烯烃和炔烃有机化学PPT学习教案

1、会计学1第1页/共61页本本 章章 主主 要要 内内 容容一 烯烃的结构二 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第2页/共61页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 2p1 2p1 2p1x y z2s2px 2py 2pz 2s2px 2py 2pz 2s2px 2py 2pz 2s2px 2py 2pz ?轨道杂化后 1s22(sp2)12(sp2)12(sp2)12pz1sp2杂化杂化第3页/共61页C

2、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第4页/共61页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着键轴自由旋转 成键的两个碳原子可以沿着键轴“自由”旋转 电子云呈块状，通过键轴有一对称平面，电子云分布在平面的上下方，受核的约束小，键的极化性(度)大 电子云呈柱状，对键轴呈圆柱形对称。电子云密集于两原子之间，受核的约束大，键的极化性(度)小 成键轨道“肩并肩”平行重叠，重叠程度较小，键能较小，键不稳定 成键轨道沿键轴“头碰头”重叠，重叠程度较大，键能较大，键较稳定 不能单独存在，只能在

3、双键或叁键中与键共存 可以单独存在，存在于任何共价键中键键易发生化学反应存在顺反异构第5页/共61页二、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 顺反异构构象异构第6页/共61页素（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：第7页/共61页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有无有CC

4、abde有第8页/共61页CH2= CH CH3CH = CH CH2= CHCH2乙烯基 丙烯基 烯丙基 烷烃词尾烷烃词尾 -ane 烯烃词尾烯烃词尾 -ene propane propene第9页/共61页3. 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第10页/共61页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 -

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？想一想想一想第11页/共61页适用于适用于 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（或环平面）同侧时，称为顺式；处于异侧时，称为反式第12页/共61页CCH5C2HCH(CH3)2HCH(CH3)2CCH5C2HH? 2-甲基甲基-3-己烯己烯2-甲基-3-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

6、丙烷第13页/共61页2 , 4 - 庚二烯庚二烯2 , 4 - 庚二烯2 , 4 - 庚二烯2 , 4 - 庚二烯2 , 4 - 庚二烯 顺顺 , 顺顺 -反反 , 顺顺 - 顺顺 , 反反 - 反反 , 反反 -?CHCHCHCH3CHCH2CH3CCCCCH3HHHHC2H5CCCCCH3HHHC2H5HCCCH3HHCCC2H5HHCCCH3HHCCHC2H5H第14页/共61页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

7、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第15页/共61页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第16页/共61页CCHCHHCCHCH2CCCCHCCCCHCNNNCCCNCOHOCCOH-CH2OH -CN-CH2Cl -COOR？想一想想一想-CN -CCH -CH=CH2 -CH2CH

8、3-COOH -COR -CHO -CH2OH第17页/共61页CCH3CCH3CH2CH(CH3)2CH2CH2CH3两个较优基团位于两个较优基团位于 C=C 异侧E型同侧Z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) -第18页/共61页CCHH3CHCCHCH2CH3Br 5 - 溴溴- 2 , 4 - 庚二烯庚二烯 ( 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第19页/共61页顺顺-2 - 戊烯戊烯反-2 - 戊

9、烯 (Z) -2 - 戊烯(E) -2 - 戊烯顺顺-2-溴溴-2-丁烯丁烯反-2-溴-2-丁烯(E) -2-溴-2-丁烯(Z) -2-溴-2-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？第20页/共61页CH2OHCH2OH123456791113- 胡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%第21页/共61页 Z-己烯雌酚己烯雌酚反式活性比顺式高反式活性比顺式

10、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）第22页/共61页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 反式烯烃 mp：顺式烯烃 氯 溴 碘BrHHBrBrHHBr Br2+CCl4反反- 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）第26页/共61页反应机制：亲电加成反应反应机制：亲电加成反应（异裂）CCHHHH+Br

11、BrBr-CCHHHHBrCCHHBrBrHH- 溴溴 离子离子金金 翁反式加成反式加成产物慢慢快快中间体中间体第27页/共61页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）（不对称烯烃） （不对称试剂）（不对称试剂）第28页/共61页 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

12、，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）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?第29页/共61页 因分子中原子或基团的极性（电负性）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-第30页/共61页YC -效应效应 电负性电负性 XH X吸电子基吸电子基 电负性 Y -X -OCH3 -

13、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第31页/共61页永久存在永久存在由近及远沿着分子链传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第32页/共61页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 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+第33页

14、/共61页CH3CHCH3XCH3CHCH3+ X-快快想一想想一想CF3CHCH2+ HClCF3CH2CH2ClCH3CHCH2HXCH3CHCH3慢慢-+第34页/共61页主产物主产物 ？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第35页/共61页?+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

15、水合法）（直接水合法）3. 与硫酸、水的加成与硫酸、水的加成第36页/共61页CH3CHCH2HBrROORCH3CH2CH2Br（反马氏规则产物）（反马氏规则产物）1.高锰酸钾氧化(1) 与中性（或碱性）的冷溶液反应C=CRRRR+ KMnO4H2OR CROHCROHR + MnO2紫红色邻二醇 （KMnO4紫红色褪去）常用于鉴别不饱和键常用于鉴别不饱和键第37页/共61页常用于推导双键的位置和烯烃的结构常用于推导双键的位置和烯烃的结构R CH=CH2KMnO4H3O+RCOOH + CO2 + H2OC=CHR1R2RKMnO4H3O+RCOHO+ O=CR1R2酸酸 酮酮第38页/共6

16、1页CCHCH3CH3H5C2O3(1)(2) Zn +H2OCOCH3H5C2OCHCH3+(CH3)2CHCH=CH2O3(1)(2) Zn +H2O(CH3)2CHCHO + HCHO常用于推导双键的位置和烯烃的结构常用于推导双键的位置和烯烃的结构O3(1)(2) Zn +H2OCOR2R1OCHR3CCHR3R2R1+酮酮 醛醛第39页/共61页RCH=CH2 + RCOOHORCHCH2O过氧酸 环氧化合物 + RCOOH想一想想一想试根据产物结构推出反应物的结构试根据产物结构推出反应物的结构CH3CH3CH3C(CH2)3CHCHOOCH3O3(1)(2) Zn +H2O?第40页

17、/共61页2CO2KMnO4H+?+HOOCCOOH 化合物化合物A、B、C 均为庚烯的异构均为庚烯的异构体，体， A、B、C与酸性高锰酸钾溶液作用分别得与酸性高锰酸钾溶液作用分别得到：到：CH3COOH、CH3(CH2)3COOH ； CH3COCH3、 CH3CH2COCH3；CH3COOH、 CH3CH2COCH2CH3 ，试推断试推断A、B、C的结构。的结构。想一想想一想CHHCHCHCHHCHHCHR第41页/共61页庚烯ABC题目分析题目分析 A：CH3(CH2)3CHCHCH3B：CCH3CH2CH3CCH3CH3C：CCH3CH2CH3CH2CHCH3KMnO4 / H+CH3

18、COCH3CH3CH2COCH3CH3COOHCH3(CH2)3COOHCH3COOHCH3CH2COCH2CH3第42页/共61页CCCHHHHCH2=C=CH2sp2 sp 开链二烯烃通式开链二烯烃通式 CnH2n-2CC( C )nCC(n = 1 , 2 , 3) 隔离二烯烃 累积二烯烃累积二烯烃 第43页/共61页共轭二烯烃共轭二烯烃H2C = CHCH = CH2共轭双键共轭双键CCCC.CCCC大大键（共轭键（共轭键）键）C sp2 第44页/共61页参与共轭的电子公共化键长平均化体系能量降低，共轭体系越大越稳定 CCHHHCCHHH-共轭体系共轭体系137pm137pm146p

19、m第45页/共61页有关的原子必须在同一平面上必须有可实现平行重叠的P轨道要有一定数量供成键用的P电子CH3CH CHCH CHCH32, 4 己二烯己二烯CH2CH CHCH CHCH21, 3, 5 己三烯己三烯第46页/共61页CH2 CHCH2氯乙烯氯乙烯CCHHHClP烯丙正碳离子烯丙正碳离子CCHHHCP（空）HHCH2CHCl（多电子共轭）（缺电子共轭）第47页/共61页CCHHHCPHHCH2 CHCH2（等电子共轭） 烯丙碳自由基烯丙碳自由基(3) 超共轭CCHHHCHH-超共轭超共轭丙烯丙烯 CH2CHCHHHH第48页/共61页CHCHHP（空）H-p 超共轭超共轭CCH

20、2HHH+乙基正碳离子乙基正碳离子 CH3CHCHCHCHCHCH3+-p超共轭超共轭-共轭-共轭共轭p-共轭共轭-超共轭超共轭 -p超共轭超共轭分子中存在哪几种共轭？分子中存在哪几种共轭？想一想想一想p-共轭-超共轭超共轭H第49页/共61页 在共轭体系中由于原子间的相互影响而在共轭体系中由于原子间的相互影响而使体系内的使体系内的电子（或电子（或 p 电子）分布发生变电子）分布发生变化的电子效应称为共轭效应（化的电子效应称为共轭效应（C）。）。 想一想想一想试排出下列正碳离子的稳定性试排出下列正碳离子的稳定性+CH2CH2CH2CHCH2CH3CCHCH2CH3+CH3CHCH2CHCH2+CH3CH2CHCHCH2(a)(b)(c)(d)(b)(d)(c)(a) sp2 sp3 中中 s 比例比例 C 电负性电负性sp开链单炔烃通式开链单炔烃通式 CnH2n-2第55页/共61页水水 乙醇乙醇 乙炔乙炔 氨氨 乙烯乙烯 乙烷乙烷pKa15.7 16 25 35 44 50HCCH + 2Ag(NH3)2NO3 AgCCAg乙炔银乙炔银（白色）（白色）HCCH + 2Cu(NH3)2Cl CuCCCu乙炔亚铜乙炔亚铜（红棕色）（红棕色）常用于末端炔常用于末端炔 (H)RCCH 的鉴别的鉴别第56页/共61页（ ）溴的红