大学有机化学第三章烯烃-课件

第三章烯烃

3.1烯烃的构造异构和命名3.2烯烃的结构3.3E/标记法—次序规则3.4烯烃的来源和制备

3.5烯烃的物理性质3.6烯烃的化学性质

3.7重要的烯烃1ppt课件3.1烯烃的构造异构和命名

分子中含碳碳双键或碳碳叁键的烃叫不饱和烃。含一个碳碳双键的开链烃叫单烯烃，简称烯烃。通式为CnH2n官能团为C=C键3.1.1烯烃的构造异构：（1）碳链（碳干）异构（2）官能团位置异构3.1.2烯烃的命名（系统命名）（1）选择一个含双键的最长的碳链为主链。

2ppt课件（2）从最靠近双键的一端起，把主链碳原子依次编号

（3）双键的位次必须标明出来，只写双键两个碳原子中位次较小的一个，放在烯烃名称的前面。

2，4-二甲基-2-己烯（4）其他与烷烃相同3ppt课件3.2烯烃的结构

3.2.1乙烯的结构实验事实：仪器测得乙烯中六个原子共平面：

4ppt课件（1）杂化轨道理论的描述

C2H4中，C采取sp2杂化，形成三个等同的sp2杂化轨道：sp2杂化轨道的形状与sp3杂化轨道大致相同，只是sp2杂化轨道的s成份更大些：5ppt课件

为了减少轨道间的相互斥力，使轨道在空间相距最远，要求平面构型（三个sp2轨道在同一平面）并取最大键角为120°：(sp2杂化碳)

6ppt课件故乙烯中C=C键，一条代表σ键，另一条代表π键σ键碳原子的sp2杂化轨道头碰头重叠形成，σ键电子云分布在两个碳原子之间；π键由碳原子的p轨道肩并肩侧面重叠而成，π键电子云分布在分子平面的上下方。其他烯烃分子：碳碳双键与乙烯一样，其余部分与烷烃一样。7ppt课件π键的特性：①π键不能自由旋转。②π键键能小，不如σ键牢固。碳碳双键键能为611KJ/mol,碳碳单键键能为347JK/mol,∴π键键能为611-347=264K/mol③π键电子云流动性大，受核束缚小，易极化。∴π键易断裂、起化学反应。

8ppt课件3.2.2烯烃的顺反异构现象σ键是轴对称，而π键是面对称，当转动碳碳键时，π键被破坏，需要的能量至少为π键键能，约需500℃的高温。因此，当双键碳上连有不同基团时，就会产生顺、反异构。9ppt课件（1）顺反异构体构造相同，原子或基团在空间排布方式（构型）不同，属于构型异构或立体异构。（2）每个双键碳原子连接两个不同的原子或基团才有顺反异构10ppt课件(3)顺反命名法

两个双键碳上相同的原子或原子团在双键的同一侧者，称为顺式，反之称为反式。例：Ⅰ——顺式，两个甲基位于双键的同侧；

Ⅱ——反式，两个甲基位于双键的异侧。ⅠⅡ11ppt课件3.3Z-E标记法—次序规则问题：

后两个的化合物的构型如何命名？3.3.1Z-E标记法（1）依次对双键碳原子上所连接基团排序。（2）双键碳C1与C2上序数大的基团在同侧为Z,在不同侧为E。

12ppt课件

Zusammen(共同)Entgegen（相反）3.3.2次序规则（1）将双键碳原子所连接的原子或基团按其原子序数的大小排列，把大的排在前面，小的排在后面，同位素则按原子量大小次序排列。

I，Br,Cl,,S,P,O,N,C,D,H13ppt课件（2）如果与双键碳原子连接的基团第一个原子相同而无法确定次序时，则应看基团的第二个原子的原子序数，依次类推。按照次序规则（Sequencerule）先后排列。例如：-CH(CH3)3

＞-CH2CH3

＞-CH3又例如：

14ppt课件（3）含有双键和叁健基团，可认为连有二个或三个相同原子15ppt课件

根据以上规则，常见基团优先次序如下所示：

－I＞－Br＞－Cl

＞－SO3H＞－F＞－OCOR＞－OR……

举例：16ppt课件3.4烯烃的来源和制法(自学）

3.5烯烃的物理性质（自学）

3.6烯烃的化学性质

烯烃的双键中π键易断裂，导致烯烃易发生加成、氧化、聚合反应。

加成反应:烯烃的双键中π键断裂，双键的二个碳原子与其它原子（或原子团）结合，形成两个σ键。

注意：

∴Z,E-命名法不能同顺反命名法混淆。17ppt课件3.6.1催化加氢催化剂：铂、钯、镍氢化热：一摩尔烯烃催化加氢放出的能量。不同结构的烯烃氢化热不同,氢化热越小，该烯烃越稳定。应用：1、判断烯烃稳定性

2、测定双键数目

3、油脂硬化18ppt课件

3.6.2亲电加成反应

烯烃双键上的π电子云流动性相对较大,易变形,容易受到电试剂的进攻。亲电试剂:在有机反应中能攻击带负电的原子（通常是碳原子）并最终接受该原子的一对电子的试剂（本身是带正电或部分正电原子、缺电子的分子，属于路易斯酸）如：H+、BF3、Br2亲电加成反应：由亲电试剂试剂引起的加成反应

19ppt课件（1）与卤化氢加成HX=HCl,HBr,HI卤代烷1）反应条件：干燥卤化氢通入烯烃中，或溶于适当极性的溶剂中进行，或与浓的氢卤酸作用。2）卤化氢的活性：HI>HBr>HCL3）不对称烯烃的加成—马氏规则

不对称烯烃：两个双键碳原子上的取代基不相同的烯烃

20ppt课件21ppt课件马氏规则：不对称烯烃和酸（HX）加成，酸的负基

X-主要加到含氢原子较少的双键碳原子上，H+加到含氢多的双键碳原子上。4）烯烃与卤化氢加成反应机理（乙烯与HCl加成）：第一步：亲电试剂（H+）进攻双键碳生成碳正离子中间体

碳正离子第一步（快）22ppt课件碳正离子为SP2杂化，有一个空的P轨道，平面结构。第二步：带负电的亲核试剂（x-）与正碳离子结合23ppt课件第二步（快）反应能量曲线24ppt课件乙烯与HBr加成能量曲线25ppt课件5）马氏规则的解释与碳正离子稳定性＊诱导效应—在有机化合物中由于电负性不同的取代基的影响，使整个分子中成键电子云按取代基团的电负性所决定的方向沿着键链而偏移的效应。CH3δδδ+-CH2δδ+-CH2δ+→Clδ-

诱导效应一般用I表示，饱和C-H键的诱导效应规定为零。当一个原子或原子团与碳原子成键后，电子云偏离碳原子，称为+I（供电子）效应反之则为-I(吸电子)-I效应+I-I效应+I26ppt课件一般来说，原子吸电子能力越强，-I效应就越大。例：

-F>-Cl>-Br>-I，-F>-OR>-NR2

，-O+R2>-N+R3

+I诱导效应与-I诱导效应相反。具有+I效应的原子或原子团与碳原子成键后，可使电子云偏向该碳原子。正诱导效应用+I表示。例：

具有+I效应的原子团主要是烷基，并只有在与不饱和碳相连时才呈+I效应。（CH3）3C->（CH3）2CH->CH3CH2->CH3-27ppt课件A):由烯烃双键碳的电性来解释

诱导效应和超共轭效应使得连接烃基多双键碳带部分正电，连接烃基少的双键碳（连接氢多）带部分负电荷，从而带正荷亲核试剂（H+）优先进攻连接氢多的双键碳28ppt课件B):

用反应过程中生成的活泼中间体碳正离子的难易和稳定性进行解释。丙烯与HCl反应能量曲线29ppt课件30ppt课件中间体碳正离子的稳定性：解释：烷基供电子的+I效应和超共轭效应使得碳的正电荷得以分散，正电荷越分散，碳正离子越稳定，也就越容易形成。（p53）31ppt课件（2）与浓H2SO4加成

硫酸氢乙酯

1)产物溶于硫酸（可用于分离烯烃与烷烃）2）产物加热水解成醇（可用于间接制醇）3）与不对称烯烃加成也遵守马氏规则4）双键上烃基越多反应活性越大5）反应历程与HX和烯烃的加成相似（亲电加成）32ppt课件33ppt课件（3）与水的的加成:

在酸催化下，烯烃与水作用得醇，副产物多,

实验室无制备价值。工业上乙烯水解制备乙醇（p54）（4）与卤素的加成：

a)卤素的活泼性：F2>Cl2>Br2>I2b)Br2/CCl4溶液可鉴定烯烃（黄棕色退为无色）

e)反应历程也为亲电加成＊第一步34ppt课件第二步35ppt课件（5）与HOX的加成(x=Br或Cl)1)实际反应中是X2/H2O或X2/H2O/极性有机溶剂

2)反应产物卤代醇（卤素加到氢较多的双键碳，羟基加到氢较少的双键碳上）

3)反应属于亲电加成（带正电的卤素先进攻双键碳）

77%36ppt课件3.6.3自由基加成—过氧化物效应＊1933年卡拉施（KharaschMS）等人发现：溴化氢在光照或过氧化物存在时，与丙烯反应，生成了反马氏规则的产物——正溴丙烷。由于反应是由过氧化物的存在使反应取向发生变化，故称过氧化物效应(peroxideeffect)，或卡拉施效应。反应通过自由基历程进行。37ppt课件(1)38ppt课件自由基的稳定性：3。〉2。〉1。〉.CH3越稳定的自由基越易形成39ppt课件40ppt课件

HCl和HI的加成不受过氧化物的影响。因为H－Cl键能比H－Br键能强，需要较高的活化能才能使其均裂成自由基，链引发难以进行；而碘原子与双键的加成需要较高的活化能，而且碘原子易于自身结合成碘。因此，不能进行自由基加成。41ppt课件3.6.4氧化反应（1）空气催化氧化42ppt课件（2）高锰酸钾氧化

1）在碱性条件下（或用冷而稀的KMnO4）氧化连二醇43ppt课件2)在酸性溶液中氧化成酸、酮或CO2

RCH=变为RCOOH，CH2=变为CO244ppt课件反应应用:1)实验室制二元醇；

2）鉴定烯烃（酸性高锰酸钾退色）

3）根据产物判断烯烃的结构3.6.6臭氧化反应45ppt课件46ppt课件根据产物推导烯烃的结构47ppt课件3.6.7聚合反应

烯烃的聚合是在一定条件（引发剂或催化剂）下，烯烃的双键打开，按照一定方式将相当数量的烯烃分子连接成一长链高分子量的大分子化合物。48ppt课件3.6.8α－H的反应α—C：与官能团（C=C)相连的碳α—H:与α碳连的氢（1）氯代丙烯与氯在室温下发生亲电加成，而在高温气相中发生自由基取代反应49ppt课件（2）＊氧化3.7重要的烯烃—乙烯、丙烯和丁烯（自学）50ppt课件本章小结一、烯烃的通式、同分异构：、通式：CnH2n

构造异构：碳干异构和双键位置异构构型异构：顺