当前位置:首页 >> 学科竞赛 >>

课件-夏令营-第三部分 烯烃


第六讲
第三部分 烯 烃

王 杰 博士 jiewang@nju.edu.cn 南京大学 化学化工学院 南京大学金陵学院 应用化学系 教授 主任

第一节 烯烃的结构
乙烯的结构
H H C C H

乙烯的所有原子均在同一平面上

H

The s

tructure of ethylene

H H C C H H

C H C C

110 pm 134 pm

∠HCH ∠HCC

117.2° 121.4°

丙烯的结构
丙烯的三个碳原子和双键上的氢原子共面

H H C C H CH3

C C C C

134 pm 150 pm

∠ HC C ∠C C C

121.5° 124.3°

sp2 杂化理论

sp2轨道与p轨道的关系

乙烯的轨道杂化

烯烃双键的结构解释

烯烃双键都是由一个σ键和一个π键组成.

?π键和σ键是不同的,π键没有对称轴,不能自由旋转。
? π 键由两个轨道侧面重叠而成,重叠程度比σ 键小得多,所以π 键不 稳定,易破裂。

?π键的电子云分散在上下两方,易受外界电场影响,易极化,发生反应。
?π键增加了原子核对电子的吸引力,使碳原子间靠得更近,双键的键长 为134pm,比单键短。

烯烃的书写和表达 双键一般用两条短线来表示, 一条代表σ键, 另一条代表π键

H H sp3 C H

H C sp2 CH2

第二节 烯烃的同分异构和命名
烯烃的同分异构现象 烯烃的通式:CnH2n 烯烃的同分异构类型 碳干异构 位置异构 顺反异构

丁烯有3种构造异构体,戊烯有5种构造异构体:

CH3CH2CH CH2 1 - 丁烯

CH3CH CHCH3 2 - 丁烯

CH3 CH3C CH2 2 - 甲基丙烯

CH3CH2CH2CH CH2 1 - 戊烯

CH3CH2CH CHCH3 2 - 戊烯

CH3 CH3CH2C CH2 2 - 甲基 - 1 - 丁烯

CH3 CH3CH CCH3 2 - 甲基 - 2 - 丁烯

CH2

CH3 CHCHCH3

3 - 甲基 - 1 - 丁烯

2-丁烯又有两个顺反异构:

CH3 C C H

CH3 H

CH3 C C H

H CH3

顺 - 2 - 丁烯 cis - 2 - 丁 烯

反 - 2 - 丁烯 trans - 2 - 丁 烯

并不是所有烯烃都有顺反异构现象

两个双键碳原子中任何一个带 有两个相同的取代基,都没有 顺反异构体

a C C a

a b

a C C b

d d

两个双键碳原子各带有不 同的取代基时,都可能有 顺反异构体

a C C b

a b

a C C b

a d

a C C b

c d

烯烃命名的要点
选择一个含双键的最长碳链作为主链
CH3 C CH3 CH CH CH3 CH2 CH3

母体己烯为主链

从距双键最近的一端编号
1

CH3

2

C CH3

3

4

5

6

CH

CH CH3

CH2

CH3

? ?

6

CH3

C CH3

5

4

3

2

1

CH

CH CH3

CH2

CH3

双键位次必须标明,放在烯烃名称的前面

其他同烷烃的命名原则

CH3 C CH3
1 2

CH2

2-甲基丙烯

3

4

5

6

CH3 C CH3
4 3

CH CH CH2 CH3 CH3
2 1

2,4-二甲基-2-己烯

CH3 CH C CH3 CH2 CH3

CH2

3-甲基-2-乙基-1-丁烯

烯基的命名

烯基:烯烃从形式上去掉一个氢原子后剩下的基团

CH3CH CH CH3CH CHCH2 CH2 CH2 CH CH2 C CH3

1-丙烯基

2-丁烯基

2-丙烯基(烯丙基)

1-甲基乙烯基(异丙烯基)

Z、E 命名法
Z : (德文) Zusammen 顺序规则: 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 E : Entgegen

如果与双键碳原子连接的基团的第一个原子相同,则应比较与 第一个原子相连的其他原子的原子序数

几种原子的排列顺序: I > Br > Cl > S > P > O > N > C > D > H

a

c C C d

a C b C

d c

条件: a > b , c > d
b

(Z)构型
H3C C H C H H CH3 H3C

(E)构型

H C C CH3

Example:

(Z)-2-丁烯

(E)-2-丁烯

几种烃基的排列顺序:
(CH3)3C

>

CH3CH2

CH CH3

> (CH3)2CHCH2 > CH3

> CH3CH2CH2CH2 > CH3CH2CH2 > CH3CH2

Example:

H3C C C H3C

H

H3C C C

H

C2H5

H5C2

CH3

(E)-3-甲基-2-戊烯

(Z)-3-甲基-2-戊烯

第三节 烯烃的化学性质
1. 催化氢化
R CH CH2

+

H2

Cat.

RCH2CH3

催化剂 种类:Pt、PtO2、Pd、Pd-C、Ni(Raney Ni) 作用:降低氢化时的活化能

氢化反应的活化能

一些烯烃的氢化热(kJ · mol –1)
化 合 物
CH2=CH2 CH3CH=CH2 CH3CH2CH=CH2 (CH3)2C=CH2 CH3CH2CH2CH2CH=CH2
(CH3)2CH C CH2 CH3

氢 化 热
136.5 125.2 126.0 117.6 126.4
CH3 H

化 合 物
CH3 C C H

氢 化 热
118.9

CH3 C C H

H CH3

114.7 117.6

CH3 C C H CH3

CH2CH3 H H

116.4

C C H CH2CH3

113.9

CH3CH2CH=C(CH3)2 (CH3)2C=C(CH3)2

111.8 110.5

(CH3)3CCH2 C CH2 CH3
113.0

氢化热

不同碳原子数和不同碳架的烯烃的相对稳定性 : CH2=CH2 < RCH=CH2 < RCH=CHR < R2C=CHR < R2C=CR2

2. 亲电加成
A: 与卤化氢的加成

H2C CH2

+

HX

CH2CH2X H

卤化氢活泼性:HI > HBr > HCl

丙烯和卤化氢的反应:

CH3 CH CH2 H X
( 2)

HX

HX CH3 CH CH2 CH3 CH CH2 X H
( 1) 主要产物

区域选择性(regioselectivity)

马氏规则(Markovnikov)*

马尔科夫尼科夫规则:凡是不对称结构的烯烃和不对称结构的酸加成时, 酸的负基X-主要加到含氢原子较少的双键碳原子上

Example:
醋酸

CH3CH2CH CH2

+ HBr

CH3CH2CHBrCH3 80%

(CH3)2C CH2

+

HCl

(CH3)2C CH3 Cl 100%

碳正离子电荷分布与稳定性的关系
带正电碳原子上所连烷基越多,正电荷就越分散,因而也越稳定

H H H

+ C CH2

H C H H C C+ H C H H H

H

H

3个C-H

9个C-H

碳正离子的相对稳定性

CH3 H3C C+ CH3

CH3

H

H

>

H3C

C+ H

>

H3C

C+ H

>

H

C+ H

叔(3°)> 仲(2°) > 伯(1°) > 甲基正离子

+

ClCH3 CH CH3 Cl

CH3 CH CH3 H+ CH3CH CH2
+

异丙基碳正离子( 2°)

CH3CH2CH2

丙基碳正离子( 1°)

过氧化物效应 (Peroxide effect)

CH2=CHCH3

+

HBr

ROOR

CH2CH2CH3 Br

如反应在过氧化物、空气存在下进行,则生成 1-溴丙烷,即反马尔科 夫尼可夫规律产物

B: 卤化反应 (Cl2, Br2)

CH3 CH CH2

+

Br2

CH3 CH CH2 Br Br
1,2-二溴丙烷

卤素的活泼性 : 氟 > 氯 > 溴 > 碘

立体化学(反式加成)
CCl4 73 - 86%

+

Br2

Br H H Br (外消旋体)

3. 氧化反应
A: 用 KMnO4 氧化

碱性或中性条件下得到顺式邻二醇
碱性或 中性介质 3R

3 R CH CH2 + 2 KMnO4 + 4 H2O

CH CH2 + 2 MnO2 OH OH

+ 2KOH

CH3

KMnO4 冷的

CH3

H OH OH

酸性条件下会发生碳链的断裂

R' R

C CHR''

KMnO4 H2SO4

R' R

C O + R''COOH
羧酸 酮

B: 臭氧化反应

CH3CH CHCH3

1. O3 2. Zn,H2O

O 2 CH3C H

CH3 C CH2 CH3

1) O3 2) Zn, H2O

CH3 C O + CH3
丙酮
O

H C O H
甲醛

1) O3 2) Zn, H2O
O

C: 空气氧化

Ag H2C CH2 + O2

CH2 O

CH2

H2C CHCH3 +

O2

CuO/Al2O3 350-400 oC

H2C CHCH2OH

D: 过氧酸氧化

O RCOOOH

RCOOOH O

RCOOOH O

H 1. RCOOOH 2. H+ / H2O H OH MnO4OHH H OH OH OH

第四节 烯烃的制法
1. 一卤代烷脱氢卤酸
KOC(CH3)3 CH3(CH2)15CH2CH2Cl DMSO CH3(CH2)15CH CH2 + HCl 86%
EtOH


CH3CH2C(CH3)2 Br

+ EtOK

CH3CH C(CH3)2 70%

CH3 + CH3CH2C CH2 30%

CH3CH2CH2CHCH3 + EtOK Br

EtOH


CH3CH2CH CHCH3 顺 - 14%, 反 - 41% OEt CH3CH2CH2CHCH3 20%

+ CH3CH2CH2CH CH2 + 25%

2. 醇脱水

酸为硫酸、磷酸和草酸

CH3CH2OH (CH3)2CCH3 OH OH

H2SO4, 170℃ 20%H2SO4, 85℃

CH2 CH2 + H2O (CH3)2C CH2 + H2O 84%

H2SO4, 140℃ 79 - 87%

H

Zaitsev规律

H3C H OH - H2O

CH3 +

CH3

H

major

E1,E2


相关文章:
课件-夏令营-2012第十一讲分析-李来发71-76
课件-夏令营-2012第十一讲分析-李来发71-76_学科竞赛_高中教育_教育专区。“扬子...第三部分 酸碱滴定法 酸碱滴定法是利用酸碱反应来进行滴定的分析方法,又叫中和...
新版11第十一讲分析化学-李来发71-76 2011江苏省南京化学夏令营课件
新版11第十一讲分析化学-李来发71-76 2011江苏省南京化学夏令营课件_理化生_初中教育_教育专区。新版11第十一讲分析化学-李来发71-76 2011江苏省南京化学夏令营课...
烯烃分离课件
烯烃分离课件 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 DMTO 反 应单元 一段吸入罐...3 级 塔底液 污水处理单元 水洗碱洗 丙烯 精馏 塔回 流罐 塔顶气 丙烯冷却...
山东省2013年奥林匹克冬令营试题
浙大暑期化学夏令营课件—... 暂无评价 65页 5财富...第三题 (12 分) 固溶体半导体材料是某些元素半导体...(B)经脱水成为烯烃(C)C8H14,(C)臭氧化然后还原...
华南农业大学有机化学课件 第四章 烯烃
第四章 烯烃 1. 给出下列化合物的构型式 (1)异丁烯 (2)(Z)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯 CH3CH2 C=C CH3 CH3 CHCH3 CH2CH2CH3 CH3 CH3C=CH2 (3)(...
o2011年高中学生化学竞赛山东夏令营试题
搜 试试 7 帮助 全部 DOC PPT TXT PDF XLS ...o2011年高中学生化学竞赛山东夏令营试题_其它考试_资格...(B)经脱水成为烯烃(C)C8H14, )臭氧化然后还原...
■2011化学高考必备课件+练习全套■9-2第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料练习
■2011化学高考必备课件+练习全套■9-2第二节 来自...一部分发生反应生成 w mol C2H6,将反应混合气体完全...试题调研 一种形状像布袋结的烯烃分子 , 状和结构...
秉道教育黑龙江大学2012年综合化学研究生入学考试大纲
高通过率的一站式硕博(保研夏令营-考研-考博)考试...3-3 铁、钴、镍的低氧化态配合物 第二部分 分析...(超共轭 效应) 第3烯烃 3.1 烯烃的结构和命名...
更多相关标签:
烯烃课件 | 雅思口语第三部分 | 十年锦灰第三部分阅读 | 完全家族第三部分链接 | 陈梦妍改编版第三部分 | 错嫁王妃第三部分 | 第三部分花若离枝 | 竹马戏王妃第三部分 |