不饱和烃-PPT课件

第二章不饱和烃根据分子中所含的双键的数目，烯烃可以分为单烯烃、二烯烃和多烯烃。不饱和烃是指分子中含有碳碳双键或碳碳叁键的烃。分子中含有碳碳叁键的烃称为炔烃。分子中含有碳碳双键的烃称为烯烃。第一节单烯烃单烯烃是指分子中含有一个碳碳双键的烯烃。通式为CnH2n单烯烃与碳原子数相同的单环烷烃是同分异构体。一、单烯烃的结构乙烯是最简单的单烯烃，分子式为C2H4，构造式为H2C=CH2。构造式：表示分子中原子的连接方式的结构式1.单烯烃的命名CH2=CH2CH2=CHCH3乙烯丙烯(1)普通命名法（适用于简单的单烯烃）CH2=CCH3CH3CH2=CHCH2CH3正丁烯异丁烯二、单烯烃的命名和同分异构现象（2）.系统命名法i.选主链选择含有双键的最长碳链作为主链，按主链上碳原子的数目称做某烯。ii.主链编号从距双键近的一端开始，侧链均视为取代基。在某烯之前标明双键的位次。iii.其它与烷烃的命名规则相同。3,5-二甲基-2-己烯CH3CHCH2C=CHCH3CH3CH3123456CH3CH3CHCCH2CH3CH212343-甲基-2-乙基-1-丁烯CH3CH3CCH=CH2CH2CH3CH3CH2=CH-CH3CH=CH-乙烯基1-丙烯基（丙烯基）CH2=CHCH2-2-丙烯基（烯丙基）3,3-二甲基-1-戊烯3-甲基环己烯注：烯基的编号从去掉氢原子的碳原子开始烯烃去掉一个氢原子后剩余的部分称做某烯基2．单烯烃的同分异构碳链异构:碳链异构和官能团位置异构统称为构造异构。官能团位置异构:CH3CH=CHCH3CH2=CHCH2CH3CH2=CCH3CH3CH2=CHCH2CH3由于原子的连接方式不同产生的异构叫构造异构（1）构造异构由于双键不能自由旋转，所以当两个双键碳原子各连有两个不同的原子或基团时，产生两种不同的空间排布方式.CH3CCCH3HHCH3CCHHCH3例如2-丁烯：这两种不同空间排布方式的异构体，称做顺反异构体，也称做几何异构体。（2）．烯烃的顺反异构（几何异构）顺式反式沸点3.7℃沸点0.88℃烯烃产生顺反异构的条件：两个双键碳原子上分别连有不同的原子或基团。C=CC=Caaabbcaa例如：下列化合物就没有顺反异构体而下列化合物有顺反异构体：CCabbc3．顺反异构体的命名(顺反命名法、Z、E命名法)两个相同的原子或基团处在双键的同侧，称为顺式；处在双键的异侧，称为反式。C=CCH3CH3HHHHC=CCH2CH3CH2CH3顺-2-戊烯反-2-戊烯当两个双键碳上，连有两个相同的原子或基团时可用顺反命名法命名。（1）顺反命名法（2）Z、E命名法当两个双键碳原子所连接的四个原子或基团均不相同时,采用Z,E-命名法。两个较优基团处在双键的同侧，称为Z式;处在双键的异侧，称为E式。CCCH3CH2CH3CH(CH3)2HCCCH3CH2CH3CH(CH3)2HZ式E式较优基团较优基团较优基团较优基团用Z,E-命名法时，首先根据“次序规则”排序，原子序数大者称为“较优”基团。（1）将与双键碳原子直接相连的原子按原子序数大小排列，原子序数大者为“较优”基团；若为同位素，则质量数的高者为“较优”基团。IBrClSPFONCDH次序规则：如：Br＞ClCH3＞H（2）如果与双键碳原子直接相连的原子的原子序数相同，则依次往下比较，直至比较出较优基团为止。—CH(CH3)2＞—CH2CH3CCCH3CH2CH3CH-CH3HCH3(C.H.H)(C.C.H)较优基团较优基团例如:Z-4-甲基-3-乙基-2-戊烯例如:—C(CH3)3—CH(CH3)2—CH2CH2CH3—CH2CH3—CH2CH3＞—CH3CCCH3CH2CH3CH2CH2CH3H(H.H.H)(C.H.H)较优基团较优基团E-3-乙基-2-己烯H基团_CH=CH2COCOOHCHNCCCH可分别看作：CH2CH2COOOOOHHCHCHCHNCCCNN：（3）当基团含有重键时，可以把它看作是以单键与两个或三个相同的原子相连。(E)-3-乙基-1,3-戊二烯(Z)-3-乙基-1,3-戊二烯Z,E-命名法与顺反命名法所依据的规则不同，彼此之间没有必然的联系。CH2CH3CH2CH3C=CHHHCH3CH3C=CCH3顺-2-戊烯顺-3-甲基-2-戊烯(Z)-2-戊烯(E)-3-甲基-2-戊烯C=CCH3HCH2CH3CH=CH2CH=CH2CH2CH3HCH3C=C(C.C.H)(C.H.H)例如:三、单烯烃的物理性质（自学）四、单烯烃的化学性质单烯烃的主要化学反应如下：R-CH-CHCH-R'H烯烃的加成反应烯烃的氧化反应α-H的卤代反应烯烃在铂、钯或镍等金属催化剂的存在下，可以与氢加成而生成相应的烷烃。1、加成反应（1）加氢RCHCH2+H2RCH2CH3Ni200300C烯烃的催化加氢反应是定量进行的，因此可以通过测量氢气体积的方法，来确定烯烃中双键的数目。注:烯烃催化加氢为游离基型加成机理.（2）加卤素`卤化氢`硫酸`水_亲电加成反应烯烃容易给出电子，因而易受到带正电荷或带部分正电荷的缺电子试剂（称为亲电试剂）的进攻而发生加成反应，称为亲电加成反应①与卤素加成CH3CH=CH2+Br2CH3_CHCH2BrBrCCl4卤素的活性顺序为：氟氯溴碘。实验事实a）将干燥的乙烯通入溴的无水四氯化碳溶液中（置于玻璃容器中）时，不易发生反应。b）若置于涂有石蜡的玻璃容器中时，则更难反应。c）当加入一点水时，很容易发生反应。d）乙烯和溴在氯化钠的水溶液中进行反应，生成1,2-二溴乙烷、1-氯-2-溴乙烷和2-溴乙醇。烯烃和卤素加成的反应历程CH2CH2+Br2CH2CH2BrBrNaCl溶液CH2CH2BrClCH2CH2BrOH++CCHHHHBrBrCCHHHHBr+δ+δ溴鎓正离子+BrBrCCHHHHBr+CCHHHHBrBr烯烃和卤素亲电加成反应历程第一步第二步CCHHHHBr+ClCCHHHHBrClCCHHHHBr+H2OCCHHHHBrOH+H+CH2BrCH2OH加成反应实质上是亲电试剂Br+对π键的进攻引起的，所以叫做亲电加成反应。由于加成是通过离子进行的，故又称为离子型亲电加成反应。②与卤化氢加成CH2=CH2+HXCH3CH2X烯烃与卤化氢的加成也是亲电加成。反应历程快C=C+HX慢X-+HCC+X-+HCC+XHCC卤化氢反应活性顺序为：HIHBrHCl马尔科夫尼科夫规则（马氏规则）：CH3CHCH2123+HXCH3CH2CH2XCH3CHCH3X次要主要不对称烯烃加卤化氢时，氢原子总是加在含氢较多的双键碳碳原子上，其余部分加在含氢较少的双键碳原子上。CH3CCCH3HCH3+HBrCH3CCH3BrCH2CH3不对称的烯烃与卤化氢加成时，可能得到两种不同的产物。XBrCH3CH2CH=CH2HBrCH3CH2CHCH3+醋酸80%+CH3HXCH3马氏规则的解释在多原子分子中，当两个直接相连的原子的电负性不同时，共用电子对偏向于电负性较大的原子，使之带有部分负电荷，另一原子则带有部分正电荷。在静电引力作用下，这种影响能沿着分子链诱导传递，使分子中成键电子云向某一方向偏移，这种效应称为诱导效应。CH3CH2CH2Cl123δδδδδδδδδ+-++δδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδa）从诱导效应解释诱导效应诱导效应的特点（1）诱导效应是一种静电诱导作用，其影响随距离的增加而迅速减弱或消失。诱导效应在沿σ链传递时，一般认为每经过一个原子，即降低为原来的三分之一，经过三个原子以后，影响就极弱了，超过五个原子后便没有了。（2）诱导效应具有迭加性，当几个基团或原子同时对某一键产生诱导效应时，方向相同，效应相加；方向相反，效应相减。CCClClδδ+δ-δ-δ+（3）诱导效应沿单键传递时，只涉及电子云密度分布的改变，不改变键的本性。CCClClδ-δ-δ+δ+诱导效应的强度由原子或基团的电负性来决定。比氢原子电负性（2.1)大的原子或基团表现出吸电子性，称为吸电子基，具有吸电诱导效应，一般用–I表示；比氢原子电负性小的原子或基团表现出供电性，称为供电子基，具有供电诱导效应，一般用+I表示。吸电诱导效应（–I）：-NO2--COOH-F-Cl-Br-I-OHRC≡C-C6H5-R’CH=CR-供电诱导效应（+I）：(CH3)3C-(CH3)2CH-CH3CH2-CH3-丙烯加HBrCH3CHCH2+δδ+H+BrCH3CHCH3Br123甲基是供电子基，使烯烃的π电子偏向1号碳原子（含氢较多的双键碳原子），使其带部分负电荷（δ-），故易与氢离子结合；2号碳原子（含氢较少的双键碳原子）带部分正电荷（δ+），易与试剂的负性部分结合，生成稳定的产物，符合马氏规则。诱导效应对马氏规则的解释：稳定不稳定b）从正碳离子的稳定性解释正碳离子稳定性顺序：3º2º1ºCH3+丙烯加HBr+CH3CH2CH2+CH3CHCH3H++CHCH2CH31212正碳离子越稳定越容易生成，所以此种加成方式为主要方式。带正电荷的碳上连烷基越多，正电荷被分散程度越高，越稳定。伯正碳离子仲正碳离子过氧化物效应（反马氏规则）：CH3CHCH2+HBr过氧化物CH3CH2CH2Br该反应为自由基加成历程。此反应反马氏规则，称为过氧化效应。只有HBr才有过氧化效应。③与硫酸加成烯烃能和浓硫酸发生加成反应，生成硫酸氢酯，硫酸氢酯水解生成相应的醇。CH3CHCH2+HOSO3HCH3CHCH3OSO3HH2OH2SO4CH3CHCH3OH不对称烯烃与硫酸的加成反应，也遵守马氏规则。烷烃中含有少量烯烃可用浓硫酸洗涤除去④与水加成CH3CH2OHH3PO4300℃，7MPaHOH+CH2=CH2硅藻土/硅藻土200℃，2MPaH3PO4HOHCH3CHCH3OH异丙醇+CH=CH2CH3/不对称烯烃与水的加成反应也遵守马氏规则问题与思考2-4完成下列反应式：CH3+H2OH2SO4(1)(2)CH3CH3C=CH2+HBr过氧化物HBr+(3)CH3CH3HC=CCH3(4)+CH3CH3C=CH2HOCl问题与思考2-5写出丙烯与溴的氯化钠水溶液反应的方程式及反应历程。2.氧化反应（1）高锰酸钾氧化CH3CHCH2稀冷KMnO4中性或弱碱性CH3CHCH2OHOH①中性或弱碱性条件下被烯冷高锰酸钾氧化（C=C仅π键发生断裂）酮RRRRCHC羧酸OOCCRH2SO4ROHKMnO4+羧酸CO2OHOOCCRH2SO4RCH=CH2OHOHH2OKMnO4++②被酸性高锰酸钾氧化（C=C均断裂）氧化特点：双键碳连1个H,氧化成COOH2个H，氧化成CO2和H2O无H,氧化成C=O该反应的用途：I.定性鉴别烯烃II.根据氧化产物推测烯烃的结构例如：已知某烯被酸性KMnO4氧化后生成丙酮和乙酸，试推测该烯烃的结构。解析：CH3CCH3OOCCH3OH先写出产物的结构式再去掉氧双键连接起来即可：CH3CCH3+CCH3HCH3CCH3CCH3H可用于推测烯烃的结构CH3CCH3CH21)2)O3Zn/H2OCH3CCH3O+HCHO（3）催化氧化(2)烯烃的臭氧化反应环氧乙烷是重要的有机合成中间体3．聚合反应聚合是烯烃的重要化学反应，这种反应是在催化剂或引发剂的作用下，使烯烃双键打开，并按一定方式把相当数量的烯烃分子连接成长链形大分子，生成的产物称为聚合物，亦称为高分子化合物，反应中的烯烃分子称为单体。聚乙烯nnCH2CH2Al(C2H5)3TiCl4CH2=CH2CH3CH=CH2TiCl4Al(C2H5)3CHC