基硫酸乙基硫酸 反应历程与反应历程与HXHX的加成一样。不对称烯烃与硫酸的加成,的
13、加成一样。不对称烯烃与硫酸的加成, 也符合马尔可夫尼克夫规律也符合马尔可夫尼克夫规律。H3CCCH2H3C+ H2SO4H3CCCH3H3COSO3H浓度浓度 63 浓度浓度 98 (2)与与H H2 2SOSO4 4的加成的加成+ H2SO4CHCH2CH3CHCH3CH3HO3SO+CH2CH2CH3OSO3H主产物主产物浓度浓度 80 烷基硫酸和水共热,可水解得到醇。烷基硫酸和水共热,可水解得到醇。 烯烃和硫酸的加成也常用来使烯烃和烷烃分离。由石油工业得到的烯烃和硫酸的加成也常用来使烯烃和烷烃分离。由石油工业得到的烷烃中常杂有烯烃,若通过硫酸,烯烃即被硫酸吸收而生成可溶于硫酸烷烃中常杂有
14、烯烃,若通过硫酸,烯烃即被硫酸吸收而生成可溶于硫酸的烷基硫酸,烷烃不溶于硫酸,这样就可把它们分离。的烷基硫酸,烷烃不溶于硫酸,这样就可把它们分离。CH3CH2OSO3H + H2O CH3CH2OH + H2SO4 通过加成和水解两步反应,结果烯烃分子中加了一分子水,故通过加成和水解两步反应,结果烯烃分子中加了一分子水,故这又叫烯烃的间接水合,工业上可利用来制备醇类。这又叫烯烃的间接水合,工业上可利用来制备醇类。(2)与与H H2 2SOSO4 4的加成的加成 在酸(如硫酸或磷酸)的催化下,烯烃可与水加成而得醇。在酸(如硫酸或磷酸)的催化下,烯烃可与水加成而得醇。+ H3O+CCCHCH2OC
15、HCOH2- H+H+CHCOH 实际反应过程中,第一步生成的碳正离子也可和水溶液中其他物质实际反应过程中,第一步生成的碳正离子也可和水溶液中其他物质起作用,生成不少副产物,故该方法缺乏制备醇的工业价值。起作用,生成不少副产物,故该方法缺乏制备醇的工业价值。 工业上乙烯可直接水合制得乙醇。工业上乙烯可直接水合制得乙醇。CH3CH2OH+ H2OH2CCH2H3PO4/硅藻土硅藻土300 , 78 MPa(3)与与H H2 2O O的加成的加成 烯烃易与氯或溴发生加成反应,一般不与碘反应,而与氟烯烃易与氯或溴发生加成反应,一般不与碘反应,而与氟反应太剧烈,往往得到碳链断裂的各种产物,无实用价值。
16、反应太剧烈,往往得到碳链断裂的各种产物,无实用价值。+ Br2CHCH2CH3CCl4r.t.CHCH2CH3BrBr 烯烃和卤素的加成也是亲电加成,两个卤素原子分别在双键烯烃和卤素的加成也是亲电加成,两个卤素原子分别在双键平面的两边加上去,即平面的两边加上去,即得到反式加成产物得到反式加成产物。 上述反应过程中,上述反应过程中,溶液的颜色由黄色迅速变为无色溶液的颜色由黄色迅速变为无色,故它是,故它是验证验证碳碳双键是否存在碳碳双键是否存在的一个特征反应。的一个特征反应。(4)与卤素的加成与卤素的加成生成二卤化物生成二卤化物第一步第一步 卤素分子的正电部分攻击烯烃,生成碳正离子后,进一步卤素分
17、子的正电部分攻击烯烃,生成碳正离子后,进一步 生成环状的生成环状的溴鎓离子溴鎓离子。CCBrCCBrBrBrBr+CCBr+第二步第二步 溴负离子从溴鎓粒子的环的反面和碳结合,生成方式加成物。溴负离子从溴鎓粒子的环的反面和碳结合,生成方式加成物。 溴鎓离子溴鎓离子 + BrCCBrCCBrBr 烯烃与卤素的加成反应历程烯烃与卤素的加成反应历程 烯和卤素(氯或溴)在水溶液中可发生加成反应,烯和卤素(氯或溴)在水溶液中可发生加成反应,生成卤代醇生成卤代醇,同时有相当多的同时有相当多的二卤化物二卤化物。+ HXCCH2OCCXHOX2 ( Br2 or Cl2 )卤代醇卤代醇当不对称烯烃发生次卤酸加
18、成时,当不对称烯烃发生次卤酸加成时,亦符合马尔可夫尼克夫规律亦符合马尔可夫尼克夫规律,带正,带正电的卤素应加到连有较多氢原子的双键碳上,电的卤素应加到连有较多氢原子的双键碳上,羟基(羟基(OH)则加到)则加到连有较少氢原子的双键碳上连有较少氢原子的双键碳上。+ HOBrCCH2CH3CH3CCH2BrHOCH3CH3(5 5)与)与HOHOBrBr或或HOHOClCl的加成的加成和次卤酸的加成和次卤酸的加成第一步第一步 卤素分子的正电部分攻击烯烃双键,生成碳正离子后,进一步卤素分子的正电部分攻击烯烃双键,生成碳正离子后,进一步 生成环状的生成环状的溴鎓离子溴鎓离子。CCBrCCBrBrBrBr
19、+CCBr+第二步第二步 水分子或溴负离子与溴鎓粒子的方式加成。水分子或溴负离子与溴鎓粒子的方式加成。 + BrBrCCBrCBrCOHHCBrCBrCBrCOH- HBrH2O二卤化物二卤化物卤代醇卤代醇 和次卤酸加成的反应历程和次卤酸加成的反应历程 和和HOX的加成是烯烃及其它含双键的有机化合物分子中同时的加成是烯烃及其它含双键的有机化合物分子中同时 导入卤素和羟基官能团的普遍方法。导入卤素和羟基官能团的普遍方法。 不溶于水的烯烃或其它有机化合物和不溶于水的烯烃或其它有机化合物和HOX加成时,需在某些极性加成时,需在某些极性有机溶剂(如有机溶剂(如DMSO)的水溶液中进行,以便于它们的溶解
20、和反应。)的水溶液中进行,以便于它们的溶解和反应。 烯烃和溴在有机溶剂中发生溴的加成,和溴在水存在的有机溶剂中,烯烃和溴在有机溶剂中发生溴的加成,和溴在水存在的有机溶剂中,则发生则发生HOBr的加成,但还有二溴代物副产物。若在溴的氯化钠水溶液的加成,但还有二溴代物副产物。若在溴的氯化钠水溶液中,还有另一种副产物一氯代产物。中,还有另一种副产物一氯代产物。H2CC H2H2CC H2B rO HB r2, H2ON a C lH2CC H2B rB rH2CC H2B rC l在日光或过氧化物(在日光或过氧化物(ROORROOR)存在下,烯烃和)存在下,烯烃和HBrHBr加成的取向加成的取向与马
21、尔可夫尼克夫规律相反与马尔可夫尼克夫规律相反。+ HBrCHCH2CH3CHCH3CH3BrCH3CH2CH2Br无日光或过氧化物无日光或过氧化物有日光或过氧化物有日光或过氧化物符合马氏规律符合马氏规律反马氏规律反马氏规律 反马尔可夫尼克夫规律的加成,又叫做反马尔可夫尼克夫规律的加成,又叫做烯烃与烯烃与HBrHBr加成的加成的过氧化物效应过氧化物效应。它不是离子型亲电加成,而是自由基型加成。它不是离子型亲电加成,而是自由基型加成。3.6.3 自由基加成自由基加成过氧化物效应过氧化物效应链引发链引发RO2 RO+ROORHBrHORBr+BrRCHCH2+BrRCHCH2BrRCHCH2Br+H
22、BrRCH2CH2Br链增长链增长链终止链终止+Br+BrBr2+HCCH2BrBrRCHCH2BrRCHCH2BrRCHCH2BrCHCH2BrRRHCCH2BrBrR 光也能促使溴化氢离解为溴自由基,故它也是个自由基型加成反应。光也能促使溴化氢离解为溴自由基,故它也是个自由基型加成反应。 自由基加成的反应历程自由基加成的反应历程 - -烯烃与溴原子自由基的加成的两种反应途径烯烃与溴原子自由基的加成的两种反应途径+RCHCH2BrRCHCH2BrHCCH2BrR( 1 )( 2 )主要途径主要途径自由基的稳定性次序是:自由基的稳定性次序是: 3oR 2oR 1oR CH3 Csp2H1sCs
23、p3 Csp2HCRCH3图图311 p轨道上的未成对电子轨道上的未成对电子 自由基的中心碳原子和它相连的三个基团位于同一平面自由基的中心碳原子和它相连的三个基团位于同一平面,其,其中的甲基(或其它烷基)具有给电子性,中的甲基(或其它烷基)具有给电子性,中心碳原子因含未成中心碳原子因含未成对电子有强烈取得电子的倾向对电子有强烈取得电子的倾向。甲基的给电子性增加了中心碳。甲基的给电子性增加了中心碳原子上的电子云密度,减低了自由基的活泼性,即增加了自由原子上的电子云密度,减低了自由基的活泼性,即增加了自由基的稳定性。基的稳定性。甲基数目愈多,给电子性愈强,自由基的稳定性甲基数目愈多,给电子性愈强,
24、自由基的稳定性就愈大就愈大。 自由基的结构自由基的结构 烯烃只能和烯烃只能和HBr发生自由基加成。发生自由基加成。 烯烃不能和烯烃不能和HI发生自由基加成发生自由基加成,因为,因为CI键较弱,碘原子和烯烃的键较弱,碘原子和烯烃的 加成是个吸热反应。加成是个吸热反应。+RCHCH2IRCHCH2I H=39.7kJ/mol 进行上述加成须克服较大的活化能,使链的传递困难,故自由基进行上述加成须克服较大的活化能,使链的传递困难,故自由基反应不易进行。反应不易进行。 烯烃也不能和烯烃也不能和HCl发生自由基加成发生自由基加成,因为,因为HCl键太强,均裂键太强,均裂 HCl键键 需要较高的能量,以至
25、需要较高的能量,以至HCl和烷基自由基的加成也是个吸热反应。和烷基自由基的加成也是个吸热反应。+HClRCH2CH2Cl +ClRCHCH2Cl H=33.5kJ/mol 上述加成时亦须克服较大的活化能,使链的传递不能顺利进行,上述加成时亦须克服较大的活化能,使链的传递不能顺利进行,故不能发生自由基加成反应。故不能发生自由基加成反应。 烯烃和乙硼烷(烯烃和乙硼烷(B B2 2H H6 6)易发生加成反应而生成三烷基硼,该)易发生加成反应而生成三烷基硼,该反应叫做硼氢化反应。反应叫做硼氢化反应。+B2H6CH2CH26BCH2CH2RCH2CH2RCH2CH2R2 乙硼烷是甲烷硼(乙硼烷是甲烷硼
26、(BH3)的二聚体。在溶剂四氢呋喃或其它醚)的二聚体。在溶剂四氢呋喃或其它醚中,乙硼烷能溶解并成为甲烷硼与醚结合的络合物形式存在。中,乙硼烷能溶解并成为甲烷硼与醚结合的络合物形式存在。BHHHHBHHBHHHBHHHO乙硼烷乙硼烷甲烷硼甲烷硼甲烷硼和四氢呋喃甲烷硼和四氢呋喃 的络合物的络合物三烷基硼三烷基硼3.6.4 硼氢化反应硼氢化反应第一步第一步 强路易斯酸强路易斯酸BH3作为亲电试剂和烯烃的电子云络合作为亲电试剂和烯烃的电子云络合。硼原子。硼原子 加在取代基较少因而立体障碍较小的双键碳原子上,氢则加加在取代基较少因而立体障碍较小的双键碳原子上,氢则加 到含氢较少的双键碳原子上。到含氢较少
27、的双键碳原子上。加成取向反马氏规律加成取向反马氏规律。+HBH2RCH2CH2BH2RCHCH2一烷基硼一烷基硼第二步第二步 生成的一烷基硼再和烯烃加成为二烷基硼。生成的一烷基硼再和烯烃加成为二烷基硼。+ RCH2CH2BHRCHCH2HRCH2CH2BCH2CH2RH二烷基硼二烷基硼 硼氢化反应历程硼氢化反应历程第三步第三步 生成的二烷基硼再和烯烃加成为三烷基硼。生成的二烷基硼再和烯烃加成为三烷基硼。+(RCH2CH2)2BRCHCH2H(RCH2CH2)3B三烷基硼三烷基硼 若烯烃双键上都具有立体障碍较大的取代基,反应也可若烯烃双键上都具有立体障碍较大的取代基,反应也可能停止在一烷基硼或二
28、烷基硼能停止在一烷基硼或二烷基硼 的阶段。的阶段。 硼氢化反应历程硼氢化反应历程 烷基硼可直接和过氧化氢的烷基硼可直接和过氧化氢的NaOHNaOH溶液作用溶液作用,被氧化和水,被氧化和水 解解为相应的醇,为相应的醇,该反应被称作该反应被称作硼氢化氧化反应硼氢化氧化反应。+BH3B(OH)3RCHCH2(RCH2CH2)3B3H2O2OH-(RCH2CH2O)3BH2ORCH2CH2OH3烯烃的硼氢化反应和氧化水解反应是烯烃的硼氢化反应和氧化水解反应是制备伯醇的一个好方法制备伯醇的一个好方法。 硼氢化氧化反应硼氢化氧化反应乙硼烷有毒且能自燃,乙硼烷有毒且能自燃,一般避免直接使用,而一般避免直接使
29、用,而 采用采用把制备乙硼烷把制备乙硼烷 的原料(硼氢化钠和三氟化硼)直接和烯烃作用的原料(硼氢化钠和三氟化硼)直接和烯烃作用的方法。的方法。+BF3NaBH4+33B2H6NaBF442(1 1)空气催化氧化)空气催化氧化 工业上,乙烯可被银或氧化银催化氧化为环氧乙烷。工业上,乙烯可被银或氧化银催化氧化为环氧乙烷。+O2CH2CH2Ag0.5250 oCCH2CH2O 以空气催化氧化丙稀得到的是丙稀的甲基被氧化的产物,即丙稀醛。以空气催化氧化丙稀得到的是丙稀的甲基被氧化的产物,即丙稀醛。+O2+CHCH2H2OCuO370 oCCH3CHCH2COH 若用过氧酸催化氧化丙稀可得到环氧丙烷。若
30、用过氧酸催化氧化丙稀可得到环氧丙烷。+CH3CHCH2CH3COOHCHCH2OCOCH3OOHCH33.6.5 氧化反应氧化反应(2 2)高锰酸钾氧化高锰酸钾氧化 烯烃的羟基化反应烯烃的羟基化反应3.6.5 氧化反应氧化反应 在中性或碱性溶液中在中性或碱性溶液中,烯烃可被稀高锰酸钾溶液,烯烃可被稀高锰酸钾溶液(或四氧化锇(或四氧化锇OsOOsO4 4)所氧化,在双键位置引入顺式的)所氧化,在双键位置引入顺式的 两个羟基,两个羟基,生成连二醇生成连二醇。+CH2CH2MnO4-H2CH2COOMnOOOH-H2OH2CH2COHOHMnO2(2 2)高锰酸钾氧化高锰酸钾氧化 烯烃的羟基化反应烯
31、烃的羟基化反应3.6.5 氧化反应氧化反应 若若用酸性的高锰酸钾溶液用酸性的高锰酸钾溶液,浓度很高或过量太多浓度很高或过量太多, 则可使生成的连二醇继续氧化,双键断裂则可使生成的连二醇继续氧化,双键断裂得到酮和得到酮和 羧酸羧酸的混合物。的混合物。+RCHCH2KMnO4CCCOHRORRHRH+RCOOHCO2KMnO4H+CORR紫红色的紫红色的KMnO4溶液在反应中迅速脱色溶液在反应中迅速脱色可用来检验双键的存在。可用来检验双键的存在。 将含有臭氧(将含有臭氧(O3)的空气通人烯烃或烯烃溶液(在惰性溶剂如)的空气通人烯烃或烯烃溶液(在惰性溶剂如CCl4中),臭氧即迅速和烯烃作用,生成臭氧
32、化物。中),臭氧即迅速和烯烃作用,生成臭氧化物。+CCO3RRHRCRROOOCRH臭氧化物臭氧化物 某些臭氧化物加热易爆炸,但一般可不经分离而直接和水发生水解某些臭氧化物加热易爆炸,但一般可不经分离而直接和水发生水解反应,生成羰基化合物反应,生成羰基化合物醛或酮。醛或酮。+CHROH2OCORRCRROOOCRH+H2O2醛醛酮酮3.6.6 臭氧化反应臭氧化反应 为避免生成的醛继续被氧化,为避免生成的醛继续被氧化,常保持在还原条件下进行水解常保持在还原条件下进行水解。例如,。例如,在锌粉和醋酸存在下水解在锌粉和醋酸存在下水解,或在加氢催化剂存在下通人氢气。,或在加氢催化剂存在下通人氢气。 由
33、臭氧化物水解所得的醛或酮保持了原来烯烃的部分碳链结构,故由臭氧化物水解所得的醛或酮保持了原来烯烃的部分碳链结构,故可由醛酮结构的测定来推导原来烯烃的结构。可由醛酮结构的测定来推导原来烯烃的结构。例如,某烯烃经臭氧化和水解后得甲醛和丙酮两种产物。例如,某烯烃经臭氧化和水解后得甲醛和丙酮两种产物。烯烃烯烃H2OZn + H+CHHOCOCH3CH3+O3由此可知,原来的烯烃为异丁烯:由此可知,原来的烯烃为异丁烯:CCCH3CH3HH 臭氧化反应的应用臭氧化反应的应用 烯烃烯烃在引发剂或催化剂的作用下在引发剂或催化剂的作用下,双键断裂而相互加成,双键断裂而相互加成,得到大分子或得到大分子或 高分子化
34、合物,又叫做高分子化合物,又叫做加成聚合反应加成聚合反应。引发剂是指可引发自由基链反应的试剂引发剂是指可引发自由基链反应的试剂,例如某些过氧化物和偶氮化物。,例如某些过氧化物和偶氮化物。 由低相对分子质量的有机化合物(称为单体)相互作用而生成高由低相对分子质量的有机化合物(称为单体)相互作用而生成高相对分子质量化合物(称聚合物)的反应叫做相对分子质量化合物(称聚合物)的反应叫做聚合反应聚合反应。n CH2CH2100250,150300MPa少量引发剂少量引发剂 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2H2C*n聚乙烯聚乙烯3.6.7 聚合反应聚合反应 烯烃在聚合过程中烯烃在聚合
35、过程中每断裂一个每断裂一个 键即伴随生成两个键即伴随生成两个 键键。故总的说来。故总的说来它是放热反应,一经引发后,反应即容易进行。它是放热反应,一经引发后,反应即容易进行。 由聚合反应生成的高分子化合物,其相对分子质量并不完全相同,故由聚合反应生成的高分子化合物,其相对分子质量并不完全相同,故高聚物实际是许多相对分子质量不同的聚合物的混合物。高聚物实际是许多相对分子质量不同的聚合物的混合物。 相同单体在不同条件下聚合而得的聚合物,不仅平均相对分子质量的相同单体在不同条件下聚合而得的聚合物,不仅平均相对分子质量的大小不同,其组成分布及高分子链的结构也很大不同,因而它们的性能大小不同,其组成分布
36、及高分子链的结构也很大不同,因而它们的性能和用途也不同。和用途也不同。 由自由基链反应的引发剂而引起的聚合反应又叫做由自由基链反应的引发剂而引起的聚合反应又叫做自由基聚合反应自由基聚合反应。 聚合反应的历程聚合反应的历程 工业上乙烯通过齐格勒工业上乙烯通过齐格勒-纳塔催化剂纳塔催化剂【(CH3CH2)3Al + TiCl4】在地压下在地压下(0.11MPa),60 150时聚合生成的叫做低压聚乙烯,其平均相对分子时聚合生成的叫做低压聚乙烯,其平均相对分子质量在质量在1000030000之之间。分子基本上是直链,其密度较高间。分子基本上是直链,其密度较高(约约0.94g/cm3)较坚硬,又叫做较坚硬,又叫做高密度聚乙烯高密度聚乙烯或或硬聚乙烯硬聚乙烯。 聚乙烯耐酸,耐碱,抗腐蚀,电绝缘性能优良,是目前大量生产的优良聚乙烯耐酸,耐碱,抗腐蚀,电绝缘性能优良,是目前大量生产的优良高分子材料。高分子材料。 由丙烯聚合而得色聚丙烯也是
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