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第一节炔烃分子中含有碳—碳三键(C≡C)的烃,叫做炔烃。炔烃也属于不饱和烃,它们比相应的烯烃又少两个氢,所以其通式为CnH2n-2。炔烃系列中最简单、最重要的是乙炔。碳—碳三键是炔烃的官能团。第一节炔烃一、炔烃的结构以乙炔为例。在乙炔分子中,碳原子外层的四个价电子的杂化又与乙烯不同,它采取另一种杂化形式——sp杂化,即一个s轨道与一个p轨道杂化,组成两个等同的sp杂化轨道,每一个sp杂化轨含有1/2s和1/2p轨道成分,它们的形状仍与sp2、sp3杂化轨道相似,是一个不对称的葫芦形,但在空间的分布却不相同,两个sp杂化轨道的轴在一条直线上。一、炔烃的结构
当两个sp杂化碳原子形成乙炔时,各以一个sp杂化轨道结合成碳—碳δ键,另一sp杂化轨道各与氢原子结合,所以乙炔分子中的碳原子和氢原子都在一条直线上,亦即键角为1800。故所以,乙炔分子是个直线型分子。当两个sp杂化碳原子形成乙炔时,各以一个sp杂
每个碳原子上余下的两个p轨道,它们的对称轴不仅垂直于δ键的对称轴,而且彼此相互垂直。当两个碳原子彼此接近成键时,余下的两个p轨道肩并肩的侧面重叠,形成两个相互垂直的π键,它们和sp杂化轨道的轴之间相当于空间三个垂直坐标的关系。每个碳原子上余下的两个p轨道,它们的对称轴不仅
所以碳—碳三键是由一个δ键和两个π键组成的。
这样形成的两个π键的电子云,并不是四个分开的球形,而是围绕C—Cδ键形成一个圆筒形。所以碳—碳三键是由一个δ键和两个π键组成的。
炔烃和二烯烃教学课件
实验同样证明乙炔为线型分子,碳—碳三键的键长比碳—碳双键短,为0.120nm,键能为835kJ/mol,即比碳—碳双键及碳—碳单键的键能都大。随着碳原子杂化中s轨道成分的增加,键越短,键能增大,碳原子电负性增大。由于乙炔分子中采取sp杂化形式,所以杂化轨道中s成分增多,轨道的最大半径也缩短,所以碳—碳三键的键长也缩短。实验同样证明乙炔为线型分子,碳—碳三键的键长比二、命名和异构1.异构由于它是个直线形分子,故没有几何异构,它具有碳链异构和官能团位置异构。
二、命名和异构
以后讲到二烯烃时,还要讲到它和二烯烃也是官能团异构。以后讲到二烯烃时,还要讲到它和二烯烃也是官能团2.命名炔烃的系统命名原则与烯烃相同,只将烯字改为“炔”字即可。分子中同时具有三键和二键时,系统命名法中,一般以烯炔命名,炔字放在名称最后,碳链编号应以不饱和键所在位次之和最小为原则,主链谈碳原子数目标在烯字前面,如果烯炔为此相同,编号应优先考虑双键。2.命名炔烃和二烯烃教学课件三、性质㈠物理性质:自学炔烃的沸点、相对密度等都比相应的烯烃略高些。四个碳以下的炔烃在常温常压下为气体。炔烃比水轻,有微弱的极性,不溶于水,而易溶于石油醚、苯、醚、丙酮等有机溶剂,在常压下15℃时,一体积的丙酮可溶25体积的乙炔;12大气压下一体积的丙酮可溶300体积的乙炔。三、性质
因为乙炔在较大的压力下,爆炸力极强,所以储存乙炔的钢瓶内就填充了用丙酮浸透的硅藻土或碎软木,这样,在较小的压力下就可溶解大量乙炔。纯的乙炔是无色无臭的气体,工业中的乙炔有不愉快气味,是由于来自夹杂的H2S、PH3和含硫的化合物。因为乙炔在较大的压力下,爆炸力极强,所以储存乙
乙炔燃烧时发出明亮的火焰。乙炔在纯氧气中燃烧的火焰温度可高达3500℃,所以常用于钢材的切割和焊接。乙炔燃烧时发出明亮的火焰。乙炔在纯氧气中燃烧㈡化学性质:炔烃含有碳-碳三键,可以进行与烯烃相似的反应,如与氢、卤素、卤化氢、水等都能进行加成反应,由于炔烃含有两个π键,加成可逐步进行,在适当的条件下,可以得到与一分子试剂加成的产物,即烯烃或烯烃的衍生物,反应机理也是亲电加成。㈡化学性质:
另一方面,乙炔分子中的碳原子为sp杂化状态,与sp2或sp3杂化状态相比,它含有较多(50%)的s成分。s成分较多,则轨道距核较近,也就是原子核对即杂化轨道中的电子约束力较大,换言之,sp杂化状态的碳原子电负性较强。各种不同杂化状态的碳原子的电负性顺序为sp>sp2>sp3。另一方面,乙炔分子中的碳原子为sp杂化状态,与
由于即杂化碳原子的电负性较强,所以炔烃虽然有两个π键,但不像烯烃那样容易给出电子,因此炔烃的亲电加成反应一般要比烯烃慢些。由于即杂化碳原子的电负性较强,所以炔烃虽然有两个1.加成反应①催化加氢
一般炔烃在用钯、铂等催化剂氢化时,总是得到烷烃,而很难得到烯烃,但在特殊催化剂作用下,可以制得烯烃。1.加成反应一般炔烃在用钯、铂等催化剂氢化时②与卤化氢加成
不对称炔烃与卤化氢加成时,同样遵守马氏规律。②与卤化氢加成不对称炔烃与卤化氢加成时,同样遵守③和水加成炔烃在强酸和硫酸汞作用
下,可以和水加成。③和水加成炔烃在强酸和硫酸汞作用
下,可以和水
乙烯醇这个结构是不稳定的,一经产生立即分子内重排,羟基的氢原子转移到另一个碳原子上,碳氧之间形成双键生成含有羰基的化合物。炔烃和水的加成,除了乙炔生成乙醛外,其余的得到酮式化合物。乙烯醇这个结构是不稳定的,一经产生立即分子内重排④与氢氰酸(HCN)加成
这是一般双键不能进行的反应,含有一CN(氰基)的化合物叫做腈,丙烯腈是合成纤维腈纶的单体。④与氢氰酸(HCN)加成这是一般双键不能进行的
因ⅰHCN有毒;ⅱ需高浓度的乙炔,所以,此工艺现已被淘汰。现在一般都采用丙烯氨化氧化法:因ⅰHCN有毒;ⅱ需高浓度的乙炔,所以,此工艺现2.氧化反应炔烃也容易被氧化剂氧化,将乙炔通入高锰酸钾水溶液中高锰酸钾的紫色消失,同时有二氧化锰沉淀生成。
因此,通过鉴定氧化产物,就可以确定炔烃的三键位置和结构。2.氧化反应因此,通过鉴定氧化产物,就可以确3.炔烃的活泼氢反应由于sp杂化碳原子的电负性比sp2或sp3杂化碳原子的电负性强,所以与sp杂化碳原子相连的氢原子具有酸性,能被某些金属离子取代生成金属炔化物,例如,在氨溶液中可被银离子、亚铜离子取代,生成金属炔化物。3.炔烃的活泼氢反应条件:需H条件:需H
可通过这两个反应来鉴别炔烃分子中三键是在碳链的一端还是在碳链的中间,因为只有三键在末端时才能连有氢,分子中其它碳原子上的氢没有这种反应。金属炔化物在干燥状态受热或撞击时,则发生爆炸而生成金属和碳。所以进行这类鉴别反应后生成的金属炔化物应加硝酸使其分解,以免干燥后爆炸。对于炔烃的性质,我们只介绍这么多,可参考其它书籍,如聚合………。可通过这两个反应来鉴别炔烃分子中三键是在碳链的一四、炔烃的制备1)由二卤代烷脱HX2)由炔化物与卤代烃偶联四、炔烃的制备第二节双烯烃一、分类分子中含有两个碳—碳双键的烃叫做双烯烃或二烯烃,例如:最简式:CnH2n-2第二节双烯烃一、分类最简式:CnH2n-2
根据两个碳—碳双键的相对位置可以把双烯烃分为三类:①一类是两个碳—碳双健连在同一个碳原子
上的,叫做聚集双烯,如丙二烯;②一类是单双健间隔的双烯,叫共轭双烯,
如1,3—丁二烯;③再有—类是两个碳一碳双键被两个以上单
键隔开的,如2—甲基—1,4—戊二烯,
叫做隔离双烯(孤立二烯烃)。根据两个碳—碳双键的相对位置可以把双烯烃分为三
由于聚集双烯烃性能不稳定、数量少、实际应用少。而隔离双烯烃性质和单烯烃相似,所以本节主要讲述共轭双烯烃。由于聚集双烯烃性能不稳定、数量少、实际应用少。二、命名双烯的命名与烯烃相似,只是在“烯”前加一“二”字,并分别注明两个双键的位置。双烯烃的通式与含一个三键的炔烃相同。所以含碳原子数相同的双烯烃与炔烃互为同分异构体,这种异构体间的区别在于所含官能团不同,叫做官能团异构。课堂练习:试写出符合分子式C5H8的化合物。二、命名三、二烯烃的结构1.丙二烯的结构两个P键是相互垂直的。C-1、C-3:SP2;C-2:SP。三、二烯烃的结构2.1,3-丁二烯的结构在1,3—丁二烯分子中,所有碳原子都是sp2杂化状态,它们彼此各以一个sp2杂化轨道结合形成C—Cδ键,其余的sp2杂化轨道分别与氢原子结合。由于sp2杂化轨道是平面分布的,所以分子中所有的原子就有可能都处于同一平面上,每个碳上余下的p轨道则相互平行,如图:2.1,3-丁二烯的结构炔烃和二烯烃教学课件
这样,不仅C1与C2间及C3与C4间的p轨道由于形成双键而相互重叠,而且C2与C3间的p轨道由于相邻又相互平行,也可以部分重叠,从而可以认为C2一C3也具有部分双键的性质。这样,不仅C1与C2间及C3与C4间的p轨道由于C2一C3轨道重叠的结果是共轭双烯中四个p电子的运动范围不再两两局限于C1一C2或C3一C4之间,而是运动于四个碳原子核的外围,形成一个“共轭π键”(或叫大π键)。这种现象叫做电子的离域(相对于单烯烃中p电子只围绕两个形成π键的原子运动,叫做定域的)。C2一C3轨道重叠的结果是共轭双烯中四个p电子炔烃和二烯烃教学课件
共轭体系中由于电子的离域使得体系的能量降低或更稳定,键长趋于平均化。在不饱和化合物中,如果与C=C相邻的原子上有p轨道,则此p轨道便可与C=C形成—个包括两个以上原子核的π键,这种体系叫共轭体系。共轭体系中由于电子的离域使得体系的能量降低或更稳
共轭体系有几种不同的形式,对于1,3-丁二烯来说,是由两个π键相邻形成的共轭体系,叫做π-π共轭体系。另外还有一种p-π共轭体系,如:共轭体系有几种不同的形式,对于1,3-丁二烯来说1,3—丁二烯分子中绕C2—C3键旋转,可以产生不同的构象异构体,但其中只有两种构象,所有原子都在一个平面上,即保持能量最低的共轭体系,这两种构象就是s—顺式与s—反式:1,3—丁二烯分子中绕C2—C3键旋转,可以产四、共轭二烯烃的化学性质共轭烯烃具有烯烃的一般化学性质。如能与氢、卤素、卤化氢等试剂加成,能被氧化,能进行聚合等。但由于分子中存在共轭体系这一特点,所以在化学性质上还有其特殊的性质。四、共轭二烯烃的化学性质1.1,4—加成作用1.1,4—加成作用
如1,3—丁二烯在与一分子试剂加成时,按照孤立烯烃的加成情况,应该只得到1,2—加成产物,但实际得到的还有1,4—加成产物。而且往往1,4-加成产物占主要比例。例如与溴加成时,试剂加到分子两头的碳原子上,而在C2、C3间形成新的双键,就得到1,4-加成产物,这种加成作用,叫做1,4—加成作用,这是共轭烯烃的特殊反应性能。如1,3—丁二烯在与一分子试剂加成时,按照孤立
反应为什么以1,4-加成为主呢?下面看一看它的机理。①反应的过程是Br+首先与一个碳-碳双键上的一对电子和C1(或C4)结合形成碳正离子:反应为什么以1,4-加成为主呢?下面看一看它的机1,3-丁二烯与溴的加成反应动画1,3-丁二烯与溴的加成反应动画②碳正离子为sp2杂化状态,但它的p轨道中没有电子,由于它与碳—碳双键相邻,这个空的p轨道与碳—碳双键上的p轨道可以形成共轭体系,从而碳—碳双键中的p电子可以按箭头所指的方向转移,其结果是C2上的正电荷分散于C2,C3,C4三个碳原子上,但并非均匀分布,而是C2及C4上带有部分正电荷,以δ+表示:②碳正离子为sp2杂化状态,但它的p轨道中没有电子,由于它与
所以Br-便可以与C2或C4结合,形成1,2—或1,4-加成产物。1,2—与1,4一加成产物的比例决定于共轭烯烃的结构及反应条件。如低温-800C,1,2—加成产物占80%;400C,1,4—加成产物占80%。所以Br-便可以与C2或C4结合,形成1,2—2.双烯合成反应(杜尔斯—阿德尔反应,简称A—D反应)在光或热的作用下,共轭烯烃可以与具有双键的化合物进行双烯合成生成一个环己烯或其衍生物。最简单的是1,3—丁二烯与乙烯反应,如下:2.双烯合成反应(杜尔斯—阿德尔反应,简称A—D反应)
反应是由1,3—丁二烯及乙烯各用两个π电子,重新组合形成丁两个新的δ键而成环,也相当于乙烯对1,3—丁二烯进行了1,4—加成反应,所以这类反应叫做环化加成反应,也叫Diels—Alder反应或双烯合成反应。反应是由1,3—丁二烯及乙烯各用两个π电子,重新
不仅1,3-丁二烯可以发生这种反应,凡是含有空间位置适当的共轭碳-碳双键的化合物都可以进行这类反应。在反应中含有共轭碳-碳双键的化合物统称之为双烯体(diene)。乙烯或其衍生物如CH2=CH-CHO,CH2=CH-COOH
或CH2=CH-CN等叫做亲双烯体(dienophile),乙烯上连有-CHO,-COOH,-CN等吸电子的基团,对反应特别有利。不仅1,3-丁二烯可以发生这种反应,凡是含有空
许多双烯合成反应非常容易进行,常常将两种反应物混合在一起便即刻反应。双烯合成反应不需要游离基引发剂,也不需要酸或碱的催化。经研究证明,这类反应不属于游离基反应,也不属于离子型反应,这是另一种类型的反应,其特点是分子之间电子的重新排列,键的断裂与新键的形成是同时进行的,所以这类反应叫做协同反应。双烯合成反应是协同反应中周环反应的一种。许多双烯合成反应非常容易进行,常常将两种反应物
这类反应在合成上是很重要的,通过这类反应可以将链状化合物转变为环状化合物,而且反应常常是定量完成的。这类反应在合成上是很重要的,通过这类反应可以将五、异戊二烯和橡胶(自学)异戊二烯按系统命名应为2-甲基-1,3-丁二烯,它是沸点为34℃的液体。五、异戊二烯和橡胶(自学)
它是组成天然橡胶(其平均相对分于质量在60000至35350000间,相当于1000至5000个异戊二烯单体)、杜仲酸的单体。天然橡胶、杜仲酸都是异戊二烯的聚合体,异戊二烯间以头尾(靠近甲基的一端为头)相连,形成一个线型分子,只它是组成天然橡胶(其平均相对分于质量在6000是双键的构型不同,天然橡胶的所有双键的构型都是顺式的,而杜仲酸的所有双键的构型都是反式的。是双键的构型不同,天然橡胶的所有双键的构型都是顺式的,而杜仲
因此,它们的性能也不同,如天然橡胶很有弹性;而杜仲酸的弹性就没那么大,且其还有药用价值。由于天然橡胶产量有限,且性能也不能满足各方面的要求。所以发展了天然橡胶的代用品“合成橡胶”,其在某些方面性能超过了天然橡胶。如:如顺丁橡胶、氯丁橡胶等,前者为1,3-丁二烯的聚合体,后者为2-氯-1,3-丁二烯的聚合体。
氯丁橡胶:耐油、耐老化,化学稳定性〉天然橡胶。因此,它们的性能也不同,如天然橡胶很有弹性;而1.定义共轭效应:共轭体系中电子的离域作用,往往引起内能降低,分子更稳定,键长平均化。第三节共轭效应1.定义共轭效应:共轭体系中电子的离域作用,往往2.类型P-P共轭:例CH2=CH-CH=CH2;
CH2=CH-CH=OP-P共轭:例CH2=CHCl;CH2=CHCH2+;
CH2=CHCH2-;CH2=CHCH2。S-P共轭:例CH3-CH=CH2S-P共轭:例(CH3)3C+;(CH3)3C-;
(CH3)3C2.类型3.传递整个共轭体系共轭体系内,正负电荷中心交替出现3.传递整个共轭体系4.强度p-p+C:σ-p,σ-π超共轭:+C超共轭效应的大小与参与共轭的s
C-H键数目有关:-CH3>-CH2R>CHR2>CR3
静态共轭效应:4.强度动态共轭效应:动态共轭效应:第四节速度控制与平衡控制1)1,4-加成低温、非极性溶剂有利于1,2-加成;1,4-加成。第四节速度控制与平衡控制1)1,4-加成低温、非极性溶2)速度(动力学)控制产物:通过缩短反应时间和降低反应温度来控制的主
要产物。
平衡(热力学)控制产物:利用平衡达到控制的主要产物。2)速度(动力学)控制产物:通过缩短反应时间和降低反应温度碳正离子(2)比(1)稳定。碳正离子(2)比(1)稳定。炔烃和二烯烃教学课件例:例:⑴极化:标出共轭双键各碳原子所带
部分正负电荷;按亲电加成反应要
求和Markovnikov规则,试剂中带
正电荷和部分正电荷部分首先加到
二烯烃中,含氢较多的带部分负电
荷双键碳原子上。⑵按反应中间体-碳正离子的稳定性
来判断主要加成产物。理解:⑴极化:标出共轭双键各碳原子所带
部分正负电从碳正离子的稳定性理解:稳定性:(2)>(1)从碳正离子的稳定性理解:稳定性:(2)>(1)Question:Question:3)
Diels-AlderReaction特点:a.产物含六元环结构单元;b.立体专一性反应。3)Diels-AlderReaction特点:a.产第一节炔烃分子中含有碳—碳三键(C≡C)的烃,叫做炔烃。炔烃也属于不饱和烃,它们比相应的烯烃又少两个氢,所以其通式为CnH2n-2。炔烃系列中最简单、最重要的是乙炔。碳—碳三键是炔烃的官能团。第一节炔烃一、炔烃的结构以乙炔为例。在乙炔分子中,碳原子外层的四个价电子的杂化又与乙烯不同,它采取另一种杂化形式——sp杂化,即一个s轨道与一个p轨道杂化,组成两个等同的sp杂化轨道,每一个sp杂化轨含有1/2s和1/2p轨道成分,它们的形状仍与sp2、sp3杂化轨道相似,是一个不对称的葫芦形,但在空间的分布却不相同,两个sp杂化轨道的轴在一条直线上。一、炔烃的结构
当两个sp杂化碳原子形成乙炔时,各以一个sp杂化轨道结合成碳—碳δ键,另一sp杂化轨道各与氢原子结合,所以乙炔分子中的碳原子和氢原子都在一条直线上,亦即键角为1800。故所以,乙炔分子是个直线型分子。当两个sp杂化碳原子形成乙炔时,各以一个sp杂
每个碳原子上余下的两个p轨道,它们的对称轴不仅垂直于δ键的对称轴,而且彼此相互垂直。当两个碳原子彼此接近成键时,余下的两个p轨道肩并肩的侧面重叠,形成两个相互垂直的π键,它们和sp杂化轨道的轴之间相当于空间三个垂直坐标的关系。每个碳原子上余下的两个p轨道,它们的对称轴不仅
所以碳—碳三键是由一个δ键和两个π键组成的。
这样形成的两个π键的电子云,并不是四个分开的球形,而是围绕C—Cδ键形成一个圆筒形。所以碳—碳三键是由一个δ键和两个π键组成的。
炔烃和二烯烃教学课件
实验同样证明乙炔为线型分子,碳—碳三键的键长比碳—碳双键短,为0.120nm,键能为835kJ/mol,即比碳—碳双键及碳—碳单键的键能都大。随着碳原子杂化中s轨道成分的增加,键越短,键能增大,碳原子电负性增大。由于乙炔分子中采取sp杂化形式,所以杂化轨道中s成分增多,轨道的最大半径也缩短,所以碳—碳三键的键长也缩短。实验同样证明乙炔为线型分子,碳—碳三键的键长比二、命名和异构1.异构由于它是个直线形分子,故没有几何异构,它具有碳链异构和官能团位置异构。
二、命名和异构
以后讲到二烯烃时,还要讲到它和二烯烃也是官能团异构。以后讲到二烯烃时,还要讲到它和二烯烃也是官能团2.命名炔烃的系统命名原则与烯烃相同,只将烯字改为“炔”字即可。分子中同时具有三键和二键时,系统命名法中,一般以烯炔命名,炔字放在名称最后,碳链编号应以不饱和键所在位次之和最小为原则,主链谈碳原子数目标在烯字前面,如果烯炔为此相同,编号应优先考虑双键。2.命名炔烃和二烯烃教学课件三、性质㈠物理性质:自学炔烃的沸点、相对密度等都比相应的烯烃略高些。四个碳以下的炔烃在常温常压下为气体。炔烃比水轻,有微弱的极性,不溶于水,而易溶于石油醚、苯、醚、丙酮等有机溶剂,在常压下15℃时,一体积的丙酮可溶25体积的乙炔;12大气压下一体积的丙酮可溶300体积的乙炔。三、性质
因为乙炔在较大的压力下,爆炸力极强,所以储存乙炔的钢瓶内就填充了用丙酮浸透的硅藻土或碎软木,这样,在较小的压力下就可溶解大量乙炔。纯的乙炔是无色无臭的气体,工业中的乙炔有不愉快气味,是由于来自夹杂的H2S、PH3和含硫的化合物。因为乙炔在较大的压力下,爆炸力极强,所以储存乙
乙炔燃烧时发出明亮的火焰。乙炔在纯氧气中燃烧的火焰温度可高达3500℃,所以常用于钢材的切割和焊接。乙炔燃烧时发出明亮的火焰。乙炔在纯氧气中燃烧㈡化学性质:炔烃含有碳-碳三键,可以进行与烯烃相似的反应,如与氢、卤素、卤化氢、水等都能进行加成反应,由于炔烃含有两个π键,加成可逐步进行,在适当的条件下,可以得到与一分子试剂加成的产物,即烯烃或烯烃的衍生物,反应机理也是亲电加成。㈡化学性质:
另一方面,乙炔分子中的碳原子为sp杂化状态,与sp2或sp3杂化状态相比,它含有较多(50%)的s成分。s成分较多,则轨道距核较近,也就是原子核对即杂化轨道中的电子约束力较大,换言之,sp杂化状态的碳原子电负性较强。各种不同杂化状态的碳原子的电负性顺序为sp>sp2>sp3。另一方面,乙炔分子中的碳原子为sp杂化状态,与
由于即杂化碳原子的电负性较强,所以炔烃虽然有两个π键,但不像烯烃那样容易给出电子,因此炔烃的亲电加成反应一般要比烯烃慢些。由于即杂化碳原子的电负性较强,所以炔烃虽然有两个1.加成反应①催化加氢
一般炔烃在用钯、铂等催化剂氢化时,总是得到烷烃,而很难得到烯烃,但在特殊催化剂作用下,可以制得烯烃。1.加成反应一般炔烃在用钯、铂等催化剂氢化时②与卤化氢加成
不对称炔烃与卤化氢加成时,同样遵守马氏规律。②与卤化氢加成不对称炔烃与卤化氢加成时,同样遵守③和水加成炔烃在强酸和硫酸汞作用
下,可以和水加成。③和水加成炔烃在强酸和硫酸汞作用
下,可以和水
乙烯醇这个结构是不稳定的,一经产生立即分子内重排,羟基的氢原子转移到另一个碳原子上,碳氧之间形成双键生成含有羰基的化合物。炔烃和水的加成,除了乙炔生成乙醛外,其余的得到酮式化合物。乙烯醇这个结构是不稳定的,一经产生立即分子内重排④与氢氰酸(HCN)加成
这是一般双键不能进行的反应,含有一CN(氰基)的化合物叫做腈,丙烯腈是合成纤维腈纶的单体。④与氢氰酸(HCN)加成这是一般双键不能进行的
因ⅰHCN有毒;ⅱ需高浓度的乙炔,所以,此工艺现已被淘汰。现在一般都采用丙烯氨化氧化法:因ⅰHCN有毒;ⅱ需高浓度的乙炔,所以,此工艺现2.氧化反应炔烃也容易被氧化剂氧化,将乙炔通入高锰酸钾水溶液中高锰酸钾的紫色消失,同时有二氧化锰沉淀生成。
因此,通过鉴定氧化产物,就可以确定炔烃的三键位置和结构。2.氧化反应因此,通过鉴定氧化产物,就可以确3.炔烃的活泼氢反应由于sp杂化碳原子的电负性比sp2或sp3杂化碳原子的电负性强,所以与sp杂化碳原子相连的氢原子具有酸性,能被某些金属离子取代生成金属炔化物,例如,在氨溶液中可被银离子、亚铜离子取代,生成金属炔化物。3.炔烃的活泼氢反应条件:需H条件:需H
可通过这两个反应来鉴别炔烃分子中三键是在碳链的一端还是在碳链的中间,因为只有三键在末端时才能连有氢,分子中其它碳原子上的氢没有这种反应。金属炔化物在干燥状态受热或撞击时,则发生爆炸而生成金属和碳。所以进行这类鉴别反应后生成的金属炔化物应加硝酸使其分解,以免干燥后爆炸。对于炔烃的性质,我们只介绍这么多,可参考其它书籍,如聚合………。可通过这两个反应来鉴别炔烃分子中三键是在碳链的一四、炔烃的制备1)由二卤代烷脱HX2)由炔化物与卤代烃偶联四、炔烃的制备第二节双烯烃一、分类分子中含有两个碳—碳双键的烃叫做双烯烃或二烯烃,例如:最简式:CnH2n-2第二节双烯烃一、分类最简式:CnH2n-2
根据两个碳—碳双键的相对位置可以把双烯烃分为三类:①一类是两个碳—碳双健连在同一个碳原子
上的,叫做聚集双烯,如丙二烯;②一类是单双健间隔的双烯,叫共轭双烯,
如1,3—丁二烯;③再有—类是两个碳一碳双键被两个以上单
键隔开的,如2—甲基—1,4—戊二烯,
叫做隔离双烯(孤立二烯烃)。根据两个碳—碳双键的相对位置可以把双烯烃分为三
由于聚集双烯烃性能不稳定、数量少、实际应用少。而隔离双烯烃性质和单烯烃相似,所以本节主要讲述共轭双烯烃。由于聚集双烯烃性能不稳定、数量少、实际应用少。二、命名双烯的命名与烯烃相似,只是在“烯”前加一“二”字,并分别注明两个双键的位置。双烯烃的通式与含一个三键的炔烃相同。所以含碳原子数相同的双烯烃与炔烃互为同分异构体,这种异构体间的区别在于所含官能团不同,叫做官能团异构。课堂练习:试写出符合分子式C5H8的化合物。二、命名三、二烯烃的结构1.丙二烯的结构两个P键是相互垂直的。C-1、C-3:SP2;C-2:SP。三、二烯烃的结构2.1,3-丁二烯的结构在1,3—丁二烯分子中,所有碳原子都是sp2杂化状态,它们彼此各以一个sp2杂化轨道结合形成C—Cδ键,其余的sp2杂化轨道分别与氢原子结合。由于sp2杂化轨道是平面分布的,所以分子中所有的原子就有可能都处于同一平面上,每个碳上余下的p轨道则相互平行,如图:2.1,3-丁二烯的结构炔烃和二烯烃教学课件
这样,不仅C1与C2间及C3与C4间的p轨道由于形成双键而相互重叠,而且C2与C3间的p轨道由于相邻又相互平行,也可以部分重叠,从而可以认为C2一C3也具有部分双键的性质。这样,不仅C1与C2间及C3与C4间的p轨道由于C2一C3轨道重叠的结果是共轭双烯中四个p电子的运动范围不再两两局限于C1一C2或C3一C4之间,而是运动于四个碳原子核的外围,形成一个“共轭π键”(或叫大π键)。这种现象叫做电子的离域(相对于单烯烃中p电子只围绕两个形成π键的原子运动,叫做定域的)。C2一C3轨道重叠的结果是共轭双烯中四个p电子炔烃和二烯烃教学课件
共轭体系中由于电子的离域使得体系的能量降低或更稳定,键长趋于平均化。在不饱和化合物中,如果与C=C相邻的原子上有p轨道,则此p轨道便可与C=C形成—个包括两个以上原子核的π键,这种体系叫共轭体系。共轭体系中由于电子的离域使得体系的能量降低或更稳
共轭体系有几种不同的形式,对于1,3-丁二烯来说,是由两个π键相邻形成的共轭体系,叫做π-π共轭体系。另外还有一种p-π共轭体系,如:共轭体系有几种不同的形式,对于1,3-丁二烯来说1,3—丁二烯分子中绕C2—C3键旋转,可以产生不同的构象异构体,但其中只有两种构象,所有原子都在一个平面上,即保持能量最低的共轭体系,这两种构象就是s—顺式与s—反式:1,3—丁二烯分子中绕C2—C3键旋转,可以产四、共轭二烯烃的化学性质共轭烯烃具有烯烃的一般化学性质。如能与氢、卤素、卤化氢等试剂加成,能被氧化,能进行聚合等。但由于分子中存在共轭体系这一特点,所以在化学性质上还有其特殊的性质。四、共轭二烯烃的化学性质1.1,4—加成作用1.1,4—加成作用
如1,3—丁二烯在与一分子试剂加成时,按照孤立烯烃的加成情况,应该只得到1,2—加成产物,但实际得到的还有1,4—加成产物。而且往往1,4-加成产物占主要比例。例如与溴加成时,试剂加到分子两头的碳原子上,而在C2、C3间形成新的双键,就得到1,4-加成产物,这种加成作用,叫做1,4—加成作用,这是共轭烯烃的特殊反应性能。如1,3—丁二烯在与一分子试剂加成时,按照孤立
反应为什么以1,4-加成为主呢?下面看一看它的机理。①反应的过程是Br+首先与一个碳-碳双键上的一对电子和C1(或C4)结合形成碳正离子:反应为什么以1,4-加成为主呢?下面看一看它的机1,3-丁二烯与溴的加成反应动画1,3-丁二烯与溴的加成反应动画②碳正离子为sp2杂化状态,但它的p轨道中没有电子,由于它与碳—碳双键相邻,这个空的p轨道与碳—碳双键上的p轨道可以形成共轭体系,从而碳—碳双键中的p电子可以按箭头所指的方向转移,其结果是C2上的正电荷分散于C2,C3,C4三个碳原子上,但并非均匀分布,而是C2及C4上带有部分正电荷,以δ+表示:②碳正离子为sp2杂化状态,但它的p轨道中没有电子,由于它与
所以Br-便可以与C2或C4结合,形成1,2—或1,4-加成产物。1,2—与1,4一加成产物的比例决定于共轭烯烃的结构及反应条件。如低温-800C,1,2—加成产物占80%;400C,1,4—加成产物占80%。所以Br-便可以与C2或C4结合,形成1,2—2.双烯合成反应(杜尔斯—阿德尔反应,简称A—D反应)在光或热的作用下,共轭烯烃可以与具有双键的化合物进行双烯合成生成一个环己烯或其衍生物。最简单的是1,3—丁二烯与乙烯反应,如下:2.双烯合成反应(杜尔斯—阿德尔反应,简称A—D反应)
反应是由1,3—丁二烯及乙烯各用两个π电子,重新组合形成丁两个新的δ键而成环,也相当于乙烯对1,3—丁二烯进行了1,4—加成反应,所以这类反应叫做环化加成反应,也叫Diels—Alder反应或双烯合成反应。反应是由1,3—丁二烯及乙烯各用两个π电子,重新
不仅1,3-丁二烯可以发生这种反应,凡是含有空间位置适当的共轭碳-碳双键的化合物都可以进行这类反应。在反应中含有共轭碳-碳双键的化合物统称之为双烯体(diene)。乙烯或其衍生物如CH2=CH-CHO,CH2=CH-COOH
或CH2=CH-CN等叫做亲双烯体(dienophile),乙烯上连有-CHO,-COOH,-CN等吸电子的基团,对反应特别有利。不仅1,3-丁二烯可以发生这种反应,凡是含有空
许多双烯合成反应非常容易进行,常常将两种反应物混合在一起便即刻反应。双烯合成反应不需要游离基引发剂,也不需要酸或碱的催化。经研究证明,这类反应不属于游离基反应,也不属于离子型反应,这是另一种类型的反应,其特点是分子之间电子的重新排列,键的断裂与新键的形成是同时进行的,所以这类反应叫做协同反应。双烯合成反应是协同反应中周环反应的一种。许多双烯合成反应非常容易进行,常常将两种反应物
这类反应在合成上是很重要的,通过这类反应可以将链状化合物转变为环状化合物,而且反应常常是定量完成的。这类反应在合成上是很重要的,通过这类反应可以将五、异戊二烯和橡胶(自学)异戊二烯按系统命名应为2-甲基-1,3-丁二烯,它是沸点为34
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