有机化学 第三章 单烯烃

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1、第三章单烯烃3.1烯烃的结构3.1.1碳碳双键的组成3.1.2π键的特性3.2烯烃同分异构和命名3.2.1烯基与炔基3.2.2烯烃的命名衍生命名法(2)系统命名法3.3.3烯烃顺反异构体的命名(1)顺,反–标记法(2)Z,E–标记法3.4烯烃物理性质3.5烯烃化学性质3.5.1加氢3.5.2亲电加成与卤素的加成(2)与卤化氢加成Markovnikov规则(3)与硫酸加成(4)与次卤酸加成(5)与水加成(6)硼氢化反应(7)羟汞化–脱汞反应3.5.3亲核加成3.5.4氧化反应(1)环氧化反应(2)高锰酸钾氧化(3)臭氧化(4)催化氧化3.5.5聚合反应3.5.6α–氢原子的

2、反应卤化反应氧化反应(3)炔烃的鉴定3.6烯烃和炔烃的工业来源和制法3.6.1低级烯烃的工业来源3.6.2乙炔的工业生产(1)电石法(2)部分氧化法3.6.3烯烃的制法(1)醇脱水(2)卤代烷脱卤化氢3.6.4炔烃的制法(1)二卤代烷脱卤化氢(2)端位炔烃的烷基化不饱和烃炔烃(alkynes)烯烃(alkenes)含有碳碳重键的化合物烯烃的通式：CnH2n炔烃的通式：CnH2n-2官能团乙烯环己烯乙炔3.1烯烃和炔烃的结构3.1.1碳碳双键的组成2p2s1s基态1s2p2s激发态2p1ssp2sp2杂化态－电子跃迁－－杂化－图3.1sp2杂化轨道形成过程示意图每个sp2杂

3、化轨道含1/3s轨道成分，含2/3p轨道成分。图3.2一个sp2杂化轨道sp2杂化的碳原子的几何构型为平面三角形。没有参加杂化的p轨道垂直于三个sp2杂化轨道所在的平面。图3.3sp2杂化的碳原子三个sp2杂化轨道在同一平面上，其轨道间对称轴的夹角为120°。在乙烯分子中，每个碳原子都是sp2杂化。C－Hσ键的形成:sp2–sp2交盖C－Cσ键的形成:sp2-1s交盖一个C－Cσ键和6个C－Hσ键共处同一平面。图3.4乙烯的结构C－Cπ键的形成：垂直于sp2杂化轨道所在平面且相互平行的2个p轨道进行侧面交盖，组成新的分子轨道——π轨道。处于π轨道上的一对自旋相反的电子——

4、π电子。由此构成的共价键——π键。在π键中，电子云分布在两个C原子所处平面的上方和下方。图3.5乙烯分子中的π键3.1.2碳碳三键的组成sp杂化态sp2p1s激发态1s2p2s基态2p2s1s－电子跃迁－－杂化－图3.6sp杂化轨道形成过程示意图每个sp杂化轨道：50%的s轨道的成分，50%的p轨道的成分。在sp杂化的碳原子中，两个sp杂化轨道对称轴间的夹角为180°,未参与杂化的两个p轨道的对称轴相互垂直，且均垂直于sp杂化轨道对称轴所在直线.sp杂化的碳原子的几何构型是直线形。在乙炔分子中：C－Ｃσ键的形成:sp–sp交盖C－Hσ键的形成:sp–1s交盖三个σ键，其对

5、称轴处于同一直线上。图3.7sp杂化轨道在乙炔分子中，π电子云分布在C－Ｃσ键的四周，呈圆柱形。2个π键的形成：2p–2p交盖成键的两个C原子上各有2个相互垂直的2p轨道，其对称轴两两相互平行，进行侧面交盖，形成2个π轨道。每个成键轨道上均有一对自旋相反的电子π轨道上的一对电子——π电子3.1.3π键的特性碳碳双键不能自由旋转π电子云具有较大的流动性，易于发生极化。图3.8乙炔分子的结构图3.9乙炔分子比例模型图3.10乙炔π键的电子云分布3.2烯烃和炔烃的同分异构(isomerisminalkenesandalkynes)C5H8:1–戊炔3–甲基–1–丁炔2–戊炔C4

6、H8:1–丁烯2–甲基丙烯2–丁烯碳架异构官能团位次异构构造异构C＝Ｃ双键不能自由旋转；每个双键上碳原子各连有两个不同的原子或基团。立体异构：烯烃的顺反异构顺–2–丁烯反–2–丁烯2–丁烯顺–2–丁烯反–2–丁烯图3.112–丁烯顺反异构体的模型3.3烯烃和炔烃的命名(nomenclatureofalkenesandalkynes)3.3.1烯基与炔基常见的烯基和炔基：乙烯基(vinyl)烯丙基(allyl或allylicgroup)丙烯基(propenyl)异丙烯基(isopropenyl)乙炔基(ethynyl)炔丙基丙炔基3.3.2烯烃和炔烃的命名(1)衍生命名法以

7、乙烯和乙炔为母体将其它烯烃分别看作乙烯和乙炔的烷基衍生物YY：原子或基团取代基按“次序规则”，放在母体之前甲基乙烯不对称二甲基乙烯甲基乙基乙炔异丙基乙炔(2)系统命名法确定母体选择含碳碳重键在内的连续最长碳链作为母体，根据其碳原子的个数称“某烯”或“某炔”。编号使碳碳重键的编号最小；重键的位次用重键碳原子中编号最小的表示。指出取代基的位次、数目、名称此步骤与烷烃同。当碳原子数超过10时，称“某碳烯”或“某碳炔”。2–乙基–1–戊烯4–甲基–3–乙基环庚烯4,4–二甲基–2–戊烯12345–十一碳烯2–甲基–3–己炔3.3.3烯