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1、第四章第四章 开开 链链 烃烃 烷烃烷烃 烯烃和炔烃烯烃和炔烃 二烯烃二烯烃烃烃(hydrocarbon)仅由仅由碳、氢碳、氢两种元素两种元素组成的化合物组成的化合物. .根据碳原子的结合方式分类:根据碳原子的结合方式分类:烃烃开链烃开链烃环烃环烃烷烃烷烃烯烃烯烃炔烃炔烃多烯烃多烯烃单烯烃单烯烃脂环烃脂环烃芳香烃芳香烃( (环烷烃、环烯烃、环炔烃环烷烃、环烯烃、环炔烃) )开链烃开链烃、烷烃烷烃一、烷烃的结构一、烷烃的结构二、烷烃的命名二、烷烃的命名 三、烷烃的异构和构象三、烷烃的异构和构象四、烷烃的性质四、烷烃的性质109.5o 烷烷 烃烃(烷烃烷烃分子中所有碳原子彼此都以单键相连,其余分子
2、中所有碳原子彼此都以单键相连,其余价键都与氢原子相连。价键都与氢原子相连。甲烷是烷烃中最简单的分子,其成键方式如下甲烷是烷烃中最简单的分子,其成键方式如下: : 一、烷烃的结构一、烷烃的结构 CH3CH3 (Ethane)的结构的结构HHHHHH109.5oC(tetrahedral)110pm154pms s bond同系物同系物同系列中的各个化合物互称为同系列中的各个化合物互称为同系物同系物同系列差同系列差CH2 通式通式: ::CnH2n+2;同系列同系列分子式和结构特征相同的一系列化合物分子式和结构特征相同的一系列化合物 烷烃属于饱和烃,分子中所有碳原子均为烷烃属于饱和烃,分子中所有碳
3、原子均为SP3杂化杂化 分子内的键均为分子内的键均为单键,可沿键轴单键,可沿键轴“自由自由”旋转旋转 键间的键角键间的键角10928,空间呈正四面体排布,空间呈正四面体排布 可产生碳链异构和构象异构可产生碳链异构和构象异构 烷烃的结构特征烷烃的结构特征CH3CH2CHCH2CCH3CH3CH3CH3伯碳原子伯碳原子(1 C ) : 只与只与1个其他碳原子直接相连个其他碳原子直接相连仲碳原子仲碳原子(2 C ): 与与2个其他碳原子直接相连个其他碳原子直接相连叔碳原子叔碳原子(3 C ) :与与3个其他碳原子直接相连个其他碳原子直接相连季碳原子季碳原子(4 C ) :与与4个其他碳原子直接相连个
4、其他碳原子直接相连碳原子和碳原子和氢原子氢原子的类型的类型CH3CH2CHCH2CCH3CH3CH3CH3伯氢原子伯氢原子( 1 H ):与与伯伯碳原子相连的氢碳原子相连的氢仲氢原子仲氢原子( 2 H ):与与仲仲碳原子相连的氢碳原子相连的氢叔氢原子叔氢原子( 3 H ): 与与叔叔碳原子相连的氢碳原子相连的氢 指出下列分子中各碳原子的类型(伯、仲、叔、季)?指出下列分子中各碳原子的类型(伯、仲、叔、季)?CH3CH CH CH CHCH2CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH21 11 11 11 11 11 11 11 11 12 22 22 22 22 22 22 24 43 34 4
5、3 33 33 33 3二、烷烃的命名二、烷烃的命名(一一) 习惯命名法:习惯命名法: 1 1、分子中碳原子的数目用分子中碳原子的数目用甲、乙、丙、丁、戊、甲、乙、丙、丁、戊、 己、庚、辛、壬、癸、十一、己、庚、辛、壬、癸、十一、表示;表示;2 2、碳链异构用、碳链异构用“正、异、新正、异、新”表示表示“正正”表示直链烷烃,常常可以省略。表示直链烷烃,常常可以省略。 “异异”表示末端为表示末端为 ,此外别无支链的烷烃。,此外别无支链的烷烃。 (CH3)2CH“新新”表示末端为表示末端为 ,此外别无支链的烷烃。,此外别无支链的烷烃。 (CH3)3CCH3(CH2)5CH3 CH3(CH2)12C
6、H3例:例:(正)庚烷(正)庚烷n- heptane(正)十四烷(正)十四烷n- dodecane异己烷异己烷Isohexane新庚烷新庚烷NeoheptaneCHCH3CH3CH2CH2CH3CH2CH2CH3CH3CCH3CH3CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3-C-CH3CH3CH3CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3-C-CH3CH3CH3n-PentaneIsopentane Neopentane Butane butaneCH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3CH3ison- (二二) 系统命名法:系统命名法: 1 1、
7、直链烷烃:、直链烷烃:根据烷烃分子中的碳原子数称为根据烷烃分子中的碳原子数称为“某某烷烷”但不加但不加“正正”;十以内用天干顺序称呼,十以上;十以内用天干顺序称呼,十以上用中文数字。用中文数字。CH4 methane 甲烷甲烷C2H6 ethane 乙烷乙烷C3H8 propane 丙烷丙烷C4H10 butane 丁烷丁烷C5H12 pentane 戊烷戊烷C6H14 hexane 己烷己烷C7H16 heptane 庚烷庚烷C8H18 octane 辛烷辛烷C9H20 nonane 壬烷壬烷C10H22 decane 癸烷癸烷C11H24 undecane十一烷十一烷C12H26 dode
8、cane 十二烷十二烷 2、含支链的烷烃:、含支链的烷烃:(1)定主链:)定主链:链的长短链的长短(长的优先)(长的优先);侧链数侧链数 目目(多的优先(多的优先);侧链位次大小侧链位次大小(小的优先)(小的优先).(2)定编号:最低系列原则)定编号:最低系列原则(3)写名称:)写名称:取代基的位置、数目、名称、官取代基的位置、数目、名称、官 能团的位置、母体名称。能团的位置、母体名称。把支链作为取代基。取代基在前,母体在后。把支链作为取代基。取代基在前,母体在后。2,2,4-三甲基己烷三甲基己烷2,2,4-trinethylhexane烃基烃基- -烃分子中去掉一个氢原子,所剩下的基团,烃分
9、子中去掉一个氢原子,所剩下的基团, 脂肪烃基用脂肪烃基用R- 表示。表示。 基的表示基的表示烷基的英文名称:烷基的英文名称: 烷烃的词尾烷烃的词尾(-ane)换成换成(-yl)CH3CHCH3CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH3CH2CH2CH2CH3CH2CHCH3(CH3)2CHCH2(CH3)3C(CH3)3CCH2烷 基烷 基 名 称英 文 简 写甲 基乙 基正 丙 基异 丙 基正 丁 基仲 丁 基异 丁 基叔 丁 基新 戊 基M eEtn-Pri-Prn-Bus-Bui-But-Buneo-Pentyl 规则:规则:基与母体的关系基与母体的关系 所有的基都放在母体的前面。所有的
10、基都放在母体的前面。基与基的关系基与基的关系 基与基之间用短线隔开。基与基之间用短线隔开。位次与基的关系位次与基的关系 位次与基也用短线条隔开。位次与基也用短线条隔开。位次与位次的关系位次与位次的关系 表示相同基的若干个位次,表示相同基的若干个位次, 必须用逗点隔开。必须用逗点隔开。命命 名名: 2,3,5-三甲基己烷三甲基己烷 2,3,5-trimethylhexane 2 编编 号号: 第一行第一行 取代基编号为取代基编号为2, 4, 5; 第二行第二行 取代基编号为取代基编号为2, 3, 5; 根据最低系列原则根据最低系列原则, 用第二行编号。用第二行编号。1 确定主链确定主链: 最长链
11、为主链。最长链为主链。CH3CHCH2CHCHCH3CH3CH3H3C 654321 12345 6 2,4,52,3,5CH3CH2CH2CHCHCHCHCH3CH2CH2CH3CH3CH3CH387654321123456786782 编编 号:第一行取代基编号号:第一行取代基编号4,5,6,7 ; 第二行取代基编号第二行取代基编号2,3,4,5;1 确定主链:确定主链: 有两个等长的最长链。有两个等长的最长链。 比侧链数比侧链数: 一长链有四个侧链,另一长一长链有四个侧链,另一长 链有二个侧链,多的优先。链有二个侧链,多的优先。命命 名:名: 2,3,5-三甲基三甲基-4-丙基辛烷丙基辛
12、烷 2,3,5-trimethyl-4-propyloctaneCH3CH2CHCH2CHCH2CH2CH3CH2CH3CH312345678H3CHCCHHCCH3CH3CH3CH32,3,4-Trimethylheptane123455-methyl-3-Ethyl 2,3,4-三甲基戊烷三甲基戊烷 5-甲基甲基3-乙基乙基3-ethyl-2,5-dimethyl-4-propylheptane2,5-二甲基二甲基-3-乙基乙基-4-丙基庚烷丙基庚烷 CCCCCCH2CH3CH2CH3CH3CH2CH3H3CHHHHHHCH3CH3-CH-C-CH2-CH-CH3CH3CH3CH3CH32
13、,3,3,5-四甲基己烷四甲基己烷2,3,3,5-tetramethylhexaneCH3-CH2-CH-CH2-C-CH2-CH3CH3CH2CH3CH33,3-二甲基二甲基-5-乙基庚烷乙基庚烷3,3-dimethyl-5-ethylheptane2,7,8-三甲基癸烷三甲基癸烷2,7,8-trimethyldecane系统命名法与习惯命名法的区别系统命名法与习惯命名法的区别 CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3-CH-CH3CH3CH3-C-CH3CH3CH3正戊烷正戊烷戊烷戊烷己烷己烷正己烷正己烷异丁烷异丁烷新戊烷新戊烷2-2-甲基丙烷甲基丙烷2,2
14、-2,2-二甲基丙烷二甲基丙烷习惯命名习惯命名系统命名系统命名习惯命名习惯命名系统命名系统命名 某烷烃含某烷烃含8 8个碳,只含有伯氢原子,写出其个碳,只含有伯氢原子,写出其结构式结构式 。根据烷烃的组成通式,该烷烃分子式为根据烷烃的组成通式,该烷烃分子式为C C8 8H H1818 CCCH3CH3CH3CH3CH3CH3碳胳异构体碳胳异构体位置异构体位置异构体官能团异构体官能团异构体构型异构体构型异构体构象异构体构象异构体几何异构体几何异构体旋光异构体旋光异构体构造异构体构造异构体 同分异构体同分异构体立体异构体立体异构体分子式相同分子式相同, , 结构不同的化合物称为同分异构体结构不同的
15、化合物称为同分异构体二、二、 烷烃的异构和构象烷烃的异构和构象 CH3CHCH2CHCH2CH3CH3CH3(a)CH2CHCH2CHCH3CH3CH3CH3(b)CH3CHCHCH2CH2CH3CH3CH3CH3CHCH2CHCH3CH3CH2CH3(c)(d)烷烃的构象异构烷烃的构象异构 构象构象是有机化学中存在的最普遍的一类同分异是有机化学中存在的最普遍的一类同分异构现象。它是分子中的原子或原子团围绕单键旋转构现象。它是分子中的原子或原子团围绕单键旋转而产生的不同空间排列形式而产生的不同空间排列形式. . 构象异构体:构象异构体:单键旋转时产生无数个构象,这单键旋转时产生无数个构象,这些
16、构象互为构象异构体(或称旋转异构体)。些构象互为构象异构体(或称旋转异构体)。构象的表示方法构象的表示方法: 1: ( (透视式透视式) ) perspective formula2: ( (锯架式锯架式) ) sawhorse formula3: ( (纽曼投影式纽曼投影式) )Newman projections1: ( (透视式透视式) )perspective formulaHHHHHHHHHHHH乙烷交叉式构象与重乙烷交叉式构象与重叠叠式构象的表示方法式构象的表示方法2: (锯架式锯架式) sawhorse formulaStaggered交叉式交叉式Eclipsed重叠式重叠式3:
17、 (纽曼式纽曼式) Newman projection乙烷的构象乙烷的构象 乙烷分子构象的能量曲线乙烷分子构象的能量曲线稳定性:交叉式稳定性:交叉式 重叠式重叠式丁烷的构象丁烷的构象正丁烷正丁烷C2C3 键旋转时的能量曲线图键旋转时的能量曲线图 稳定性:稳定性:对位交叉式对位交叉式邻位交叉式邻位交叉式部分重叠式部分重叠式全重叠式全重叠式练习:画出练习:画出CH3CH2CH3的典型构象,的典型构象,CH2ClCH2Cl 的优势构象和的优势构象和CH2BrCH2Cl的最稳定构象。的最稳定构象。HHHCH3HHCH3HHHHHCH3CH2CH3的典型构象的典型构象ClHHClHHCH2ClCH2Cl
18、的优势构象的优势构象ClHHBrHHCH2ClCH2Br的优势构象的优势构象1.StateC1-C4 gas, C5-C16 liquid,C17以上以上 solid2. b.p.3. m.p.同分异构体,取代基越多,沸点越低同分异构体,取代基越多,沸点越低。 5.Solubility4.Density同分异构体,对称性好,熔点高。同分异构体,对称性好,熔点高。 1个个C,沸点,沸点 2030四、烷烃的性质四、烷烃的性质(一一) 物理性质物理性质(physical properties)烷烃的沸点、熔点、密度的变化规律烷烃的沸点、熔点、密度的变化规律1. 稳定稳定 不与强酸,强碱,强氧化剂,强
19、还原剂等反应。不与强酸,强碱,强氧化剂,强还原剂等反应。(二二) 化学性质化学性质2. 烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。3. 卤代反应卤代反应 4. 氧化反应氧化反应1.1.烷烃的卤代烷烃的卤代(Halogenation of alkanes) 反应活性:反应活性: F2Cl2Br2I2反应机理:反应机理:自由基取代反应自由基取代反应 反应条件:高温或光照反应条件:高温或光照 反应特点:易发生多卤代反应特点:易发生多卤代例:例: 甲烷的氯代甲烷的氯代反应式反应式反应机理反应机理链引发链引发链增长链增长链终止链终止 H= 7. 5KJ/mol Ea
20、=16.7 KJ/mol H= -112. 9 KJ/mol Ea=8. 3 KJ/molCH4 + Cl2 CH3Cl + HClhvCl2 2ClhvCl + Cl Cl2CH3 + CH3 H3CCH3Cl + CH3 H3CClCl2 CH3Cl + ClCH3 +CH4 + Cl CH3 + HCl一氯甲烷一氯甲烷( Methyl chloride)HHHCH + Cl2HCCl+ HCl HHhvhvor heatHHHCH + Cl2HCCl+ HCl HHhvhvor heatCH3-Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl二氯甲烷二氯甲烷(Dichloromethane)h
21、v or heatCH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl三氯甲烷三氯甲烷(Trichloromethane)hv or heatCHCl3 + Cl2 CCl4 + HClhv or heat四氯甲烷四氯甲烷(Tetrachloride)产率产率: 1 400CH4CH3CH3+ Cl2 CH3Cl + CH3CH2Clhvor55%45%CH3CH2CH3+ Cl2hvCH3CH2CH2Cl + CH3CHCH3Cl63%37%CH3CHCH3CH3hvCH3CHCH2ClCH3+Cl2CH3CCH3ClCH3a a、(CH3)3C.(CH3)2CH.CH3CH2.CH3.2.氧化
22、和燃烧氧化和燃烧 burning)催化氧化: RCH2CH2RO2,120C0锰盐,1.53MPaRCOOH + RCOOH用途:用途:内燃机,汽油,柴油等发生热能的基本反内燃机,汽油,柴油等发生热能的基本反 应,热源利用(沼气等)应,热源利用(沼气等)一、一、 结构结构 (structure)二、二、 命名命名(nomenclature)三、三、 性质性质(propertise) 烯烃和炔烃烯烃和炔烃四、四、 电子效应电子效应(electronic effect) H3CCCHCHCCH3(more than one double or triple bond)alkenes : CnH2n
23、alkynes : CnH2n-2 C CC C官能团官能团 分子式分子式 一、一、 结构结构最简单的烯烃是乙烯,其结构如下:最简单的烯烃是乙烯,其结构如下: 乙烯分子键长及键角乙烯分子键长及键角 键长键长(pm) 键能键能( kJmol-1)碳碳-碳单键碳单键 154 346.94碳碳-碳双键碳双键 134 610.28烯烃的结构特征烯烃的结构特征 含碳含碳-碳双键碳双键 双键碳原子为双键碳原子为SP2杂化杂化 碳碳-碳双键由一个碳双键由一个键键和一个和一个键键组成组成 双键双键不能旋转不能旋转 可产生碳链异构、位置异构和顺反异构可产生碳链异构、位置异构和顺反异构炔烃炔烃 最简单的炔烃是乙炔
24、,其成键方式如下:最简单的炔烃是乙炔,其成键方式如下:乙炔分子键长及键角如下:乙炔分子键长及键角如下: 含碳含碳-碳叁键碳叁键 叁键碳为叁键碳为SP杂化杂化 碳碳-碳叁键由两个碳叁键由两个键,一个键,一个键构成键构成 可产生碳链异构和位置异构可产生碳链异构和位置异构炔烃的结构特征炔烃的结构特征二、烯烃和炔烃的命名二、烯烃和炔烃的命名a.a.选择包括重键在内的最长碳链作为主链。选择包括重键在内的最长碳链作为主链。b.b.从距重键最近的一端开始编号。从距重键最近的一端开始编号。c.c.多个取代基合并,简单在前复杂在后。多个取代基合并,简单在前复杂在后。d.d.书写同烷烃。书写同烷烃。(一一) 系统
25、命名系统命名CH3CCH2CH=CHCHCH2CH3CH2CH3CH3CH34-辛烯辛烯 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 4 6 8 4-辛烯辛烯 CH3CH2CHCH=CHCHCH2CH3CH3CH2CH33-甲基甲基-6-乙基乙基-2,2-二甲基二甲基-6-乙基乙基- 3-Ethyl-6-methyl- 4-octene 6-Ethyl-2,2-dimethyl-4-octene 烯炔的命名烯炔的命名1 1、母体名:某烯炔、母体名:某烯炔2 2、编号:、编号:双键、叁键位次相同时,以双键编号双键、叁键位次相同时,以双键编号 -CH-CH2 2CHCH2 2CHCH3 3 -CH-C
26、H2 2CHCH3 3 -CH-CH3 3-C(CH-C(CH3 3) )3 3 -CH(CH-CH(CH3 3) )2 2 -CH-CH2 2CHCH2 2CHCH3 32. 两个基团第一个原子相同时,则比较与之相连的两个基团第一个原子相同时,则比较与之相连的 第二个第二个 原子,以此类推。原子,以此类推。u次序规则次序规则()CCCCHCCH2HHHCOOOCHCOO HCNNNCCCN3. 重键看作多个单键重键看作多个单键-C0OH-C0OH -CHO-CHO -CH-CH2 2OHOH -CN-CN -C=CH-C=CH -CH=CH-CH=CH2 2 -CH-CH2 2CHCH3 3
27、例:例:CCCH3ClHBrZ-2-溴溴-1-氯丙烯氯丙烯Z-1-Bromo-2-chloropropeneCCCH2CH2HH3CCH3CH2CH3E-3-乙基乙基-2-己烯己烯E-3-Ethyl-2-hexeneHHHC CC CCH3CH3HHHHC CC CCH3CH3HHHHC CC CCH3CH3H(2Z,4E)-2,4-hexadiene顺顺,反反-2,4-己二烯己二烯(一一) 烯烃的物理烯烃的物理2、同碳数的烯烃,直链的沸点高于支链;、同碳数的烯烃,直链的沸点高于支链;三、三、 性质性质(propertise)3、反式异构体的沸点低于顺式,熔点高于顺式;、反式异构体的沸点低于顺
28、式,熔点高于顺式;1、较相应的烷烃熔点高;、较相应的烷烃熔点高;炔烃物理性质与烯烃相似炔烃物理性质与烯烃相似(二二) 烯烃和炔烃的化学性质烯烃和炔烃的化学性质加成反应加成反应氧化反应氧化反应H2、X2、HX、其它不对称试剂、其它不对称试剂、聚合反应聚合反应KMnO4 、 KCr2O7氧化氧化O3氧化氧化生成金属炔化物生成金属炔化物-氢的卤代反应氢的卤代反应其它反其它反应应(一)加成反应(一)加成反应1、催化加氢、催化加氢CH3CH=CH2 H2Pt, Pa, or NiCH3CHCH2HHCH3(CH2)3CC(CH2)3CH35-DecyneH2, Pd/CCCHH(CH2)3CH3CH3(
29、CH2)3cis-5-DeceneH2, Pd/CCH3(CH2)3C C(CH2)3CH3HHHHDecane (96%)CH3(CH2)3CC(CH2)3CH35-Decyne2H2, Pd/CH2, Pd/BaSO4(Lindlar catalyst)CH3(CH2)3CH2CH2(CH2)3CH3Decane (96%)CH3(CH2)2CH2CH2(CH2)2CH3C CHHcis-5-Decene (96%)催化剂催化剂C CC C+ +C CC CX X2 2X XX X邻邻二二卤卤烷烷( (C Cl l B Br r) )例:例:CH2=CH2 + Br2 CH2BrCH2Br
30、CH3CH=CH2 + Br2 CH3CHBrCH2Br2、加卤素、加卤素CH3C CCH3 + Br2CH3CBr=CBrCH3CH3C CCH3 + Br2CH3CBr2CBr2CH3CCH2CHCH2 Br2HC20oCCCl4CCH2CHCH2 Br2HCBrBrCH2=CH2 + HI CH3CH2I3、加、加HXCH2 = CH2+ HX CH3CH2XCH2 = CH2+ HX CH3CH2XCH3CH=CH2 + HBr CH3-CHBr-CH3马尔科夫尼科夫规则:马尔科夫尼科夫规则:不对称烯烃发生加成反应时,不对称烯烃发生加成反应时,酸的质子主要加到含氢较多的双键碳原子上,而
31、负性酸的质子主要加到含氢较多的双键碳原子上,而负性基团加到含氢较少的双键碳原子上。基团加到含氢较少的双键碳原子上。HC CH+HClHgCl2H2CCHClHClCH3CHCl2150160oCHgCl2CC CH3CH2CH2CH3ClH( 95%)trans-3-Chloro-3-hepteneCCH2CH3 HClCH3CH2CHOAc25oCHgCl2CH3(CH2)3CCH22-Bromo-1-hexene1-HexyneCH3(CH2)3C CH HBrBrHBrCH3(CH2)3CCH32,2-DibromohexaneBrBr乙乙烯烯乙乙醇醇 (1 1 醇醇)。2 2 醇醇。一
32、一取取代代乙乙烯烯、 1 1, ,2 2- -二二取取代代乙乙烯烯1 1, ,1 1- -二二取取代代乙乙烯烯、三三取取代代乙乙烯烯。3 3 醇醇4 4、加水、加水(1)烯烃加水烯烃加水在酸存在下烯烃加水可以生成醇在酸存在下烯烃加水可以生成醇不对称烯烃加水遵循马氏规则不对称烯烃加水遵循马氏规则C C+ H2OHCHCHOH例:例:烯烃结构不同,加成产物难易程度不同,其活性顺序如下:烯烃结构不同,加成产物难易程度不同,其活性顺序如下:(CH3)2C=CH2 大于大于 CH3CH=CH2 大于大于 CH2=CH2 H2C CH2+ H2OH3PO4CH3CH2OHH2C CHCH3+ H2OH2S
33、O4CH3CHCH3OHH3CCH C(CH3)2+ H2OH2SO4CH3CH2CCH3OHCH3(2)炔烃加水)炔烃加水 在在酸和汞盐酸和汞盐的催化下,能与水加成,先生的催化下,能与水加成,先生成成烯醇烯醇,烯醇很不稳定,很快发生,烯醇很不稳定,很快发生重排重排而转变而转变成成醛或酮醛或酮。 炔烃加水也炔烃加水也遵循马氏规则遵循马氏规则,因此除了乙炔,因此除了乙炔外,其它炔烃加水都生成酮。外,其它炔烃加水都生成酮。H2SO4CH3CH2CH2C CH + H2OHg2SO4CH3CH2CH2CCH2OHCH3CH2CH2CCH3OH2SO4HCCH + H2OHg2SO4HCCH2OHCH
34、3CHO1 1、稀、冷、碱性、稀、冷、碱性KMnO4溶液氧化,生成邻二醇。溶液氧化,生成邻二醇。 (二)氧化反应(二)氧化反应3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O 3CH2OHCH2OH + 2KOH + 2MnO2KMnO4HHH2ONaOH MnO2HHOH OH2、酸性、酸性KMnO4等强氧化剂氧化等强氧化剂氧化,双键发生断裂双键发生断裂.结论:结论:若双键碳上无氢若双键碳上无氢(R1R2C = )则生成酮;则生成酮;有一个氢有一个氢(R1HC = )生成酸;生成酸;有两个氢有两个氢(H2C = )生成二氧化碳。生成二氧化碳。RCH=CH2KMnO4 / H+RCOOH+CO
35、2+H2ORCH=CR1R2KMnO4 / H+RCOOHOCR1R2+KMnO4H+CH3CH=CH2 CH3COOH + CO2 + H2ORCCHRC OHO+MnO2+ CO2(bro wn)(bro wn)KM nOOH4, 25C CCH3KMnO4COH HOCCH3OO1-PhenylpropyneBenzoic acidAcetic acid结论:结论:若三键碳上无氢若三键碳上无氢(RC )则生成酸;则生成酸;有一个氢有一个氢(HC )生成二氧化碳。生成二氧化碳。H3CHCCH3HCCH2C5H10,HH3CHCCH3COOHMnO4CO2+用途:用途:1、 烯烃、炔烃的鉴定
36、烯烃、炔烃的鉴定2、推测结构、推测结构3、臭氧氧化、臭氧氧化结论:结论:若双键碳上无氢若双键碳上无氢(R1R2C = )则生成酮;则生成酮;有一个氢有一个氢(RHC = )生成醛;生成醛;有两个氢有两个氢(H2C = )生成甲醛。生成甲醛。C CHR1R2RC OR1R2O3/Zn,H2ORCHO+O3CHOCHOCH3CH2CH=CH2+HCHOO3CH3CH2CHO(三)烯烃的(三)烯烃的 - -H H反应:反应:CH2ClCH=CH2 CH3CH=CH2 +hvNBrOOCH2BrCH=CH2CH3CH=CH2 + Cl2500 (四)金属炔化物的生成(四)金属炔化物的生成HCCH +2
37、Ag(NH3)2+ AgCCAg +2NH3 +2 NH4+RCCH +RCCAgAgNO3NH3H2O(White)RCCH +RCCAgAgNO3NH3H2O(White)HC CH CuCl NH3 H2OCuC CCu NH4Cl RCCH + Cu(NH3)2+ RCCCu + NH3 + NH4+白色沉淀白色沉淀砖红色沉淀砖红色沉淀 乙炔及具有乙炔及具有 结构的炔烃均可以发生上结构的炔烃均可以发生上述反应,但述反应,但 类型炔烃不能发生这类反应。类型炔烃不能发生这类反应。可利用此性质鉴别和分离炔烃。可利用此性质鉴别和分离炔烃。R-C CHR-C C-RHHHH3CCCHHHH CH
38、HHH3CCCHHHH HHHH3CCCHHHHHHHH3CCCHHHH Cd-d-d d1 1+ +d d2 2+ +d d3 3+ +电子效应电子效应 诱导效应诱导效应 共轭效应共轭效应定义:定义:由于成键原子间的电负性不同引起的电子由于成键原子间的电负性不同引起的电子云转移,并通过静电诱导作用沿着分子链传递的云转移,并通过静电诱导作用沿着分子链传递的现象。现象。根据电子的偏移方向,分成两种:根据电子的偏移方向,分成两种:1 1、吸电子诱导效应(、吸电子诱导效应( - -I 效应)效应)2 2、给电子诱导效应(、给电子诱导效应( + +I 效应)效应) 如果取代基如果取代基X的电负性的电负
39、性大于大于氢原子,氢原子,C-X键的电键的电子云移向子云移向X, X是是吸电子基吸电子基,产生,产生吸电子诱导效应吸电子诱导效应(-I效应);效应); 如果取代基如果取代基X的电负性的电负性小于小于氢原子,氢原子,C-X键的键的电子云移向碳原子电子云移向碳原子, X是是供电子基供电子基,产生,产生供电子诱供电子诱导效应导效应(+I效应);效应);诱导效应的特点诱导效应的特点1.1.诱导效应沿诱导效应沿键传递键传递, ,并随距离的增加而迅速减弱;并随距离的增加而迅速减弱;2.2.诱导效应具有叠加性。诱导效应具有叠加性。-F -Cl -Br -I -OCH3 -NHCOCH3 -CC -C6H5
40、-CH=CH2 -CH3 -C2H5 -CH(CH3)2 -C(CH3)3常见取代基的电负性:常见取代基的电负性:Csp Csp2 Csp3CH3CH=CH2CH3CH=CH2+- 在丙烯分子中,甲基的供(斥)电子诱导效应使在丙烯分子中,甲基的供(斥)电子诱导效应使丙烯分子发生电子偏移,丙烯分子发生电子偏移,C C1 1带部分负电荷,带部分负电荷,C C2 2带部带部分正电荷。分正电荷。CH3CHCH2123d+d- -CF-CF3 3基的吸电子诱导效应,使分子中基的吸电子诱导效应,使分子中C C1 1带部分带部分正电荷,正电荷,C C2 2带部分负电荷带部分负电荷。123CF3CHCH2d+
41、d-例例1:例例2: 例例2. 解释马氏规则;解释马氏规则;CH3-CH=CH2 + HBr -Br-CH3-CH-CH3+CH3-CH2-CH2+Br-Br-CH3-CH2-CH2BrCH3-CH-CH3Br(I)(II)解释:由于生成的中间产物正碳离子解释:由于生成的中间产物正碳离子(I) (I) 比正碳比正碳离子离子(II)(II)稳定,故反应的主要产物是稳定,故反应的主要产物是2-2-溴丙烷。溴丙烷。、二烯烃二烯烃根据分子中两个双键的相对位置分类:根据分子中两个双键的相对位置分类:CCC累积二烯烃CCH ( CH2 )nCHCn 1孤立二烯烃CCHCHC共轭二烯烃、 二烯烃二烯烃一、一
42、、1,3-丁二烯的结构丁二烯的结构二、共轭体系二、共轭体系三、三、1,3-丁二烯的性质丁二烯的性质CCCCHHHHHCH2CH20.134 nmCH3CH30.154 nmCH2CHCHCH20.1373 nm0.1483 nm一、一、1,3-丁二烯的结构丁二烯的结构C2-C3为什么会有双键的性质?为什么会有双键的性质? 电子离域电子离域四个四个电子不是分别固定在两个双电子不是分别固定在两个双键碳原子之间,而是扩展到四个碳原子之间的这键碳原子之间,而是扩展到四个碳原子之间的这种现象种现象。共轭分子共轭分子电子的离域体现了分子内原子间相电子的离域体现了分子内原子间相互影响的电子效应。互影响的电子效应。共轭效应共轭效应 在共轭分子中,由于在共轭分子中,由于电子的离域,电子的离域,均会影响到分子的其余部
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