《基础化学》课件-第十章--烃

1、第十章 烃有机化合物概述烷烃烯烃炔烃和二烯烃环烃一、有机化合物概述 有机化学（organic chemistry）是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法学的科学。（一）有机化合物与有机化学 常见有机化合物：粮食、油脂、纤维、石油、橡胶、糖、药材等。 有机化合物：含碳的化合物，或者碳氢化合物及其衍生物。可含C、H、O、N、P、S等元素。 并不是所有含碳化合物都是有机物，如CO、CO2、CaCO3、CaC2和HCN等许多简单的含碳化合物，在结构和性质上与无机物更相似，所以仍将其归入无机物。有机化学的发展概况1770年，舍勒从酿酒副产物酒石中分离出酒石酸；1773年，儒勒首

2、次从尿中取得纯的尿素；1806年，史特纳从鸦片中分离出吗啡。 拉瓦锡首先将从动植物体内来源的化合物定义为“有机化合物”。18世纪末期，人们开始从动植物中取得一系列较纯的有机物质。 从动植物体内得到的这些化合物有许多共同的性质，明显地不同于当时从矿物来源的无机化合物。 “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采利乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。19世纪初，许多化学家相信，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年，28岁的德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵

3、都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。证明有机物可以用普通化学方法由无机物制取，突破了有机物和无机物的界限。尿 素氰酸铵 1840年，德国化学家柯尔柏合成了醋酸；1950年，法国化学家柏赛罗合成了油脂。 从此，人们深信：不但可以从简单物质合成与天然有机物完全相同的物质，还可以合成有机体不能合成的比天然有机物更好的物质。这样有机化学就进入了合成的时代。有机化学作为一门科学就真正形成了。 1.有机化合物的结构（1）碳原子的四价及其共价键的形成C1s22s22p21s2s2p激发态sp 、sp2 、sp3杂化（二）有机化合物的结构、特性及分类CH4四个C-H共价键C 达到8电子的稳定结构，H

4、达到2电子的稳定结构(c)CHHHH+_109284个 sp3 + 4H10928（2）碳原子之间的结合方式单 键双 键叁 键（3）有机化合物结构的表示方法 构造式：表示分子中各原子的连接顺序和方式的化学式（结构式）。 结构简式：是介于构造式和分子式之间的一种式子，能基本表示出分子内原子的排列情况，也能看出原子的个数，有机化合物常用结构简式表示。化合物分子式构造式结构简式分子模型甲烷CH4CH4分子的结构：分子中原子的连接顺序和方式。化合物分子式构造式结构简式分子模型乙 醇甲 醚C2H6OC2H6OH3C-CH2-OHH3C- O- CH3碳架异构体位置异构体官能团异构体互变异构体价键异构体构

5、型异构体几何异构体旋光异构体交叉式构象重叠式构象构造异构体 同分异构体立体异构体构型：在分子中原子的空间排布。 （4）构型和同分异构体的概念构象异构体同分异构体：分子式相同，结构不同的化合物。 2.有机化合物的特征 （1）组成元素种类少，数目繁多（2）容易燃烧（3）熔点较低（4） 一般难溶于水，易溶于有机溶剂（5）反应速度慢（6）反应复杂，常伴有副反应 3.有机化合物的分类 （1）按碳架分类 有机化合物 1.开链化合物分子链都是开环 2.脂环族化合物 分子链都是闭环 3.芳香族化合物 含有苯环结构 4.杂环化合物 环中含有杂原子 丁 烷环戊烷苯呋喃（2）按官能团分类 官能团：有机化合物分子中特

6、别容易发生反应的、能决定化合物主要性质的原子或基团。官能团名称分类名C=C双键烯烃CC叁键炔烃X（F，Cl，Br，I）卤素卤代物OH羟基醇（脂肪族）或酚（芳香族）O醚键醚CHO醛基醛酮基酮COOH羧基羧酸SO3H磺基磺酸NO2硝基硝基化合物NH2氨基胺CN氰基腈(三)有机化学与医药的关系 1. 天然物质中提取天然有机物 2. 有机化学工业的诞生与合成药物 3. 有机化学的理论知识推动医药工业的进一步发展 4. 医药的有机合成发展趋势 烃（碳氢化合物）：只由C、H两种元素组成的化合物。烷烃：脂肪烃分子中只含有C-C单键和C-H键的烃。 二、烷烃 凡具有同一个通式，在组成上相差CH2（系差）及其整

7、数倍的一系列化合物，称为同系列。同系列中的各化合物互为同系物。同系物具有相似的化学性质，物理性质则随着碳原子数目的增加而呈现规律性的变化。利用这一规律，可推测某一同系物的物理性质。1.烷烃的结构、通式CnH2n+2，甲烷是最简单的烷烃。 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷（一）烷烃的分子结构、命名 同分异构现象是指分子式相同但结构不同的现象。分子式相同但结构不同的化合物称为同分异构体 。 2.烷烃的同分异构现象 （1）同分异构现象 构造是指分子中原子互相连接的方式和次序。分子式相同，而构造不同的异构体称为构造异构体。构造异构现象是有机化学中普遍存在的异构现象的一种，除此而外，异构现象还包括立体异构。 烷烃

8、同系列中，甲烷、乙烷、丙烷只有一种结合方式，没有异构现象，从丁烷起就有同分异构现象。 在烷烃分子中随着碳原子数的增加，异构体的数目增加得很快。对于低级烷烃的同分异构体的数目和构造式，可利用碳链不同推导出来。 烷烃有构造异构和构象异构。（2）烷烃的构造异构 碳链异构如：己烷的构造异构体有五种，分别为：CH3CH2CH2CH2CH2CH3或CH3(CH2)4CH3书写构造式时，常用简化的式子，如： 支链异构（取代基位置异构） 如： 3.烷烃的命名 只与一个碳原子相连的称为“伯” 或一级碳原子，常用1o表示； 与两个碳原子相连的称为“仲” 或二级碳原子，常用2o表示； 与三个碳原子相连的称为“叔”

9、或三级碳原子，常用3o表示； 与四个碳原子相连的称为“季” 或四级碳原子，常用4o表示。 与伯、仲、叔碳原子相连的氢原子，分别称为伯、仲、叔氢原子。 如：（1）碳原子的类别：伯、仲、叔、季碳原子烷基 名称 通常符号 CH3- 甲基 Me CH3CH2- 乙基 Et CH3CH2CH2- 正丙基 n-Pr (CH3)2CH- 异丙基 i-Pr CH3CH2CH2CH2- 正丁基 n-Bu (CH3)2CHCH2- 异丁基 i-Bu CH3CH2CH(CH3)- 仲丁基 s-Bu (CH3)3C- 叔丁基 t-Bu 烷基的通式为CnH2n+1- ，常用R-表示 。（2）烷基 从烷烃分子中去掉一个氢

10、原子后所剩下的基团叫烷基。亚某基：从烷烃分子中去掉两个氢原子后剩下的基团。次某基：从烷烃分子中去掉三个氢原子后剩下的基团。（3）烷烃的命名普通命名法习惯命名法通常把烷烃称为“某烷”，“某”是指烷烃中碳原子的数目。由一到十用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示。十以上的用汉字数字表示碳原子数，用正、异、新表示同分异构体。 a.凡直链烷烃叫正某烷。如：CH3CH2CH2CH2CH3 正戊烷。 b.只有(CH3)2CH- 端链的烷烃称为“异某烷”。如：C11H24，叫十一烷。 c.只有(CH3)3C- 端链的烷烃称为“新某烷”。*衍生命名法 衍生命名法以甲烷为母体，把其它烷烃看作是甲烷的烷基衍

11、生物，即甲烷分子中的氢原子被烷基取代所得到的衍生物。命名时，把连接烷基最多的碳原子作为母体碳原子；按简单基团在前，复杂基团在后的原则命名。如： 系统命名法 系统命名法是中国化学学会根据国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）制定的有机化合物命名原则，再结合我国汉字的特点而制定的。 在系统命名法中，对于直链烷烃的命名和习惯命名法是基本相同的，仅不写上“正”字。如：CH3CH2CH2CH2CH3普通命名法叫正戊烷，系统命名法叫戊烷。对于支链烷烃，把它看作是直链烷烃的烷基取代衍生物。支链烷烃的系统命名法原则如下： a.选取主链（母体）选择含碳原子数目最多的碳链作为主链，支链作为取代基。分子中有两条以上

12、等长碳链时，则选择支链多的一条为主链。 例如：b.对主链碳原子编号从距离取代基近的一端开始，将主链碳原子依次用1、2、3编号 。如：当取代基的位置相同时，则从连较简单的取代基一端开始编号。若在上述基础上，编号仍有选择性，则使各取代基位置和最小。将支链（取代基）写在主链名称的前面。 取代基按“次序规则”小的基团优先列出。常见烷基的大小次序：甲基乙基正丙基正丁基异丁基异丙基。 相同基团合并写出，位置用2、3标出, 取代基数目用二、三标出。 表示位置的数字间要用“，”隔开，位次和取代基名称之间要用“-” 隔开。如： 烷烃的命名归纳为十六个字：最长碳链，最小定位，同基合并，由简到繁。c.书写名称示例：

13、用系统命名法命名下列烷烃。2,5-二甲基-3,4-二乙基已烷 3-叔丁基-2-甲基己烷2-甲基-4-乙基庚烷 2,2-二甲基-3-异丙基己烷 练习：用系统命名法命名下列烷烃。2,4-二甲基己烷 3-甲基-3-乙基庚烷 2-甲基-3-乙基庚烷 2-甲基-3-异丙基庚烷 2,2,3-三甲基丁烷 C1C4的烷烃为气态，C5C16的烷烃为液态，C17以上的烷烃为固态。 （二）烷烃的物理性质、化学性质（1）状态 随着相对分子质量的增加，直链烷烃的沸点逐渐升高。 碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低。（2）沸点固体分子的熔点也随相对分子质量的增加而增大。 （3）熔点 不溶于水及强极性溶剂中，可溶于氯仿、

14、乙醚、四氯化碳等溶剂中（“相似相溶”原理）。（4）相对密度均小于1，随分子相对支链的增加而升高，最后接近于0.8（20）。（5）溶解度 （6） 折射率也随相对分子质量的增加而缓慢增加。 1.烷烃的物理性质 一般情况下，烷烃的化学性质很不活泼。常温下与强酸、强碱、强的氧化剂、强的还原剂都不反应。2.烷烃的化学性质 烷烃分子中的氢原子被其它原子或基团所取代的反应，称为取代反应。被卤素取代的反应称为卤代反应。（1）取代反应卤代反应如果改变反应条件，如高温或光照下才能发生某些化学反应。在漫射光或热的作用下，烷烃发生卤代反应：甲烷的氯化较难停留在一氯化阶段： 产物为四种氯甲烷的混合物，氯气过量时主要得到

15、四氯化碳，甲烷过量时主要得到一氯甲烷。不同卤素与烷烃的反应活性不同，其顺序为： F2Cl2Br2I2其它烷烃也可以发生卤代反应：丙烷的氯化反应：仲氢与伯氢活性之比为：（2）氧化反应 烷烃在空气中燃烧，当空气（氧气）充足时，生成二氧化碳和水，并放出大量热。 在无机化学中，是用电子的得失，也就是氧化数的升降，来描述、判断氧化还原反应。而在有机化学中，加氧去氢为氧化，加氢去氧为还原。在空气中燃烧：汽油、柴油等作为动力燃料的依据。 当燃烧不完全时，则有游离碳生成，在动力车尾气中有黑烟冒出。 其中C12C18的脂肪酸可直接与NaOH反应，制成高级脂肪酸的钠盐肥皂。这种制皂方法可节约大量的食用油。高级烷烃

16、，如石蜡烃在KMnO4 、MnO2或Mn(Ac)2催化下，用空气或O2氧化，可得到的C12C18的脂肪酸。 烷烃的部分氧化（3）裂化、裂解和脱氢 常温下烷烃很稳定，但隔绝空气加热到一定温度就开始分解。温度越高，分解越厉害。烷烃在高温下的热分解称为裂化。裂解：指深度裂化。目的：为了得到更多的低级烯烃。（三）重要的烷烃 石油的主要成分是各种烃类（烷烃、环烷烃和芳香烃等）的复杂混合物天然气的主要成分为低级烷烃（ 75%甲烷，15%乙烷，5%丙烷，5%其它较高级的烷烃）的混合物。 1.甲烷 2.烷烃的来源石油和天然气 大量存在于自然界中，是石油气、天然气和沼气的主要成分。甲烷是无色无臭的气体，易溶于酒

17、精、乙醚等有机溶剂，微溶于水（20时20体积水可溶解1体积甲烷）。容易燃烧，富含甲烷的天然气和沼气是优良的气体燃料，甲烷燃烧不充分会产生浓厚的烟炱。烟炱是炭的微细颗粒，俗称炭黑。炭黑可做黑色颜料、墨汁以及橡胶的填料。石油、生物体中的烷烃。三、 烯烃 乙烯是最简单的烯烃，分子式为C2H4，构造式H2C=CH2，含有一个双键。C=C是由一个 键和一个键构成。 烯烃：分子中含碳碳双键的烃。通式为CnH2n。碳碳双键是烯烃的官能团，是不饱和烃。 （一）烯烃的结构、命名 现代物理方法证明，乙烯分子的所有原子都在同一平面上，每个碳原子只和三个原子相连。杂化轨道理论根据这些事实，设想碳原子成键时，由一个s轨

18、道和两个p轨道进行杂化，组成三个等同的sp2杂化轨道，sp2轨道对称轴在同一平面上，彼此成120角。此外，还剩下一个2p轨道，它的对称轴垂直于sp2轨道所在的平面。 1.乙烯的结构 乙烯C2H4分子具有平面构型，每个碳原子上的键相互形成的角非常接近120。含有一个中心的C-C键；两个2p轨道在侧面重叠，形成一个正常的键。因此，这种平面构型由于键合而稳定起来。其它烯烃的双键也是由一个键和一个 键组成的。 键的特点：（1）键重叠程度比键小，不如键稳定，比较容易破裂。C=C中 键的键能等于264.4kJ/mol。610(C=C键能)-345.6(C-C键能)小于C-C单键的键能345.6kJ/mol

19、。（2）键具有较大的流动性，容易受外界电场的影响，电子云比较容易极化，容易给出电子，发生反应。 由于键的电子云不象键电子云那样集中在两原子核连线上，而是分散成上下两方，故原子核对电子的束缚力就较小。（1）C=C的键长比C-C键短。 C=C和C-C的区别：（2） C=C两原子之间不能自由旋转。由于旋转时，两个py轨道不能重叠，键便被破坏。双键一般用两条短线来表示，如：C=C，但两条短线含义不同，一条代表键，另一条代表键。两个碳原子之间增加了一个键，也就增加了原子核对电子的吸引力，使碳原子间靠得很近。C=C键长0.134nm ，而C-C键长0.154nm。双键的表示法： 2.烯烃的同分异构现象 烯

20、烃具有双键，其异构现象较烷烃复杂，主要包括碳链异构，双键位置不同引起的位置异构，双键两侧的基团在空间的位置不同引起的顺反异构。碳链异构： CH3-CH2-CH=CH2 CH2=C (CH3)2 官能团位置异构：CH3-CH2-CH=CH2 CH3-CH=CH-CH3（1）构造异构由于双键不能自由旋转而产生了另一个异构现象顺反异构，如：2-丁烯有两种书写方式： 两个相同基团在双键 两个相同基团 的同一侧称为顺式 在双键的两侧称为反式（2）顺反异构 如果与双键相连的两个碳原子，其中一个带有两个相同的原子或基团，则这种分子就没有顺反异构体。因为它的空间排列只有一种。如：分子产生顺反异构现象在结构上必

21、须具备两个条件：分子中有限制自由旋转的因素。如键、碳环等。双键所连的两个C原子各连不同的原子或基团。 3.烯烃的命名（1）系统命名法选择主链：选含双键的最长碳链作主链，支链当作取代基，按主链的碳原子数目命名为某烯烃。编号：从靠近双键的一端开始，用1,2,3,数字表明双键碳原子的位次。写出名称：依次把取代基的位次、数目、名称、双键的位次写在烯烃名称前面，按主链碳原子的数目称某烯。书写时，相同基团要合并，双键的位次用较小一个编号。注：其它要求与烷烃相同。烯基：当烯烃分子中去掉一个氢原子后剩下的基团叫做烯基。（2）顺反命名法 顺反命名是将相同原子或基团在双键平面同一侧称为顺式，在异侧时称为反式。命名

22、时在系统命名法的名称前面加上一个“顺”字或“反”字。3-甲基-1-戊烯 根据IUPAC命名法，字母Z是德文Zusammen的字头，指同一侧的意思。E是德文Entgegen的字头，指相反的意思。用“次序规则”来决定Z、E的构型。主要内容有两点：（3）Z、E命名法次序规则 a.将双键碳原子所连接的原子或基团按其原子序数的大小排列，把大的排在前面，小的排在后面，同位素则按原子量大小次序排列。 如 HDBCNOFSiPSClBr 等等。 当两个双键碳原子所连接的四个原子或基团都不相同时, 则难用顺反命名法命名。b.如果与双键碳原子连接的基团第一个原子相同而无法确定次序时，则应看基团的第二个原子的原子序

23、数，依次类推。按照次序规则先后排列。如：CH3-CH3CH2-(CH3)2CH- H, -CH(CH3)2 -CH2CH3(E)-4-甲基-3-乙基-2-戊烯Cl F, -CH2CH3 -CH3(Z)-2-甲基-1-氟-1-氯-1-丁烯(E) -3-甲基-2-氯-2-戊烯（二）烯烃的物理性质、化学性质 在常温下，C2C4的烯烃为气体，C5C16的为液体， C17以上为固体。沸点、熔点、密度都随碳原子数的增加而升高，密度均小于1，都是无色物质，溶于有机溶剂，不溶于水。 沸点： 3.7 0.88 熔点： -138.9 -105.61.烯烃的物理性质 顺、反异构体之间差别最大的物理性质是偶极矩，反式

24、异构体的偶极矩较顺式小，或等于零，由于反式异构体中两个基团和双键碳相结合的键，方向相反可以抵消，而顺式中则不能。 在顺、反异构体中，顺式异构体因为极性较大，沸点通常较反式高。它们的对称性较低，较难填入晶格，故熔点较低。 烯烃的化学性质较活泼，易发生加成、氧化、聚合等反应，大多数化学反应都发生在双键上。 2.烯烃的化学性质（1）加成反应 加成反应：烯烃双键中的键断裂，双键的两个碳原子上各加一个原子或原子团，这种反应称为加成反应。催化加氢：在催化剂Pt、Pd或雷内Ni（Raney Ni）等作用下，烯烃能与氢加成生成烷烃。 主要是与氯和溴的反应，生成邻二卤代烷。氟反应太剧烈，容易发生分解反应，碘与烯

25、烃不进行离子型加成反应。卤素的活泼性：氟氯溴碘 烯烃分子中 的键易受带正电荷或带部分正电荷的亲电性的质点（离子或分子）的进攻从而发生化学反应。与卤素加成 反应在常温时就可以迅速的定量的进行，溴的四氯化碳溶液与烯烃反应时，溴的颜色消失，利用这个反应来检验烯烃。与卤化氢的加成不对称烯烃和卤化氢加成时，氢原子总是加到含氢较多的双键碳原子上，而卤原子则加到含氢原子较少的双键碳原子上。此规律适用于所有的离子型亲电加成反应。a.HX的活泼次序：HI HBr HCl浓HI，浓HBr能和烯烃起反应，浓盐酸要用AlCl3催化剂才行。b.马氏规则Markovnikov 规则（马尔柯夫尼柯夫）在酸催化下，烯烃和水加

26、成生成醇。 不对称烯烃与水加成也遵循马氏规则。与水加成直接水合法制醇 直接水合法制备醇的过程中，避免使用腐蚀性较大的硫酸，而且省去稀硫酸的浓缩回收过程。这既可以节约设备投资和减少能源消耗，又避免酸性废水的污染。但是，直接水合法要求烯烃的纯度必须达到97%以上。而间接水合法，纯度较低的烯烃也可以使用，故间接水合法对于回收利用石油炼厂气中的烯烃，仍然是一种良好的方法。直接水合法与间接水合法的优缺点比较：a. 稀、冷的KMnO4 在碱性条件下或中性条件下可使烯烃氧化生成邻二醇 。（2）氧化反应氧化剂KMnO4氧化 b.在酸性溶液中或加热，产物为酸或酮。 故酸性高锰酸钾溶液和 Br2 /CCl4 溶液

27、都可用来鉴别不饱和键（双键或叁键）的存在。用途：利用不同结构的烯烃，可制备有机酸或酮。可以鉴别烯烃。现象：高锰酸钾溶液的紫色褪去。根据产物结构来推测烯烃的结构。 烯烃结构 KMnO4氧化产物 CH2= CO2 RCH= RCOOH（羧酸） R2C= R2C=O（酮） 例如：某烯烃经KMnO4氧化后得到如下产物，试推断该烯烃的结构？解得：重铬酸钾氧化 重铬酸钾是一种强氧化剂，在双键处发生断键氧化，生成酮或酸。臭氧化反应 利用此反应也可以根据产物推测烯烃的结构。有时也可用来合成某些醛或酮。空气氧化催化氧化 b.PdCl2-CuCl2催化氧化a.银催化氧化 （3）聚合反应 烯烃在少量引发剂或催化剂作

28、用下，键断裂而互相加成，形成高分子化合物的反应称为聚合反应。 共聚反应 两种或两种以上含有烯基的物质也可以共同聚合，生成高聚物，称为共聚反应。 加聚反应烯烃的化学性质小结尤其要注意对马氏规则的理解和应用。 2.卤代烷脱卤化氢 卤代烷在NaOH的醇溶液中加热，可脱去一分子卤化氢而生成烯烃。 醇在无机酸催化剂存在下加热时，失去一分子水而得到相应的烯烃。常用的酸是硫酸和磷酸。 1.醇脱水（三）烯烃的制备 3.炔烃还原b.脱卤素CH3CHCHCH3CH3CH=CHCH3+ZnBr2ZnBrBrB、炔烃的还原C=CC=CRRRRHHHHNa/NH3(l)LindlarRCCR(四)重要的烯烃乙烯、丙烯和

29、丁烯 （1）石油炼制过程中产生的炼厂气，含有大量烯烃。主要是乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯。石油裂化、裂解可获大量烯烃。 2.烯烃的来源1.乙烯、丙烯和丁烯 有机合成中的重要基本原料，都是高分子合成中的重要单体。它们是合成树脂、合成纤维和合成橡胶中的最主要原料。 乙烯是植物体内自己能够产生的一种激素，很多植物器官中含有微量乙烯，可促进果实成熟。 （2）炼焦过程中产生的焦炉气，含有大量的CO和部分乙烯、丙烯、丁烯等低级烯烃。 1.乙炔分子的结构 四、炔烃和二烯烃炔烃：分子中含有碳碳叁键的不饱和烃。官能团:碳碳叁键。 通式：CnH2n-2 （一）炔烃 2. 炔烃的构造异构和命名 含有五个或五个以上碳原子

30、的炔烃存在碳架异构和官能团位次异构。1-戊炔2-戊炔3-甲基-1-丁炔（1）炔烃的构造异构 （2）炔烃的命名 4-甲基-1-戊炔 2,5-二甲基-3-己炔 5-甲基-2-己炔 炔烃的系统命名法a.选择主链：选择含有叁键的最长碳链为主链，并根据主链的碳原子数目确定为“某炔”。b.编号：从靠近叁键最近的一端开始编号。c.书写名称：将取代基的位次、数目、名称和叁键的位次写在炔烃名称前面。 烯炔的命名 当分子中同时含有双键、叁键时，即烯炔化合物。在命名时应把炔烃作为母体，其命名原则为： a.选择主链：选同时含有双键、叁键的最长碳链为主链。b.编号：从官能团（双键、叁键）最近的一端编号；若双键、叁键的位

31、次相同，则从双键一端开始编号。c.书写名称：与烯烃或炔烃相同。 3-戊烯 -1-炔 4-乙基-1-庚烯 -5-炔 1-丁烯 -3-炔 5-乙烯基-2-辛烯 -6-炔练习：命名下列化合物。 4-己烯-1-炔 3-甲基-1-戊烯-4-炔3-甲基-1,4-戊二炔1-戊烯-4-炔 3,4-二甲基-1-己炔练习：写出下列物质的结构简式。 2-丁炔3-碘-1-丁炔3,4-二甲基-1-己炔3-乙基-1-戊烯-4-炔3-苯基-1-丁炔 3.炔烃的物理性质与烯烃相似，沸点、相对密度等都比相应的烯烃略高些。在常温常压下，C4以下的炔烃为气体。炔烃比水轻，有微弱的极性，不易溶于水，而易溶于石油醚、苯乙醚、丙酮等有机

32、溶剂。 4.炔烃的化学性质 主要发生加成反应、氧化反应、聚合反应、炔化物等。 （1）加成反应 炔烃比烯烃更容易进行催化氢化。林德拉催化剂还原特点：顺式加氢 催化加氢 用喹啉或醋酸铅部分毒化的Pd-CaCO3一般称为Lindlar催化剂。 与卤素加成 现象是溴的红棕色消失，用于检验烯烃、炔烃及其他含有碳碳重键的化合物。卤素加成的活性顺序：氟氯溴碘 炔烃与亲电试剂进行亲电加成反应比烯烃困难，而且是反式加成。 加氯必须用催化剂，加溴不用。比烯烃困难；不对称炔烃与HX加成时，按照马氏规则进行。卤化氢的活性次序：HI HBr HCl炔烃活性次序：炔烃在相应卤离子存在下与 HX 加成通常得反式产物： 与卤

33、化氢加成 氯乙烯 1,1-二氯乙烷与水加成烯醇式(不稳定)酮式(稳定)炔烃与H2O加成需在催化剂HgSO4/H2SO4作用下进行，且遵循马氏规则。 该反应是库切洛夫在1881年发现的，故称为库切洛夫反应。其他炔烃水化时，则变成酮 。乙炔的水化得到乙醛，是工业上生产乙醛的方法之一 。 与HCN加成 丙烯腈人造纤维单体（2）氧化反应在强烈条件下氧化时，非端位炔烃生成羧酸（盐），端位炔烃生成羧酸（盐）、二氧化碳和水。 炔烃用高锰酸钾氧化，同样即可用于炔烃的定性分析，也可用于推测叁键的位置。RCCRKMnO4（冷,稀,H2O,pH7-5）KMnO4（H2O,100oC）KMnO4（HO-,25oC）R

34、COOH + RCOOH(1) O3 (2) H2O, ZnRCOOH + RCOOHRCOOH + RCOOH 炔烃与高锰酸钾的反应，使高锰酸钾很快褪色，可用于鉴别炔烃。练习：化合物A，分子式为C10H18 , 经催化加氢得到化合物B，B的分子式为C10H22。A与过量的高锰酸钾溶液作用得到以下三种化合物：解得： 2,3-二甲基-2,6-辛二烯 2,6-二甲基-2,6-辛二烯 （3）金属炔化物的生成乙炔银（白色）丁炔银乙炔亚铜（棕红色）鉴别纯化炔烃的方法R-CCHR-CCCuR-CC NaR-CC AgR-CC CuR-CCH + Ag(CN)-2 + OH-R-CC AgR-CCH + A

35、gNO3R-CCH + Cu2(NO3)2NaNH2Ag (NH3)+2NO3Cu (NH3)+2ClHNO3HNO3-CN + H2O纯化炔烃的方法白色 反应很灵敏，现象明显。注意：产物易爆炸，实验结束后要用稀酸处理（分解为原炔烃）。棕红色CH3CH2C CAg +HNO3 CH3CH2C CH + AgNO3 末端炔烃的鉴别 A.碳化钙法B.消去反应制备（1）工业制法乙炔是易爆炸的物质，高压的乙炔，液态或固态的乙炔受到敲打或碰击时容易爆炸。易溶于丙酮。乙炔的丙酮溶液是安全的，故把它溶于丙酮中可避免爆炸的危险。 5.重要的炔烃乙炔（2）性质 为了运输和使用的安全，通常把乙炔在1.2MPa下压

36、入盛满丙酮浸润饱和的多孔性物质（如硅藻土、软木屑、或石棉）的钢筒中。有多种用途，如：合成氯丁橡胶。（3）用途 （二）二烯烃分子中含有两个C=C的碳氢化合物称为二烯烃。通式：CnH2n-2。二烯烃与炔烃互为官能团异构。根据分子中两个C=C的相对位置，二烯烃可分为三类。 1. 二烯烃的分类 2.二烯烃的命名1,4-己二烯1,2-戊二烯2,3-二甲基-1,3-丁二烯 顺,顺-2,4-己二烯或(Z,Z)-2,4-己二烯双烯的命名与烯烃相同，只是在“烯”前加一“二”字，并分别注明两个双键的位置和顺反关系。 练习：命名下列化合物。 1-甲基-1,3-环戊二烯2-甲基-3-乙基-1,3-丁二烯2-甲基-4-

37、乙基-1,4-戊二烯2-甲基-3-异丙基-1,3-戊二烯 3.1,3-丁二烯的结构1,3-丁二烯分子中，碳碳单键键长0.147nm，比乙烷碳碳单键键长0.154nm短，1,3-丁二烯分子中碳碳之间的键长趋于平均化。 共轭体系和共轭效应 （1）-共轭 由电子离域所体现的共轭效应，称为-共轭效应。碳正离子() 烯丙型碳正离子（2） p-共轭 （3）超共轭丙烯分子中的超共轭 这种涉及到轨道与轨道参与的电子离域作用称为超共轭效应, 亦称- 共轭效应。超共轭效应比-共轭效应弱得多。（三）共轭二烯烃的化学性质1.1,2-加成与 1,4-加成 影响1,2-加成和1,4-加成的的因素主要有反应物的结构、试剂和

38、溶剂的性质、产物的稳定性及温度等。一般低温有利于 1,2-加成，温度升高有利于 1,4-加成。极性溶剂有利于1,4-加成。 2.聚合反应 1,3-丁二烯或2-甲基-1,3-丁二烯在Ziegler-Natta催化剂作用下, 主要按1,4-加成方式进行顺式加成聚合, 这种聚合方式通称定向聚合。（亲双烯体有-CHO、-COOH、-CN 等吸电子时反应更易进行） 3.狄尔斯-阿德尔反应（Diels-Alder）CH2CHCH2CH+CH2CH2双烯体亲双烯体（ D-A反应）双烯合成环加成（一） 脂环烃的分类、命名及结构 由碳原子相互连接成环，且具有开链脂肪烃性质相似的环状碳氢化合物。 单环脂肪烃： 小

39、环（C3C4）、普通环（C5C7）、中环（C8C11）、 大环（C11以上），主要了解环烷烃。五、环烃 1. 脂环烃的分类 2.环烷烃的命名在相应烷烃名称前加“环”字，称为“环某烷”。(2)编号：使所有取代基尽可能小。1-甲基环戊烷1,2-二甲基环己烷1-甲基-3-乙基环己烷较优基团后置（较大编号），较小基前置（较小编号）。 1-甲基-2-乙基环己烷1-甲基-3-异丙基环己烷练习：命名下列化合物。1,1-二甲基环戊烷 1,5,6-三甲基-1,3-环己二烯 3.环丙烷的结构 键角60轨道夹角105. 5不等性sp3杂化:形成C-C键sp3杂化轨道具有较多p成分。环丙烷分子轨道图由于角张力作用，使

40、得环丙烷和环丁烷分子稳定性下降，容易发生加成反应使环打开。（二） 脂环烃的物理性质、化学性质 环烷烃的沸点、熔点和相对密度都较含同数碳原子的开链脂肪烃为高。一些环烷烃的物理常数 1.环烷烃的物理性质 2.环烷烃的化学性质 （1）取代反应 （2）氧化反应环丙烷和环丁烷与烯烃相似，易开环进行加成。 加氢 加卤素不能用溴褪色的方法来区别环烷烃与烯烃！1,4-二溴丁烷1,3-二溴丙烷（3）开环反应 加卤化氢 芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢化合物。 芳香二字的来由最初是指从天然树脂（香精油）中提取而得、具有芳香气的物质。 现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状化合物，它们不一定具有香味

41、，也不一定含有苯环结构。 芳香烃具有其特征性质芳香性（易取代，难加成，难氧化）。（三）芳香烃的分类、命名及结构 1.芳香烃的分类 2.结构6中心6电子的环状共轭大键，使电子高度离域，电子云完全平均化，故无单双键之分。 苯的结构（1）单环芳烃：以苯环为母体，烷基作为取代基，并遵循“最低序列”和“优先基团后列出”的原则命名。1-甲基-2-乙基苯 1,3-二甲苯 (间二甲苯)1-乙基-4-丙基苯 3.命名2-甲基-4-苯基戊烷（2）多环芳烃或当侧链较复杂时，也可以把苯环作为取代基。2,3-二甲基-1-苯基-1-己烯（3）芳烃去掉一个氢原子剩下部分为芳基。苯基苯甲基(苄基)2-甲苯基邻甲苯基3-甲苯基

42、间甲苯基4-甲苯基对甲苯基练习：命名下列化合物。 甲苯1,2,3-三甲基苯1,2-二甲基-4-异丙基苯 3-苯基-1-丁炔 3-甲基-3-苯基戊烷 1,2-二甲基-3-乙基苯 苯及同系物：无色液体，不溶于水，可溶于某些有机溶剂如四氯化碳、醇、醚等非极性溶剂。单环芳烃：比重1，具有特殊芳香气味。单环芳烃有毒：损坏造血器官与神经系统。碳氢比较高：1:1，燃烧有黑烟。（四）芳香烃的物理性质、化学性质 1.单环芳烃的物理性质 2.单环芳烃的化学性质封闭大键，不易破裂，虽然不饱和度大，但是比较稳定(离域能大)。苯环不易破裂，不易氧化、加成。苯环上的氢易被取代；侧链的氢上易被取代或氧化。典型:亲电取代 非

43、典型反应(如:催化加氢等)侧链氧化-H自由基卤代单环芳烃苯环 (芳香性) 侧链 （1）取代反应卤素在铁或卤化铁催化下，室温就能与苯发生卤代反应生成卤苯。溴 苯 卤代反应对二溴苯 邻二溴苯甲苯的卤代比苯容易，生成的也是邻对位产物。d. 烷基苯和卤代苯的卤代物主要为邻对位异构体a催化剂：FeCl3 、FeBr3 、AlCl3等b卤素活性：FClBrIc芳烃活性：烷基苯苯卤代苯芳烃的卤素作用小结：苯与浓硫酸和浓硝酸的混合物（也称浓混酸）共热，苯环上的氢原子被硝基（-NO2）取代，这种反应称硝化反应。 硝基苯为黄色油状液体，有苦杏仁味，它可进一步硝化生成间二硝基苯，硝基苯的硝化比苯困难。必须增加硝酸的

44、浓度和提高反应温度。 硝化反应甲苯比苯容易硝化，温度低于50即可进行，反应产物主要是邻硝基甲苯和对硝基甲苯，还可进一步硝化得到2,4,6-三硝基甲苯，即TNT，这是一种猛烈的炸药。邻硝基甲苯 对硝基甲苯2,4,6-三硝基甲苯(TNT)磺化反应芳烃与浓H2SO4作用，芳环上H原子被磺酸基-SO3H取代生成芳磺酸。a. 磺化剂： 浓H2SO4 或 发烟H2SO4b. 底物活性：烷基苯苯苯磺酸 0 43% 53% 4%100 13% 79% 8%烷基化和酰基化反应 在催化剂作用下，芳烃中芳环上氢原子被烷基或酰基取代的反应-又称付瑞德-克拉夫兹反应，简称付-克反应。 b. 常用烷基化剂：卤代烃、烯烃（

45、醇）c. 常用酰基化剂：酰卤、酸酐（酸）d. 芳环上不能连有强吸电基（-NO2、-CN、-COR、-SO2R） a. 常用催化剂：AlCl3、FeCl3、ZnCl2、（HF、BF3、H2SO4） 烷基化反应中的卤代烷如果碳链较长，反应中碳链会发生异构化。例如：丙苯 异丙苯烷基化反应在工业生产上有重要的意义。例如，苯与乙烯反应是工业上生产乙苯的方法。乙苯经催化脱氢后生成苯乙烯，苯乙烯是合成树脂和橡胶的重要单体。 加氯 （2）加成反应 加氢 产物俗称“六六六”，是过去常用的有机氯农药，由于它的残留毒性会引起累积性中毒，我国已禁止使用。苯的加成不会停留在加一分子或两分子氢的阶段，进一步说明苯环中的6

46、个p电子是一个整体。常用氧化剂为KMnO4、浓HNO3、K2CrO4+H2SO4（3）氧化反应 苯不能被高锰酸钾等氧化剂氧化，但苯的同系物能却可以发生侧链氧化。苯环侧链上只要有-H，不论侧链长短，反应的最终产物都是苯甲酸。若无-H，如叔丁苯一般不能被氧化。苯甲酸 顺丁烯二酸酐（顺酐） 目前工业上常采用丁烯或丁烷催化氧化法制顺酐。顺酐是不饱和树脂工业的重要原料。 对苯二甲酸对丙基异丙苯 利用这一性质可以区别苯与苯的同系物。 甲苯或多甲基苯的氧化有重大工业意义。常用氧化剂为空气，催化剂为V2O5或Co2+、Mn2+的羧酸盐。苯甲酸钠是常用食品、饮料防腐剂（国产可乐、雪碧以及火腿中常添加之），易代谢，一般不产生永久毒性。但也有文献怀疑其有致癌作用！ （4）芳烃侧链上的反