第三章单烯烃课件.ppt

1、第三章 单烯烃 一、单烯烃的定义和通式：1、定义：分子中有一个碳碳双键的不饱和开链烃称为单烯烃；习惯上称为烯烃。单烯烃的官能团为碳碳双键。2、通式：CnH2n 比烷烃少两个氢原子。3.1烯烃的结构Structure of alkenes二、烯烃的结构：碳碳双键中碳原子的杂化情况：SP2杂化轨道中，s成分占1/3，C=C双键的键长为0.134nm，SP2杂化轨道间夹角为1200。呈平面构型，未杂化的2Py轨道与该平面垂直。sp2杂化轨道和乙烯的杂化轨道和乙烯的 键键 sp2杂化轨道杂化轨道3、碳碳双键的形成和乙烯分子的结构：1、两个 SP2杂化的碳原子各以一个 SP2杂化轨道互相重叠形成一个CC

2、键。2、每个碳原子未杂化的2Py轨道与另一个碳原子的2Py轨道从侧面重叠形成一个键。3、每个SP2杂化的碳原子各以另两根SP2轨道与其它原子或基团形成键。乙烯的乙烯的 键键:碳原子上未参加杂化的碳原子上未参加杂化的p轨道轨道,它们的它们的对称轴对称轴垂直垂直于乙烯分子所在的平面于乙烯分子所在的平面,它们相互平行它们相互平行以侧面相互交盖而形成以侧面相互交盖而形成 键。键。4、键与键：键的电子云集中在两个原子核连线上，原子核对其束缚较大，不易极化，不易发生反应。但键的电子云关于键轴对称，所以键可以旋转。键的电子云分散在两个原子核连线的上方和下方，原子核对其束缚较小，易极化而发生化学反应。键电子云

3、间有一个节面，所以不能旋转。一、烯烃的同分异构现象 1、乙烯为烯烃系列中的头一个成员。烯烃的同分异构有碳干异构、位置异构和顺反异构。1碳干异构：碳的骨架不同而引起的异构，如烷烃的构造异构全是碳干异构。也可称为碳链异构或碳胳异构。2位置异构：由于官能团的位置不同而引起的异构现象。3顺反异构：双键或环的两侧的基团在空间的位置不同而引起的异构现象。3.2烯烃的同分异构和命名 2、烯烃同分异构体的写法：如C5H10的同分异构体。1先写出碳干异构 CCCCC CCCC CCC 2写出各碳干异构的位置异构体 C=CCCC CC=CCC C=CCC CC=CC CCC=CCCCCCC 3有顺反异构的写出顺反

4、异构体CCCCCCHHHHC5H10共有6个异构体CCCC二、烯烃的命名 nomenclature 1、Z、E构型 Z指同侧，E指异侧；双键两边所连的四个原子或基团中，若大的两个在同侧，则为Z构型；大的两个在异侧，则为E构型。abcd 若ab时：cd则为Z构型；c用KMnO4/OH的氧化 3RCHCH2 +2MnO2+KOH3RCH=CH2+2KMnO4 +4H2OOH2用KMnO4/H+的确氧化（第二个鉴别试剂）该试剂为紫红色溶液，遇烯、炔、醛、伯醇、酚、甲酸、草酸、甲苯时红色消失。OHOHRCH=CH2 +KMnO4+H+RCOOH+CO2R2C=CH2 +KMnO4+H+R2C=O+CO

5、2 3用四氧化物（OsO4)的氧化C=CC CC C OsO4 吡啶OHOHOOOOOs 收率比KMnO4/OH的高，但 OsO4有毒。该试剂在推导结构中有重要的用途。2、臭氧氧化反应(用来推导结构)CH3CH=CH2 +O3CH3CH CH2CH3CHO+HCHOCH3COOH+HCOOHH2O/ZnH2OOOO3、催化氧化catalysts oxidation2CH2=CH2 +O22CH2 CH2CH2=CH2 +O2CH3CHOCH3CH=CH2 +O2CH3CO CH3OAgPdCl2 CuCl2PdCl2 CuCl22003000C CH3CH=CH2 +O2CH2=CHCHO+H

6、2OCu2OCH2=CCH3 +NH3+O2CH2=CCN（甲基丙烯腈）CH3CH=CH2 +NH3+O2CH2=CHCN(丙烯腈）磷钼酸铋磷钼酸铋CH3CH3nCH2=CH2五、聚合反应CH2CH2 (聚乙烯)TiCl4Al(C2H5)3n六、氢的自由基卤代反应CH3 CH2 CH=CH2 +Cl 2CH3 CH CH=CH2 500600 Cl历程：自由基取代3.5 诱导效应一、诱导效应：由于原子的电负性不同而引起的极性效应。一般用I来表示诱导效应，饱和的CH键的诱导效应规定为零，I效应表示当一个原子或原子团与碳原子成键后电子云偏离碳原子，反之就是+I效应。电负性大的原子的I强；对于不同杂

7、化态的碳原子来说，S成分越多，吸电子能力越强，I效应越强。3.6烯烃的亲电加成反应历程和马尔科夫尼科夫规则一、烯烃的亲电加成反应历程 electrophilic additional mechanism of alkenes 1、超共扼：碳氢键直接与碳碳双键或有未杂化的P轨道的碳原子相连时，体系中存在着电子的离域，其结果使体系更稳定。这种电子离域的现象称为超共扼。超共扼有-P超共扼和-超共扼两种。-超共扼中键被极化。HCC=CC H3C SP2HHHHH+2、游离基的稳定性顺序为：(CH3)3C (CH3)2CH CH3CH2 CH3 用超共扼解释 3、碳正离子的稳定性顺序为：(CH3)3C+

8、(CH3)2CH+CH3CH2+CH3+用超共扼解释 4、以碳正离子为活性中间体的反应中，碳正离子越稳定，则反应活化能越小，反应活性越大。5、亲电加成反应：由亲电试剂进攻而引起的加成反应。二、马尔科夫尼科夫规则的解释和碳正离子的稳定性1、烯烃亲电加成的反应历程NuNuEEENuNuNuEE+ENuENu+CCCCCCCCCCCCCC+2、烯烃与HX的加成：CH3CH=CH2CH3CHCH3CH3CH2CH2CH3CH2CH2XCH3CHCH3XXX+由于CH3CHCH3稳定，所以主要产物为CH3CHCH3符合马氏规则。烯烃与H2SO4,H2O 的加成也一样。X 3、烯烃与Br2的加成：Br+B

9、r+BrBr+CH2Br Br CH2HHHHHHHHCCCCIntroduction to organic chenistry2版4、溴翁离子的结构：课本P66+HHHHCCBr一、乙烯和丙烯ethene and propene 1、乙烯 3.7乙烯和丙烯nCH2=CH2TiCl4Al(C2H5)3nCH2CH2 (聚乙烯)CH3CH2OHCH2=CH2+H2OH2SO41700C2、丙烯有机合成中的重要原料：nCH=CH2TiCl4Al(C2H5)3CHCH2 (聚丙烯)nCH3CH3汽油NBS N溴代丁二酰亚胺二、乙烯氢和烯丙氢 乙烯氢是与SP2杂化的碳原子相连的，CH键的键能大，所以不

10、活泼。RCH2CHCH2ClRCH2CH=CH2 +Cl2RCHCH=CH2CH2CORCH2CH=CH2RCHCH=CH2BrNBSCH2COClCl5000CBr3.8烯烃的制备一、经由消除反应的合成方法 1、脱HX或脱水CH3CH2CHCH3CH3CH=CHCH3 +CH3CH2CH=CH2CH3CH=CHCH3 +CH3CH2CH=CH2CH3CH2CHCH3KOH/EtOHH2SO4XOH主要81%19%Saytzeff 札依采夫规则：卤代烃脱HX或醇脱水生成烯烃时，主要产物是双键碳上连接烃基最多的烯烃。2、脱卤素CH3CHCHCH3CH3CH=CHCH3+ZnBr2ZnBrBr 二

11、、炔烃的还原C=CC=CRRRRHHHHNa/NH 3(l)LindlarRCCR一、石油的组成 原油（从油田开采出来，还未加工的石油）是粘稠的油状液体，有臭味，一般呈棕色或暗绿色。1、组成：主要成分为烷烃、环烷烃和苯系芳烃。2、分类：根据250前的馏分和渣油的成分，分为三类：3.9石油 石蜡基（烷烃基）石油：渣油中主要成分为石蜡。沥青基石油：蒸馏后渣油中的主要成分为沥青。混合基石油：蒸馏后渣油中兼有石蜡和土沥青。也可以把石油分为烷烃石油、环烷烃石油、烷烃-环烷烃石油、芳香烃石油、烷烃-环烷烃-芳香烃石油、烷烃-芳香烃石油等6类。二、石油的炼制（见P72）石油的一次加工（介绍常压蒸馏和减压蒸馏

12、）石油的二次加工包括裂化和重整。1、裂化：是将分子量大的重质石油转变为分子量小的轻质石油的过程。2、裂解：在高温下的深度裂化叫裂解。裂解可得到乙烯、丙烯等基本化工原料。重整也叫石油的芳构化。将在芳烃中介绍。原油各馏分的组成和用途见P73表3-5。三、石油化工 石油化工的原料为石油和天然气。石油工业中最基本的八大原料为；三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、一炔（乙炔）、一萘（萘）。也称为石油化工的一级产品。一级产品加工、合成得到的醇、酚、醚、醛、酮、羧酸等为石油的二级产品。二级产品加工、合成得到的合成塑料、合成纤维为石油化工的三级产品。基本概念：单烯烃、碳干异构、位置异构、顺反异构、烯基、碘值、超共扼等7个。两个人名规则：(Markovnikov Saytzeff)；两个鉴别试剂：（Br2/CCl4 KMnO4/H+）O3与 C=C 的作用在结构推导中的应用。小结P75 1、2、3、5、7、8、10、11、15、20。作业THANKYUO