第三章烯烃和炔烃.ppt

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1、第三章习题第三章习题不要求做的题目：不要求做的题目：3-12、3-13(2)习题集习题集 p15 12（此题要在学完第六章后（此题要在学完第六章后才做）才做）第三章第三章 烯烃和炔烃烯烃和炔烃Alkene and Alkyne本本 章章 主主 要要 内内 容容一一 烯烃的结构烯烃的结构二二 烯烃的异构现象和命名烯烃的异构现象和命名三三 烯烃的物理性质烯烃的物理性质四四 烯烃的化学性质烯烃的化学性质五五 共轭烯烃共轭烯烃六六 炔烃的结构和化学性质炔烃的结构和化学性质一、烯烃的结构一、烯烃的结构开链单烯烃通式开链单烯烃通式 CnH2n2s2p2s2p激发激发2psp2杂化杂化C激发态激发态 2s1

2、 2p1 2p1 2p1x y z2s2px 2py 2pz 2s2px 2py 2pz 2s2px 2py 2pz 2s2px 2py 2pz?轨道杂化后轨道杂化后 1s22(sp2)12(sp2)12(sp2)12pz1sp2杂化杂化C与其它与其它三个三个原子直接键合，原子直接键合，Csp2杂化杂化-bond117.2121.4乙烯分子的结构乙烯分子的结构键和键和键的主要特点（键的主要特点（p276）成键的两个碳原子不能沿成键的两个碳原子不能沿着键轴自由旋转着键轴自由旋转 成键的两个碳原子可以沿成键的两个碳原子可以沿着键轴着键轴“自由自由”旋转旋转 电子云呈块状，通过键轴电子云呈块状，通过

3、键轴有一对称平面，电子云分布在有一对称平面，电子云分布在平面的上下方，受核的约束小，平面的上下方，受核的约束小，键的极化性键的极化性(度度)大大 电子云呈柱状，对键轴呈电子云呈柱状，对键轴呈圆柱形对称。电子云密集于两圆柱形对称。电子云密集于两原子之间，受核的约束大，键原子之间，受核的约束大，键的极化性的极化性(度度)小小 成键轨道成键轨道“肩并肩肩并肩”平行重平行重叠，重叠程度较小，键能较小，叠，重叠程度较小，键能较小，键不稳定键不稳定 成键轨道沿键轴成键轨道沿键轴“头碰头头碰头”重叠，重叠程度较大，键能较重叠，重叠程度较大，键能较大，键较稳定大，键较稳定 不能单独存在，只能在双不能单独存在，

4、只能在双键或叁键中与键或叁键中与键共存键共存 可以单独存在，存在于任可以单独存在，存在于任何共价键中何共价键中键键键键易发生化易发生化学反应学反应存在顺反存在顺反异构异构（一）烯烃的异构现象（一）烯烃的异构现象二、烯烃的异构现象和命名二、烯烃的异构现象和命名 碳链异构碳链异构 构造异构构造异构 位置异构位置异构 官能团异构官能团异构 1.同分异构同分异构 构型异构构型异构 立体异构立体异构 对映异构对映异构 顺反异构顺反异构构象异构构象异构2.烯烃的顺反异构烯烃的顺反异构素（如双键、脂环等）素（如双键、脂环等）分子中存在着限制原子自由旋转的因分子中存在着限制原子自由旋转的因基团基团双键的每个碳

5、上均连有不同的原子或双键的每个碳上均连有不同的原子或顺反异构现象产生的条件：顺反异构现象产生的条件：CCaabb哪些结构存在顺反异构？哪些结构存在顺反异构？想一想想一想CCaabdCCadea有有无无有有CCabde有有（二）烯烃的命名（二）烯烃的命名 1.常见的烯基常见的烯基CH2=CH CH3CH=CH CH2=CHCH2乙烯基乙烯基 丙烯基丙烯基 烯丙基烯丙基2.烯烃的英文名称烯烃的英文名称 烷烃词尾烷烃词尾-ane 烯烃词尾烯烃词尾-ene propane propene3.命名原则命名原则主链：选择含有双键在内的最长碳链主链：选择含有双键在内的最长碳链编号：首先考虑碳碳双键具有最低位

6、次编号：首先考虑碳碳双键具有最低位次书写：在母体名称前标明双键的位次书写：在母体名称前标明双键的位次CHCCH2CH3CHCHCH3CH3CH2CH3CH31 2 3 4 5 6 7?4,6-二甲基二甲基-5-乙基乙基-3-庚烯庚烯5-ethyl 4,6-dimethyl-3-heptene123455-乙烯基乙烯基-1,3-环戊二烯环戊二烯?如何命名？如何命名？想一想想一想适用于适用于 CCabbaCCabda 当两个相同的原子或基团处于双键平当两个相同的原子或基团处于双键平面面（或环平面）（或环平面）同侧同侧时，称为时，称为顺顺式；处式；处于于异侧异侧时，称为时，称为反反式式4.顺反异构体

7、的命名顺反异构体的命名(1)顺反构型命名法顺反构型命名法 CCH5C2HCH(CH3)2HCH(CH3)2CCH5C2HH?2-甲基甲基-3-己烯己烯2-甲基甲基-3-己烯己烯顺顺-反反-想一想想一想请用顺反构型命名法命名请用顺反构型命名法命名?C2H5CH3反反-1-甲基甲基-2-乙基环丙烷乙基环丙烷2,4-庚二烯庚二烯2,4-庚二烯庚二烯2,4-庚二烯庚二烯2,4-庚二烯庚二烯2,4-庚二烯庚二烯 顺顺,顺顺-反反,顺顺-顺顺,反反-反反,反反-?CHCHCHCH3CHCH2CH3CCCCCH3HHHHC2H5CCCCCH3HHHC2H5HCCCH3HHCCC2H5HHCCCH3HHCCH

8、C2H5H次序规则次序规则(2)Z-E构型命名法构型命名法 原子序数较大的原子较优先原子序数较大的原子较优先I Br Cl S P F O N C D H53 35 17 16 15 9 8 7 6 1对于多原子取代基，第一个原子相同时，对于多原子取代基，第一个原子相同时，则要依次比较第二个甚至第三个原子，直则要依次比较第二个甚至第三个原子，直到比较出差别为止到比较出差别为止CCH3CH3CH3CHCH3CH3CHCH3CH3CH2CH3CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH3CH2CH3异丙基异丁基异丙基异丁基？想一想想一想对于含有双键或叁键的取代基，可将对于含有双键或叁键的取代基，可将其

9、看成以两个或三个单键与相同的原子其看成以两个或三个单键与相同的原子相连接相连接CCHCHHCCHCH2CCCCHCCCCHCNNNCCCNCOHOCCOH-CH2OH -CN-CH2Cl -COOR？想一想想一想-CN -CCH -CH=CH2 -CH2CH3-COOH -COR -CHO -CH2OHCCH3CCH3CH2CH(CH3)2CH2CH2CH3两个较优基团位于两个较优基团位于 C=C 异异侧侧E型型同同侧侧Z型型想一想想一想请用请用Z-E构型命名法命名构型命名法命名?3-甲基甲基-4-异丙基异丙基-3-庚烯庚烯(E)-CCHH3CHCCHCH2CH3Br 5-溴溴-2,4-庚二烯

10、庚二烯(2Z,4E)-6213547?(4E,6E)-2,6-二甲基二甲基-2,4,6-壬三烯壬三烯CH3CH3?24 6顺顺-2-戊烯戊烯反反-2-戊烯戊烯(Z)-2-戊烯戊烯(E)-2-戊烯戊烯顺顺-2-溴溴-2-丁烯丁烯反反-2-溴溴-2-丁烯丁烯(E)-2-溴溴-2-丁烯丁烯(Z)-2-溴溴-2-丁烯丁烯CCCH3C2H5HHCCCH3HHC2H5想一想想一想请用顺反和请用顺反和Z-E构型命名法命名构型命名法命名?CCCH3CH3HBrCCCH3BrHCH3?两个例子说明了什么？两个例子说明了什么？顺反异构与药效的关系顺反异构与药效的关系CH2OHCH2OH123456791113-胡

11、萝卜素胡萝卜素维生素维生素A1新维生素新维生素Aa新维生素新维生素Aa的活性只是维生素的活性只是维生素A1的的75%Z-己烯雌酚己烯雌酚反式活性比顺式高反式活性比顺式高710倍倍HOOHOHOH雌二醇雌二醇 OHHO1.45nm1.45nm0.72nm E-己烯雌酚己烯雌酚（距离影响生理活性）（距离影响生理活性）三、烯烃的物理性质三、烯烃的物理性质CCCH3CH3HHCCCH3HHCH3顺顺-2-丁烯丁烯反反-2-丁烯丁烯m.p.b.p.-139-1064 1 bp：顺式烯烃：顺式烯烃 反式烯烃反式烯烃 mp：顺式烯烃：顺式烯烃 氯氯 溴溴 碘碘BrHHBrBrHHBr Br2+CCl4反反-

12、1,2-二溴环己烷二溴环己烷反式加成产物反式加成产物（二）亲电加成反应（二）亲电加成反应（用于鉴别烯烃）（用于鉴别烯烃）反应机制：亲电加成反应反应机制：亲电加成反应（异裂）（异裂）CCHHHH+BrBrBr-CCHHHHBrCCHHBrBrHH-溴溴 离子离子金金 翁翁反式加成反式加成产物产物慢慢快快中间体中间体2.与卤化氢的加成与卤化氢的加成CH2CH2+HXCH3CH2XCHCl3(活性活性 HI HBr HCl)CH=CH2CH3CH2CH3CH2CHCH3BrCH3CH2CH2CH2BrCH3COOH+HBr+1-丁烯丁烯2-溴丁烷溴丁烷1-溴丁烷溴丁烷8020（不对称烯烃）（不对称烯

13、烃）（不对称试剂）（不对称试剂）当不对称烯烃与不对称试剂进行加成当不对称烯烃与不对称试剂进行加成时，试剂中带时，试剂中带正正电荷部分总是加在含氢较电荷部分总是加在含氢较多多的双键碳原子上，而带的双键碳原子上，而带负负电荷部分则加电荷部分则加到含氢较到含氢较少少的双键碳原子上。的双键碳原子上。马尔柯夫尼柯夫规则（马氏规则）马尔柯夫尼柯夫规则（马氏规则）想一想想一想指出下列反应的主要产物指出下列反应的主要产物CH3BrCH3+HBr?(1)反应机制反应机制亲电加成反应亲电加成反应(2)诱导效应诱导效应 inductive effect 什么叫诱导效应什么叫诱导效应（）因分子中原子或基团的极性（电负

14、性）不因分子中原子或基团的极性（电负性）不同而引起成键电子云沿着分子链向某一方向移同而引起成键电子云沿着分子链向某一方向移动的电子效应动的电子效应C CXH慢慢快快正碳离子中间体正碳离子中间体C=C+HXC CH+X-诱导效应的表示方法诱导效应的表示方法 YC-效应效应 电负性电负性 XH X吸电子基吸电子基 电负性电负性 Y-X -OCH3 -NHCOCH3 -C6H5 -CH=CH2-H -CH3 -C2H5 -CH(CH3)2 -C(CH3)3+I 小小 大大-I 大大 小小比较标准比较标准CXCH 诱导效应的特点诱导效应的特点 永久存在永久存在由近及远沿着分子链传递由近及远沿着分子链传

15、递随着传递距离的增加而迅速减弱随着传递距离的增加而迅速减弱CCCCCl-4 3 2 1(3)正碳离子的稳定性正碳离子的稳定性C CH+亲电加成反应中产生亲电加成反应中产生C+稳定性增加稳定性增加 反应容易进行反应容易进行叔（叔（3)仲仲(2)伯伯(1)甲基正碳离子甲基正碳离子R3C R2CH RCH2 CH3稳定性稳定性CR1R2R3构型构型C sp2 杂化（平面结构）杂化（平面结构）P轨道中无电子轨道中无电子+(4)对马氏规则的解释对马氏规则的解释用诱导效应解释用诱导效应解释CH3CHCH3XCH3CHCH3+X-快快想一想想一想CF3CHCH2+HClCF3CH2CH2ClCH3CHCH2

16、HXCH3CHCH3慢慢-+用用C+稳定性解释稳定性解释主产物主产物？H+CH3CHCH2CH3CHCH3CH3CHCH3BrBrCH3CH2CH2BrCH3CH2CH2Br(1)(1)(2)(2)仲正碳离子仲正碳离子伯正碳离子伯正碳离子?+H2SO4CH3CHCH2?CCH2CH3CH3+H2OH2SO4SOOOHHOCH3CHCH3OSO2OH烷基硫酸氢酯烷基硫酸氢酯H2OCH3CHCH3OH（间接水合法）（间接水合法）CCH3CH3OHCH3（直接水合法）（直接水合法）3.与硫酸、水的加成与硫酸、水的加成（三）烯烃的自由基加成反应（三）烯烃的自由基加成反应CH3CHCH2HBrROORCH3CH2CH2Br（反马氏规则产物）（反马氏规则产物）（四）氧化反应（四）氧化反应1.高锰酸钾氧化高锰酸钾氧化(1)与中性（或碱性）的冷溶液反应与中性（或碱性）的冷溶液反应C=CRRRR+KMnO4H2OR CROHCROHR+MnO2紫红色紫红色邻二醇邻二醇（KMnO4紫红色褪去）紫红色褪去）常用于鉴别不饱和键常用于鉴别不饱和键(2)与酸性溶液或在加热条件下反应与酸性溶液或在加热条件下反应常用