[工学]第三章 烯 烃.pptVIP

第三章 烯 烃（Alkenes ) 3.1 烯烃的结构 一、sp2杂化(sp2 Hybridization) 定义：两个P电子轨道以“肩并肩”的方式而形成的键叫π键。形成π键的电子称为π电子。 二、共价键的分类和π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： 3.3 烯烃的命名 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： 二、顺反异构体(cis-trans isomerism )的命名法 1、顺反命名法 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）2CH—＞CH3CH2—＞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) 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(Addition 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： 可见，HI＞HBr＞HCl B. 马尔科夫尼科夫规则(Markovnikov’s 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）碳正离子稳定性 碳正离子的形成： 2）诱导效应(Inductive Effects) 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 Alkenes: Acid-Catalyzed Hydration) （5）与卤素的加成 （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。 3、氧化反应(Oxidation of alkenes) （2）、高锰酸钾氧化 与冷而稀的高锰酸钾水溶液反应 用途： ⑴ 利用不同结构的烯烃制备酮酸 ⑵ 鉴别烯烃（利用颜色变化） ⑶ 根据产物推测烯烃结构 （3）、臭氧化反应(Ozonolysis) 3、α—H的反应 氯代 在高温或光照下，烯烃的α—H可被氯取代，这是一自由基反应，例如： 氧化烯烃的α—H易被氧化，生成醛或羧酸。 3、聚合反应(Polymerization) 自身自相加和，生成相对分子量较大的化合物，称为聚合反应，参加反应的低分子量物质称单体，产物称聚合物。 机理：亲电加成 注意：反式加成 这是合成伯醇的一个好方法。 （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： 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 * 乙烯的结构 乙烯中的五个σ键 三个sp2杂化轨道处于同一平面 P轨道交盖形成的π键 π轨道电子云 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。