第一节烯烃（有机化学课件3）

1、第三章第三章 烯烃和炔烃烯烃和炔烃 烯烃烯烃 炔烃炔烃 不饱和烃不饱和烃 (unsaturated hydrocarbon) CC CC C2H4 C2H2 CC H H H H CC HH (alkane and alkyne)(alkane and alkyne) 第一节第一节 烯烯 烃烃 (alkene) 一、一、 烯烃的结构烯烃的结构 二、二、 烯烃的命名和异构现象烯烃的命名和异构现象 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、 烯烃聚合物烯烃聚合物 一、一、 烯烃的结构烯烃的结构 二、二、 烯烃的命名和异构现象

2、烯烃的命名和异构现象 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 一、一、 烯烃的结构烯烃的结构 （一）烯烃的通式及键参数（一）烯烃的通式及键参数 CnH2nC2H4 现代物理方法证明：乙烯分子的所有原子现代物理方法证明：乙烯分子的所有原子 在同一平面上在同一平面上 。 CC H H H H 117.2 121.4 134pm CC 键长为键长为154pm 键能：键能： C C：610kJ/mol610kJ/mol CC ：346kJ/mol346kJ/mol （二）碳原子的杂化形式（二）碳原子的杂化形式 形成形成CC的碳原子均为的碳原子均为sp2 杂化杂化 2s 2p

3、x2py2pz 激发 2s 2px2py2pz 杂化 2pz sp2 x y z x y z x z 120 （三）乙烯分子的形成（三）乙烯分子的形成 五个五个键在同一个平面上；键在同一个平面上；电子云分布电子云分布 在平面的上下方。在平面的上下方。 z x z C H H C H H （四）（四）键的特点键的特点 1 1、不如不如键牢固键牢固 2 2、不能自由旋转、不能自由旋转 3 3、电子云沿键轴上下分布，不集中，电子云沿键轴上下分布，不集中，具有较具有较 大的流动性，大的流动性，易极化，易发生反应易极化，易发生反应 4 4、不能独立存在不能独立存在 二、二、 烯烃的命名和异构现象烯烃的命

4、名和异构现象 （一）（一） 烯烃的命名烯烃的命名 1 1、普通命名法普通命名法简单烯烃简单烯烃 CH2CH2CH3CHCH2 乙烯乙烯（ethylene）丙烯丙烯（propylene） CH3C CH2 CH3 CH2CHC CH3 CH2 异丁烯异丁烯（isobutylene）异戊二烯异戊二烯（isoprene） 2 2、系统命名法系统命名法 （1 1）选主链：选主链：选择含碳碳双键在内的最长碳链选择含碳碳双键在内的最长碳链 为主链，按主链碳原子的数目称为某烯为主链，按主链碳原子的数目称为某烯 。 H2C CCH2 CH2CH2CH3 CH3 （2 2）编号：从最靠近双键的一端开始，将主链）

5、编号：从最靠近双键的一端开始，将主链 碳原子依次编号碳原子依次编号 （使（使双键具有最低位次双键具有最低位次，使取，使取 代基具有较低位次）。代基具有较低位次）。 CH3CCHCH2 H CCH3 CH3CH3 1 12 23 34 45 56 6 （3 3）命名：将双键的位次标明在烯烃名称的前）命名：将双键的位次标明在烯烃名称的前 面（只写出双键碳原子中位次较小的一个），面（只写出双键碳原子中位次较小的一个）， 其它同烷烃的命名原则。其它同烷烃的命名原则。 2，5-二甲基二甲基-2-己烯己烯 2，5-dimethyl-2-hexene H2C CCH2 CH2CH2CH3 CH3 2-乙基乙

6、基-1-戊烯戊烯 2-ethyl -1-pentene CH3(CH2)15CHCH21-十八碳烯十八碳烯 1-octadecene 多于多于10个碳的烯烃用中文数字加个碳的烯烃用中文数字加“碳烯碳烯” 3 3、二烯烃的命名二烯烃的命名 选择含两个碳碳双键在内的最长碳链为主选择含两个碳碳双键在内的最长碳链为主 链，其编号及命名原则都与单烯烃相同。链，其编号及命名原则都与单烯烃相同。 H2CCCHCH2CH3 1 12 23 34 45 5 1，2-戊二烯（戊二烯（ 1，2-pentadiene） H2CC H CH2CHCH H C CH3 CH3 6-甲基甲基-1，4-庚二烯庚二烯 （ 6-

7、methyl - 1，4-heptadiene） 4 4、常见的烯基常见的烯基 H2CCH CH3CHCH H2CCHCH2 乙烯基（乙烯基（ethenyl） 1-丙烯基（丙烯基）丙烯基（丙烯基） （1-propenyl） 2-丙烯基（烯丙基）丙烯基（烯丙基） （2-propenyl） （二）（二） 烯烃的异构现象烯烃的异构现象 1、烯烃的构造异构、烯烃的构造异构 碳链异构碳链异构 位置异构位置异构 官能团异构官能团异构 2、烯烃的顺反异构、烯烃的顺反异构 C H H3C C H CH3 C H H3C C CH3 H 同侧同侧 异异 侧侧 顺顺-2-丁烯丁烯 cis- 2-butene 反反

8、-2-丁烯丁烯 trans- 2-butene C H H3C C H H C H3C H C H H 产生顺反异构的条件产生顺反异构的条件 ? （1）产生顺反异构的条件）产生顺反异构的条件 分子中必须存在限制旋转的因素，分子中必须存在限制旋转的因素， 如：如：双双 键或脂环。键或脂环。 每个不能旋转的碳原子上必须连有每个不能旋转的碳原子上必须连有2个不同个不同 的原子或原子团。的原子或原子团。 （2）顺反构型命名法）顺反构型命名法 注意：注意：命名时，如果结构式已明确给出双命名时，如果结构式已明确给出双 键碳上原子键碳上原子(团团)的空间构型，要标出构型。的空间构型，要标出构型。 顺式：相同

9、基团在双键同侧顺式：相同基团在双键同侧 反式：相同基团在双键异侧反式：相同基团在双键异侧 C C H C C H CH3 CH3 CH3 H3C CH3 H 顺顺-2, 2, 5 - 三甲基三甲基 -3 -己烯己烯 C H H3C C C H CH3 CH3 H 反反- 4 -甲基甲基 - 2 - 戊烯戊烯 C H C CH2 H H3C CC H H CH3 2, 5 庚二烯庚二烯顺顺 , 顺顺 - C H C CH2 H H3C CC H CH3 H 顺顺 , 反反 - 2, 5 庚二烯庚二烯 （3） Z-E构型命名法构型命名法 C C H C C CH3 CH3 CH3 CH3 H3C

10、CH3H Z型：优先基团（大）在同侧（德文型：优先基团（大）在同侧（德文Zusammen） E型：优先基团（大）在异侧（德文型：优先基团（大）在异侧（德文Entgegen ） Z - 2 , 2 , 3 , 5 - 四四 甲基甲基 -3 -己烯己烯 C a b C d e ab，de 为为Z型型 ab， e d为为E型型 （4）次序规则）次序规则 比较与比较与双键碳原子直接连接的原子的原子序双键碳原子直接连接的原子的原子序 数，按大的在前、小的在后排列。数，按大的在前、小的在后排列。 I Br Cl S P F O N C D H 如果与双键碳原子直接连接的基团的第一如果与双键碳原子直接连接的

11、基团的第一 个原子相同时，则要依次比较第二、第三原子的个原子相同时，则要依次比较第二、第三原子的 原子序数，来决定基团的大小原子序数，来决定基团的大小次序。次序。 CH3CH2 CH3 CH2OH -CN F -Cl Br - I -OCH3 -CCH -NHCOCH3 - C6H5 -CH=CH2 -H - CH3 -C2H5 -CH(CH3) 2 -C(CH3)3 ( 5 ) 正碳离子的稳定性正碳离子的稳定性 C R1 R3 R2 + + + CH3 R3CR2CHRCH2 CH3 + + 叔叔( 3) 仲仲( 2) 伯伯( 1) 甲基正碳离子甲基正碳离子 稳定性增强（由诱导效应得出）稳定

12、性增强（由诱导效应得出） RC H C H 2 R C H C H 2 O CH3CHCH2 （7） 烯烃与烯烃与HBr加成的过氧化物效应加成的过氧化物效应 在过氧化物存在下，不对称烯烃与在过氧化物存在下，不对称烯烃与HBr加成，加成， 得到得到反马氏产物反马氏产物。 + HBr ROOR CH3CH2CH2Br 加成机理为加成机理为游离基加成游离基加成 链链 引引 发发 RO OR 2RO RO+ HBrROH + Br 链链 增增 长长 RCHCH2+ Br RCHCH2Br RCHCH2 Br 不稳定 稳定 RCHCH2Br +HBr RCH2CH2Br +Br 4、 加加H2SO4 可

13、除烷烃中的烯烃；工业上制醇可除烷烃中的烯烃；工业上制醇 CH2CH2+HOSO3HCH3CH2 OSO3H H2O CH3CH2OH 不对称烯烃与不对称烯烃与H2SO4加成，遵守马氏规则加成，遵守马氏规则 5、 加加H2O 必须在必须在H2SO4 或或H3PO4的催化下加成的催化下加成 (CH3)2CCH2+ H2O (CH3)3COH H2SO4 ( (二二) ) 氧化反应氧化反应 1、KMnO4 CC R RR R KMnO4 H2O CCR R OH R R OH + MnO2 KMnO4 H+ CC R2 R3R4 R1 CO R4 R1 +CO R2 R3 ( H ) ( OH )

14、应用：推测烯烃的结构应用：推测烯烃的结构 课堂练习：经高锰酸钾氧化得下述产物，试写课堂练习：经高锰酸钾氧化得下述产物，试写 出原烯烃的结构式。出原烯烃的结构式。 CO2和CH3COOH1、和 CH3COOH2、 3、只有CH3CHCOOH CH3 CO2和4、 CH3CHCOOH CH3 COOHHOOC CC H 3C H CH(CH 3)2 H ( 2 ) （有顺反异构）（有顺反异构） CC (H3C)2HC H CH(CH3)2 H ( 3 ) （有顺反异构）（有顺反异构） O 3 2 2、烯烃的臭氧化、烯烃的臭氧化 C R2 R1 C H R3 OO O H , Pd H2O 应用：推

15、测烯烃的结构应用：推测烯烃的结构 3 3、烯烃的环氧化、烯烃的环氧化 RC O OOHCO R2 R1 +CO H R3 CC R 2 R 1 H R 3 五、共轭烯烃五、共轭烯烃 二烯烃二烯烃 隔离二烯烃隔离二烯烃(isolated diene) 累积二烯烃累积二烯烃(cumulated diene) 共轭二烯烃共轭二烯烃(conjugated diene) CH2=CH(CH2)2CH=CH2 CH2 =C=CH-CH3 CH2 =CH-CH=CH2 C C H H H C ( 4 ) C H HH （一）共轭二烯烃的结构与共轭效应（一）共轭二烯烃的结构与共轭效应 1、1，3-丁二烯的结构

16、丁二烯的结构 CH2 =CH-CH=CH2 CC H H H H HH C H 2 C HC HC H 2 大大键键 2、共轭体系、共轭体系(conjugated system ) 一般是能形成共轭一般是能形成共轭键的体系键的体系 3、共轭体系特点、共轭体系特点 （1） 共轭体系的原子必须在同一个平面上共轭体系的原子必须在同一个平面上 （2） 有若干可以实现平等重叠的有若干可以实现平等重叠的P轨道轨道 （3） 有一定数量供成键用的有一定数量供成键用的P电子电子 （4）电子云离域、键长平均化、体系内能降）电子云离域、键长平均化、体系内能降 低，稳定性增强低，稳定性增强 C H 2 C HC HC

17、 H 2 电子云离域电子云离域 CC H H H H HH CC H H C H C HH H 137pm CC H H C H C HH H 137pm H H CC C H C H H 146pm 134pm CC H H C H C HH H CC H H C H C HH H 154pm 键长平均化键长平均化 体系内能降低，稳定性增强体系内能降低，稳定性增强 1-丁烯：丁烯： H -126.8kJ/mol 1，4-戊二烯：戊二烯：H -254.4kJ/mol 1，3-丁二烯：丁二烯：H -239.9kJ/mol （5） 共轭体系受到外电场的影响（试剂进攻共轭体系受到外电场的影响（试剂进

18、攻 等）时，这种影响（电子效应）是通过等）时，这种影响（电子效应）是通过电子电子 的运动，沿着共轭链传递的，其强度一般不因的运动，沿着共轭链传递的，其强度一般不因 共轭链的长度而受影响。共轭链的长度而受影响。 CC H H H H A+ C H 2 C H C l -+ C H 2 C H C l - + 出现交替极化现象出现交替极化现象 - 共轭体系共轭体系 4、共轭体系类型、共轭体系类型 （1） - 共轭共轭 （2） P - 共轭共轭 CH3CHCH2 CH 3 CH 2 （3） 超共轭超共轭 p超共轭超共轭 P - 共轭共轭 超共轭超共轭 H H CC C l C H C HH H CH

19、3CHCH2 CC H H Br H p超共轭超共轭 H H C C C H H H C H C HH H C C C O 课堂练习课堂练习 解释正碳离子的稳定性顺序：叔解释正碳离子的稳定性顺序：叔( 3)正碳正碳 离子离子仲仲( 2)正碳离子正碳离子 伯伯( 1)正碳离子正碳离子 甲基正碳离子甲基正碳离子 共轭效应通过共轭效应通过键传递，当共轭体系一端受键传递，当共轭体系一端受 电场的影响时，就能沿着共轭链传递的很远，其电场的影响时，就能沿着共轭链传递的很远，其 强度一般不因共轭链的长度而受影响，同时在共强度一般不因共轭链的长度而受影响，同时在共 轭键上的原子将出现电子云分布的交替现象。轭键

20、上的原子将出现电子云分布的交替现象。 在共轭体系中，原子间的一种相互影响，这在共轭体系中，原子间的一种相互影响，这 种影响造成分子更稳定，内能更小，键长趋于平种影响造成分子更稳定，内能更小，键长趋于平 均化，并引起物质性质的一系列变化。均化，并引起物质性质的一系列变化。 5、共轭效应、共轭效应(conjugative effect ) （1） - 共轭共轭 CC H H H H A+ C H 2 C H C l -+ C H 2 C H C l -+ 出现交替极化现象出现交替极化现象 动态共轭效应，反应瞬间出现动态共轭效应，反应瞬间出现 CCX C H 2 C H C l-+C H 2 C H

21、 C l-+ 属于静态共轭效应，吸电子的共轭效应属于静态共轭效应，吸电子的共轭效应( -C ) (2)P - 共轭共轭 CCHCH2H H H C H 2 C H C l 属于静态共轭效应，斥电子的共轭效应属于静态共轭效应，斥电子的共轭效应(C ) （3） 超共轭超共轭 C H 2 C H C H C H 2 属于静态共轭效应，斥电子的共轭效应属于静态共轭效应，斥电子的共轭效应(C ) (二）共轭二烯烃的性质二）共轭二烯烃的性质 1、具有单烯烃的所有化学性质、具有单烯烃的所有化学性质 2、加成反应、加成反应1，2-加成；加成；1，4-加成加成 （1）反应）反应 C H 2C HC HC H3

22、+HBr H H CCH 2 CH= CH 2 + 1,4-加成加成 （2）解释）解释 C H 2 C H C l - +- C H 2 C H C l + CH 3 CH CH CH 2 Br C H 3C HC H C H2 B r C HC H 2 C H 2 + C H 2 1 , 2 - 加成 非常稳定非常稳定 不稳定不稳定 烯丙基型的正碳离子烯丙基型的正碳离子 1 , 2 - 加成 C H C H 2 C H 2 + C H 2 + CH2CHCHCH3 P-共轭共轭 H + 1 , 2 - 加成 H H CC C H CH 3 + C H C H 3 C HC H 2 Br -

23、+ 共振杂化体共振杂化体 Br - + + C H 3C HC HC H2 B r C H 3C HC H C H2 B r C H O + （3）1，2-加成与加成与1，4-加成的选择性加成的选择性 在较低温度下，在较低温度下， 以以1，2-加成为主，在较加成为主，在较 高温度下，以高温度下，以1，4-加成为主。加成为主。 如：如： 1，3-丁二烯与溴加成丁二烯与溴加成 -15 ： 1,2-加成产物占加成产物占55， 1,4-加成产物占加成产物占45 60 ： 1,2-加成产物占加成产物占10， 1,4-加成产物占加成产物占90 3、狄尔斯、狄尔斯-阿尔德（阿尔德（Diels-Alder）反

24、应）反应 C H 3 C H C H C H 2 B r C H O 六、六、 烯烃聚合物烯烃聚合物（自学）（自学） 第二节第二节 炔炔 烃烃( alkyne ) 一、炔烃的结构一、炔烃的结构 C2H2CC HH sp杂化杂化 CC H H C H C C H 2 C H 3 C H C C H 2 C H 3 乙乙 炔炔 分分 子子 的的 形形 成成 H CC HH 2 CC H 2 H 3 CC H 3 CC C CH3 CH2CH3 H2C 乙炔分子的结构示意图乙炔分子的结构示意图 二、炔烃的异构和命名二、炔烃的异构和命名 (一一)炔烃的同分异构现象炔烃的同分异构现象 1、碳链异构、碳链

25、异构 2、位置异构、位置异构 3、官能团异构、官能团异构 (二二) 炔烃的命名炔烃的命名(与烯烃相似与烯烃相似) 1、选主链、选主链 ：“含有三键的最长碳链含有三键的最长碳链”，若，若 分子中同时含有双键和三键，应选择含有双键分子中同时含有双键和三键，应选择含有双键 和三键的最长碳链为主链。和三键的最长碳链为主链。 2、编号：、编号：“三键位次最低三键位次最低”；“取代基位次取代基位次 最低最低”。若分子中同时含有双键和三键，应从。若分子中同时含有双键和三键，应从 最先遇到双键和三键的一端开始；最先遇到双键和三键的一端开始；若在主链两若在主链两 端等距离处遇到双键和三键，应从最靠近双键端等距离

26、处遇到双键和三键，应从最靠近双键 的一端开始。的一端开始。 3、 命名：命名： 标出三键位次标出三键位次(含有双键时，应含有双键时，应 标出双键位次；命名时写成标出双键位次；命名时写成 “ 几烯几炔几烯几炔”)。 取代基的位次及排列顺序同烷烃命名法。取代基的位次及排列顺序同烷烃命名法。 CC1-丁炔丁炔（1- butyne） CHCC C CH 3 CH 3 H 3C2 -乙基乙基-1-戊烯戊烯-3 - 炔炔 2 - ethyl -1- pentene -3- alkyne N a N H 2 3 -甲基甲基 -2 - 己烯己烯 - 4 - 炔炔 3 -methyl - 2- hexene -

27、 4- alkyne R C C N a +N H 3 5 - 乙基乙基 -5 - 庚烯庚烯 - 1 - 炔炔 5 - ethyl - 5- heptene - 1- alkyne 三、炔烃的物理性质三、炔烃的物理性质 四、炔烃的化学性质四、炔烃的化学性质 （一）炔烃的酸性（一）炔烃的酸性 H C HC H C H CC H2C H2C C H C H3 C H2C H3 RCC H Ag(NH3)2NO3 AgCCAg (白色)Cu(NH3)2Cl Ag(NH3)2NO3 R C C R P t/H 2 R C H C H R P t/H 2 R C H 2 C H 2 R C H 3 (C H 2 ) 2 C C (C H 2 ) 7 C H 3 鉴别末端炔鉴别末端炔 （二）加成反应（二）加成反应 1、 催化氢化催化氢化 CuCCCu ( 砖红色) Li ndl ar Pd HCCH Cl 2 FeCl 3 2、加卤素、加卤素 C C (CH2)7CH3 HH CH3(CH2)