《脂肪烃和脂环烃》PPT课件.ppt

1、1，有机信息网站，电子邮件：yjhx _ password :yjhxkj，2，有机化学，3，第5章脂肪族和脂环族烃，1。烷烃2、烯烃3、共轭二烯4、炔烃5、聚合和合成橡胶6、脂环族烃7、脂环族和脂族烃的制备4、烃：分子中只含有两种元素，碳和氢，即烃、脂族烃、脂族烃、芳香烃和环烃。烷烃，烯烃，炔烃，炔烃，5，1，烷烃CnH2n 2，1，烷烃的物理性质：熔点，常温常压，直链烷烃：0.1 MPa)，C1C4:气体，C17:固体，C5C16:液体，6，1。直链烷烃的物理性质。分子间力(范德瓦尔斯):诱导力、静电引力、分散力(烷烃=0)，而：分散力中的共价键数(即CC、CH)，(2)相邻同系物的沸点差

2、(b.p)，随着m的增加，b.p降低，7。解释：2 .支链烷烃的物理性质。说明：分散力很接近。(2)支链数目相同：对称性越高，沸点越高；沸点的判断方法a:碳原子数多，沸点高；b:碳原子数相同，支链多，沸点低；c:支链数量相同，对称性好，沸点高；3.熔点(m.p)，1直链烷烃，9，大分子量m，高熔点(C3之后)。可以看出，熔点随着碳数的增加而增加；对于奇数c，熔点增加很少。两条曲线是“偶数向上和奇数向下”。在晶体中，分子间力不仅取决于分子的大小，还取决于晶体中晶格排列的对称性。碳原子数均匀的碳链具有良好的对称性和紧密的晶格排列。11，具有许多分枝和低熔点(不利于晶格的紧密排列)。例外：对称性好，

3、熔点高；高度对称异构体熔点m.p直链异构体。4.相对密度：分子量增加，密度增加，但1；树枝多，密度低。烷烃的异构体，12，5.2烷烃的化学性质，13，5.2烷烃的化学性质，14，5.2烷烃的化学性质，15，2，卤化过程：16，氧化反应：在分子中引入氧原子或减少氢原子，还原反应：在分子中除去氧原子或增加氢原子汽油的辛烷值和抗震爆炸的问题，辛烷，异辛烷(2，2，4-三甲基戊烷)，1。碳链越长，抗震能力越差，辛烷值2越低。分枝越多，抗震能力越好，辛烷值3越高。双键和三键越多，抗震能力越低，辛烷值越高。正庚烷的冲击能力设置为0。异辛烷的冲击能力设定为100，因此汽油的冲击能力为95。异辛烷加正庚烷，异

4、构化：直链，支链，5.3异构化和裂化反应，18，5.3异构化和裂化反应辛烷值增加：支链较少的烷烃转化为支链较多的烷烃。19、裂解反应：在隔绝空气的条件下，烷烃在(500700)下发生热分解反应，使碳碳键或碳氢键断裂，从而得到小分子量的烃。如果裂化是在催化剂存在下进行的，这种反应称为催化裂化反应，相应的温度可以稍微低一些。5.3异构化和裂化反应，20.5.4烯烃的物理性质，与烷烃的区别：不同碳原子的电负性：三键碳原子，双键碳原子，饱和碳原子。顺式-反式异构体：沸点b.p顺式(3.5)反式(0.9)，21，顺式异构体极性较弱，分子间偶极-偶极力大于反式。熔点为m.p反式(-105.5)顺式(-13

5、9.3)，反式异构体具有良好的对称性，在晶格中排列紧密。22，烯烃的亲电加成反应和烯烃与HX的不对称加成反应符合马尔科夫尼科夫法则。HX对烯烃加成的相对活性：5.5，烯烃的化学性质：23，碳正离子的重排：碳正离子的稳定性：24，(主)，重排过程：重排原子：h，CH3，r，苯等。25，加成反应的立体化学：结论：产物为外消旋物。5.5、烯烃的化学性质，26、自由基加成反应的过氧化物效应，由于过氧化物的存在，烯烃加成的取向发生变化的现象称为过氧化物效应，也称为Kharasch效应。27、间接水合反应，没有使用价值。反应过程类似于上述5.5烯烃的化学性质，28。乙醇、乙醛、乙酸和乙酸乙酯的工业生产，烯

6、烃直接水合生产醇需要在酸催化下进行(常用的酸是硫酸或磷酸)。5.5烯烃的化学性质，29，结论：烯烃将直接水合，除乙烯外，其它烯烃将得到仲醇或叔醇(间接水合有相同的规律)。30，亲电加成反应过程中，卤素对不饱和烃加成的反应性：F2 Cl2 Br2 I2，氟对不饱和烃的加成极其激烈，而碘对不饱和烃的加成则更加困难。因此，添加卤素通常指添加氯和溴。31，无顺式产物，中间体，反式-2-丁烯，32，公认的反应过程：该反应的关键步骤是由攻击引起的，因此，这是一个亲电加成反应。33，注意：次卤酸中的电荷分布？根据马尔可夫定律，在产品34中可能存在重排产品。烯烃的亲电加成概述：5.5烯烃的化学性质，35，5.

7、6硼氢化反应和氢汞化反应，1。硼氢化反应，硼烷与键的加成反应，称为硼氢化反应，常用试剂：36。上述两个反应结合成硼氢化氧化反应。硼氢化反应的取向和立体化学，5.6硼氢化反应和氢汞化反应，37，反应的最终结果：氢原子被加到含氢较少的双键碳原子上，其反应取向在表面上是“反马尔可夫规则”。但事实上，它符合马尔可夫规则。说明：烯烃的所有硼氢化氧化将产生伯醇。5.6硼氢化和氢汞化，38，加成取向：39，炔烃也可以进行硼氢化：40，单烷基炔烃的硼氢化氧化产物是醛；二炔的硼氢化氧化产物是酮。41，2。加氢汞化-脱汞反应，总结果相当于烯烃与水的加成反应，符合马尔可夫规律，具有反应速度快、条件温和、位置选择性好

8、、无重排、产率高等特点。42，烯烃催化加氢催化剂铂，钯，镍，顺式加成。烯烃氢化是一种放热反应，称为氢化热。各种烯烃的稳定性可以通过氢化热值来测量。43，435)-828=-129 kJmol-1。因此，催化氢化是放热反应，而烯烃的催化氢化。44.首先，反应能自动进行吗？需要澄清的问题：烯烃的催化氢化；45.催化加氢的反应机理：一般认为是在催化剂表面进行的，也称为表面催化。反应过程可以表述为：常用催化剂：铂、钯、镍等。烯烃的催化氢化，46。3.催化加氢反应性：1。烯烃与炔烃的反应性：炔烃(线性分子，易于吸附)烯烃。这个分子既含有CC又含有CC，会得到什么产物呢？结论：该反应优先发生在三键上。氢化

9、热和烯烃的稳定性：1摩尔不饱和烃催化氢化释放的热量称为氢化热。不饱和烃的加氢热越大，原始不饱和烃分子的内能越高，不饱和烃的相对稳定性越小。从能量图可以看出，烯烃的顺反异构体的稳定性是反顺的(它们之间的能量差为4.2 kJmol-1)。(2)连接双键碳原子的烷基越多，氢化热越小，稳定性越高。因此，烯烃的稳定性顺序为：49。显然，烯烃催化加氢的相对活性应为：乙烯取代的乙烯-二取代的乙烯-三取代的乙烯-四取代的乙烯；4.催化氢化的立体化学：大多数烯烃的催化氢化是顺式氢化。然而，催化剂、溶剂和压力会影响顺式氢化产物和反式氢化产物的比例。例如，50，th，反应过程：51，N-溴代琥珀酰亚胺，思考：两种产

10、品的比例？烯烃的氢卤化和52-卤化是自由基取代反应。当-烯烃的烷基碳原子数为2时，通常会有重排产物。这里有两个问题值得讨论：烯丙基重排，53，1。溴化剂NBS是如何工作的？研究表明，NBS作为溴化剂需要引发剂，反应是由浓度恒定且很低的溴进行的。常见的引发剂是过氧化物，如过氧化苯甲酰。低浓度溴来自NBS中痕量的Br2或HBr。重组是如何进行的？可以看出，上述产物只有不同的双键位置，并被重排为烯丙基重排或烯丙基重排。烯烃的氧化烯烃的氧化可以通过高锰酸钾或臭氧来氧化，并且氧化产物根据烯烃结构和反应条件的不同而不同。用稀冷高锰酸钾氧化生成顺式二醇。氧化OsO4也是类似的反应。当用酸性高锰酸钾氧化烯烃时

11、，碳-碳键被破坏，根据烯烃的结构，羧酸、酮或二氧化碳可以通过氧化产生。58，因为高锰酸钾的紫色褪色，棕色二氧化锰在反应后沉淀，它可以用来鉴定不饱和键的存在。该反应可用于预测原始烯烃的结构。烯烃氧化，59，2。臭氧化反应：臭氧化分解反应除碳碳双键外，其他官能团很少反应，也很少重排，因此碳碳双键的位置和原始化合物的结构可以从产物的结构中推断出来。请想一想：如果不加入锌粉水解会发生什么？烯烃氧化，60。烯烃和过氧酸之间形成1，2-环氧化物的反应变成环氧化。烯烃的氧化。环氧化：61。常用过氧酸：62。工业生产方法，烯烃氧化，63。5.6共轭二烯的性质根据两个双键的不同位置，二烯可分为三种类型：累积二烯

12、：CH2=C=CH2丙烯是非常不稳定的共轭二烯：CH2=CH-CH=CH2 3-丁二烯分离二烯： CH2=CH-CH2-CH=CH2 1，4-戊二烯类似于分离双键，64二烯和共轭体系，1。共轭二烯的结构，注意键长的变化！65，1，3-丁二烯分子中的所有原子都在同一平面上，稳定的构象为顺硫和反硫，能量差为10.513.0KJ/mol，活化能差为26.829.3KJ/mol。S-顺式-S-反式、二烯和共轭体系中，66，1，3丁二烯分子中的所有四个碳原子都是sp2杂化的，并且每个碳原子都留有一个垂直于键所在平面的P轨道，并且该轨道的对称轴彼此平行并且从侧面彼此覆盖。因此，不仅C1和C2、C3和C4形

13、成键，而且C2和C3也有部分双键，从而构成，二烯和共轭体系，67，分子轨道理论也可以得到同样的结果：二烯和共轭体系，68，分子轨道理论认为束缚电子的运动范围延伸到包括四个碳原子的整个分子轨道， 分子轨道1和2的叠加不仅增加了C1和C2、C3和C4之间的电子云密度，还增加了C2和C3之间的电子云密度，具有部分双键的性质。 (2)共轭二烯的稳定性是由于分子中共轭的存在，额外的共轭可以提高分子的稳定性，这可以从烯烃的加氢热值反映出来。共轭二烯烃的加氢热值较低，二烯烃和共轭体系70同时加入2ml H2，但释放的加氢热不同，这只能归因于反应物的能量不同。这种能量差异通常被称为离域能或共轭能，它是由电子的

14、离域引起的，是共轭效应的一种表现。离域能量越大，系统能量越低，化合物越稳定。二烯和共轭体系，71，对，共轭体系。例如，除了具有非共享电子对的中性分子外，正离子、负离子或自由基可以形成p-共轭系统。烯丙基阳离子烯丙基阳离子烯丙基基团，72，3，共轭模的性质亲电取代和氧化反应可以发生。此外，它还显示出一些特殊的性质。(1) 1，2-加成和1，4-加成，-80，40，80%，80%，动力学，热力学，73，1，2-加成产物，1，4-加成产物，1，4-加成是如何发生的，74，因此，在第二步反应中，1，4-加成产物，1，2-加成产物，75，(2)为什么在第一步反应中氢没有带部分负电荷攻击C3？反应中间体的

15、稳定性是：烯丙基碳正离子，对-，共轭-，对-超共轭，1，4-加成如何发生，76。共轭二烯的亲电加成主要是1，2加成还是1，4加成取决于其结构和反应条件。一般来说，有以下规律：(3)影响加法模式的因素，77。为什么低温有利于1，2加成，高温有利于1，4加成？低温下产生的产物比例取决于反应所需的活化能。反应所需的活化能越小，越容易克服能量障碍，反应速度越快，即低温下碳正离子和溴的负离子化，中子的加入是不可逆的，反应受动力学或速度控制，因此1，2的加入在低温下占主导地位。78.当温度升高时，反应物粒子的动能增加，活化能垒不足以阻碍反应的进行。此时，化学平衡是决定最终产物的1，2-加成和1，4-加成势能图的主要因素。对于两个相互竞争的可逆反应，当达到平衡时，每个产物的量取决于产物的稳定性。1，4加成产物的超共轭效应强于1，2+79，因此1，4加成产物是主要的超共轭产物。结论：温度的升高有利于1，4的添加。影响添加模式的因素80，试剂的极性增强，这使得试剂的离子化趋势更大。为什么溶剂或试剂的极性增强有利于1，4的添加？例如：溶剂极性的增强有利于试剂的极化。反应物结构的影响可以从产物的稳定性来考虑。影响加成方式的因素，82，与二烯和亲二烯体反应，Z是吸电子基团，反应是顺式加成。(2)二烯合成(狄尔斯-阿尔德反应)该反应是