碳原子的sp杂化

1、第四章 烯烃11碳原子的sp2杂化3键#一、乙烯的结构22实验现象 现代物理手段测得所有原子在同一平面，每个碳原子只和三个原子相连。键角120 测键能： CC 345.6 KJ/mol； C = C 610 KJ/mol 双键的键能不是两个单键键能之和：345.6 * 2 = 691.2 KJ/mol 键长：CC 0.154nm ； C = C 0.134nm3碳胳异构 ： CH3CH2CH=CH2 和 （CH3）2C=CH2位置异构：在烯烃中还有由于双键的位置不同而引起的异构。 CH3CH2CH=CH2 和 CH3CH=CHCH3、构造异构二 、烯烃的异构4*判断依据：两个双键碳原子各带有不

2、同的取代基时，都可能有顺反异构体。ababdabaabcdacad例如：2、顺反异构5三 、烯烃的命名烯基：当烯烃上去掉一个氢原子后剩下的一价基团叫做烯基。3.1烯基63.2 系统命名(和烷烃相似) 母体如是烯烃，一定要选含双键的最长碳链作为主链。 主链编号时需从离双键近的一端开始。 用阿拉伯数标明双键的位置，并放在母体之前。 超过十个碳原子时，烯前要加碳字。7例如：3,3-二甲基-1-丁烯反-2,3-二甲基-1-溴-2-戊烯(E)- 2,3-二甲基-1-溴-2-戊烯(E)-5-甲基-2-溴-2-己烯3.3 顺反异构体的命名83.3.1 顺反命名法顺、反异构现象在烯烃中很普遍，凡是以双键相连的

3、两个碳原子上都带有不同的原子或原子团时，都有顺、反异构现象。如果以双键相连的两个碳原子，其中有一个带有两个相同的原子或原子团，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：9例如：3,3-二甲基-1-丁烯反-2,3-二甲基-1-溴-2-戊烯(E)- 2,3-二甲基-1-溴-2-戊烯(E)-5-甲基-2-溴-2-己烯10 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：次序规则： 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

4、位素则按原子量大小次序排列。 I， Br, Cl, S, P, O, N, C, D, H3.3.2 ,命名法11反之，若不在同一侧的则为（E）构型，命名时在名称前面附以（E）字。 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数，依次类推。按照次序规则（Sequence rule）先后排列。12这是两种不同的命名法。顺、反异构体的命名指的是相同原子或基团在双键平面同一侧时为顺，在异侧时为反。Z、E构型指的是原子序数大的原子或基团在双键平面同一侧时为Z，在异侧时为E。双键平面同一侧时为顺，在异侧时为反。Z、E构型指的是原子序数大的原子或基团在双键平面同

5、一侧时为Z，在异侧时为E。3.3.2 顺反命名与,命名法的区别13醇的脱水卤代烃脱卤化氢邻二卤代烃脱卤素3.3 烯烃的制备14四、 烯烃的物理性质在常温下，C2-C4的烯烃为气体，C5-C16的为液体，C17以上为固体。沸点、熔点、比重都随分子量的增加而上升，比重都小于1，都是无色物质，溶于有机溶剂，不溶于水。15五、 烯烃的化学性质烯烃的化学性质很活泼，可以和很多试剂作用，主要发生在碳碳双键上，能起加成、氧化、聚合等反应。此外，由于双键的影响，与双键直接相连的碳原子（-碳原子）上的氢（-H）也可发生一些反应。161.催化加氢 烯烃在催化剂作用下，低温低压既与氢加成生成烷烃。此反应为顺式加成。

6、烯烃的加氢反应无论是在工业上，还是在研究上都有重要的意义。 172. 加卤化氢 (HX)HX活性： HI HBr HCl HFb. 反应机理碳正离子机理+ HX+ X- 18c. 区域选择性马氏规则RCH=CH2 + HBr+ RCH2CH2Br主马氏经验规律： H加在含氢较多的双键碳原子上，X加在含氢原子较少的双键碳原子上。 实质：由碳正离子的稳定性决定。（共轭效应决定加成 取向）。碳正离子的稳定性：R3C R2CH RCH2CH3+193. 水合符合马氏规则, 碳正离子机理 条件：中等浓度的强酸中，烯烃加H2O生成醇思考：(CH3)2C=CH2 H2O/H+?204. 加卤素（X2）+ B

7、r2CCl4X2 的活性： F2 Cl2 Br2 I2 21CH2=CH2 + BrBr+ Br -+负离子Y -或b. 反应机理： 环状卤鎓 离子机理，反式加成225. 加次卤酸（HOX 或 X2/H2O ，X=Cl、Br）+ Cl2 + H2O+ HCl机理：环状卤鎓离子机理立体化学：反式加成过程：+ BrOH+-+ OH-H2O或OH-或反应遵守马氏规则，因卤素与水作用成次卤酸（H-O-Cl）,在次卤酸分子中氧原子的电负性较强，使之极化成 ，氯成了带正电荷的试剂。236. 烯烃与溴化氢的自由基加成反应 条件：烯烃与HBr在过氧化物存在下加成；机理：自由基机理（加成取向由自由基稳定性决定）

8、注意：仅对HBr有效; 反马规则。当有过氧化物（如 H2O2, R-O-O-R等）存在时，不对称烯烃与HBr的加成产物不符合马氏规则（反马氏取向）的现象称为过氧化物效应。例如： 247. 硼氢化氧化反应（1）硼氢化反应： RCH=CH2 + BH3THF（RCH2CH2）3B加成取向：硼原子主要加在取代基较少，位阻较小的双键碳原子上（位阻大的烯烃可得到二烷基硼或一烷基硼）。反应机理：环状过渡态机理（无重排，无碳正离子）c. 立体化学特点：顺式加成BH3+-+ #H2BH25(2) 硼氢化氧化反应（RCH2CH2）3BH2O2，OH-3RCH2CH2OH例如：(CH3)2C=CHCH3(1) B

9、H3,THF(2) H2O2，OH特点：产物醇为反马氏加成产物，区域选择性和立体选择性都很高，不会发生重排。此反应是用末端烯烃来制取伯醇的好方法，其操作简单，副反应少，产率高。在有机合成上具有重要的应用价值。268. 臭氧化反应（1）O3（2）Zn，H2O+用途：（1）从烯烃合成醛、酮（2）根据产物确定烯烃双键的位置和碳架的构造。CH2=RCHORCH=HCHOR2C=OR2C=例如： 279. 用 KMnO4 氧化a. 酸性介质：生成酮或羧酸或CO2RRC=CHR（1）KMnO4（2）H3O+RRC=O +RCH=CH2（1）KMnO4（2）H3O+RCOOH + CO2 + H2Ob. 碱性或中性介质、稀冷的KMnO4；生成顺式加成的邻二醇过程：KMnO4H2OMnO3- +28反应的用途： 1 鉴别烯烃， 2 制备一定结构的有机酸和酮， 3 推