第三章 烯 烃.ppt

1、第三章 烯 烃（Alkenes ),3.1 烯烃的结构,一、sp2杂化(sp2 Hybridization),乙烯的结构,乙烯中的五个键,三个sp2杂化轨道处于同一平面,定义：两个P电子轨道以“肩并肩”的方式而形成的键叫键。形成键的电子称为电子。,P轨道交盖形成的键,轨道电子云,二、共价键的分类和键的特性,3.2 烯烃的构造异构,烯烃的通式为CnH2n，碳数小于4的烯烃无同分异构体，简单的丁烯有四个异构体，如下图所示：,上行属于碳架异构：碳原子的连接方式不同。左行属于位置异构：双键的位置不同。,构造异构,两个相同基团在双键的一边称顺式。两个相同基团在双键的两边称反式。,立体异构,3.3 烯烃的

2、命名,一、系统命名法 1、找出一个最长的含有双键的碳连做主连，称某烯； 2、从靠近双键的一端开始编号； 3、将连有双键的两个碳中编号小的碳原子号数做为双键的位次数； 4、除主连外，其他支连称某基，常见的烯基有：,CH=CH2 CH=CHCH3,CH2=CHCH2 CH2=C（CH3）,乙烯基(Vinyl) 丙烯基(1-propenyl),烯丙基(2-propenyl, Allyl) 异丙烯基,3-甲基2戊烯,3，3二甲基丁烯,3甲基2乙基丁烯,十三碳烯,3-甲基-3-丙基-1-己烯 (3S,4Z,6E)-3-甲基-4,6-十二碳二烯 3-methyl-3-propyl-1-hexene (3S

3、,4Z,6E)-3-methyl-4,6-dodecadiene,二、顺反异构体(cis-trans isomerism )的命名法,1、顺反命名法,顺2丁烯 反2丁烯 顺2，3二氯戊烯,顺：cis 反：trans,2、Z/E命名法（The E, Z Designation）,Z/E：将两个双键碳上的优先基团在 同一边的叫“Z型”，在两边的叫“E型”。 优先基团： 1）与双键碳相连的第一个原子的原子序数，大在前，同位数按质量大小。 2)若第一个原子相同，则由下一个原子的原子序数决定，余类推。 3）有双键或叁键的基团可认为它与第二个原子连接两次或三次。,（CH3）3C（CH3）2CHCH3CH2

4、CH3,注意：Z/E是顺/反的意思，但在顺反命名中不一定一致，例：,3.4 烯烃的来源和制法,一、来源 1、炼厂气：石油炼制过程中产生的炼厂气中含有大量低级烯烃。 2、焦炉气：炼焦过程中产生的。,二、合成,1、醇脱水(Dehydration from alcohols),2、卤代烃脱HX(Dehydrohalogenation from alkyl halides),3.5 烯烃的性质,一、物理性质 熔、沸点：M，mp.，bp.； 在顺反异构体中，bp.顺bp.反，因为顺式极性较大； mp.顺mp.反，因为顺式对称性差。 所有烯烃都不溶于水而溶于有机溶剂。,二、化学性质,1、加成反应(Addi

5、tion reactions) （1）催化加氢反应(Catalytic hydrogenation) 在催化剂的存在下，烯烃和氢气发生加成反应生成烷烃的反应称为催化加氢反应。常用的催化剂有：Pt、Pd、Ni。近来发现Raney镍的催化活性较大。,（2）与HX的加成,亲电加成(Electrophilic Addtion Reactions) ：,A. 反应机理：,（1）,（2）,可见，HIHBrHCl,B. 马尔科夫尼科夫规则(Markovnikovs Rule),HX与不对称烯烃加成遵循马氏规则，即：氢原子总是加在含氢较多的双键碳上。此规则适用于所有离子型的亲电加成反应。,规则的理论依据：,1

6、）碳正离子稳定性 碳正离子的形成：,2）诱导效应(Inductive Effects),由于分子中原子或基团之间的电负性不同，引起成键电子向电负性较大的一方转移，使共价键极化，并沿碳连传递到反应中心的现象。,碳正离子的稳定性与带正电的碳上所连的烷基数目有关，-R越多越稳定，起分散作用。所以：叔C+仲C+伯C+CH3,（3）自由基加成过氧化物效应,马氏规则特例：在氢溴酸和烯烃的加成中，若有过氧化物存在，则加成规则正好相反。,注意：只有溴化氢与烯烃存在此效应。,（3）、与硫酸的加成,离子型亲电加成，遵从马氏规则，产物为相应醇的硫酸酯。,（4）与水的加成(Addition of Water to A

7、lkenes: Acid-Catalyzed Hydration),（5）与卤素的加成,机理：亲电加成,注意：反式加成,（6）与HOX加成,2、硼氢化反应(Hydroboration),烯烃和乙硼烷加成生成三烷基硼的反应叫硼氢化反应。,这是合成伯醇的一个好方法。,3、氧化反应(Oxidation of alkenes),（1）、催化氧化,使用催化剂，以氧气或过氧化物为氧化剂可得到不同产物：,（2）、高锰酸钾氧化,与冷而稀的高锰酸钾水溶液反应,与热而浓的高锰酸钾水溶液反应，随着烯烃结构不同产物不同,用途：, 利用不同结构的烯烃制备酮酸 鉴别烯烃（利用颜色变化） 根据产物推测烯烃结构,（3）、臭氧化反应(Ozonolysis),3、H的反应,氯代 在高温或光照下，烯烃的H