第三章烯烃和炔烃.docVIP

烯烃和炔烃 授课对象：应用化学、制药工程、化学工程与工艺、药学 学时安排：5-6h 教学目的与要求： 掌握烯烃和炔烃的结构特征和命名；烯烃的顺反异构。 掌握烯炔的化学性质的异同点；烯烃的亲电加成反应和氧化反应; 熟悉烯炔的系统命名规则； 了解立体选择反应和立体专一反应; 了解烯炔烃的物理性质；反应过渡态及反应活化能与反应速率的关系; 二、教学重点 1、烯烃的结构特征:π键的形成和特点；顺反异构的构型标记及次序规则； 2、烯烃亲电加成反应和反应机理，马氏规则及理论解释；烯烃的氧化反应； 3、炔氢的活性； 三、教学难点： 1、烯烃亲电加成反应机理； 2、立体选择反应和立体专一反应的区别； 3、反应过渡态及反应活化能与反应速率的关系； 四、教学方法 讲授法。为突出重点，突破难点，拟采用如下教学方法： 1、关于烃的命名法则因中学的基础较好，应精选例题，边讲边练。 2、对于碳碳双键和叁键的形成和特点,应充分利用模型和课件动画，帮助学生树立立体形象。 3、从实验现象或实验数据出发，引导学生理解亲电加成反应机理，运用诱导效应和共轭效应解释马氏规则。 5、用模型对照说明溴与顺、反-2-丁烯加成的立体化学产物；举例说明立体选择反应和立体专一反应的区别。 五、教 具 电脑、投影仪、Powerpoint课件、球棒模型，教鞭。 六、教学步骤及时间分配 导言： 烷烃分子中各原子均以σ键相连，而烯炔烃分子中分别含有碳碳双键和叁键官能团，均为不饱和烃,双键和叁键均σ键和π键组成。 介绍本章学习的重点要求。 1.1 烯烃 一、结构特征 以乙烯的形成为例，讲解：π键和π电子的概念。 演示：乙烯分子模型，结合键长、键角等参数 强调：双键C——sp2杂化，平面构型；叁键C——sp杂化 与σ键比较，分析π键的特点： ①只能与σ键共存； ②肩并肩重叠，不能自由旋转； ③重叠程度小；键较不稳定，易于极化。 指出：C=C双键和是烯烃的官能团。 二、命名和异构现象 （一）命名 精选2-3个例子，分析命名规则的要点： ①选主链（含双键，最长）； ②编号（近双键，位最小）； ③表达（双键位，要标明） 列举常见的烯基：乙烯基、烯丙基和丙烯基，并指出烯丙基和丙烯基的不同。 指出：英文命名的后缀“ene” 举例说明烯炔的命名规则： （二）异构现象 以C4H6为例，师生共同写出它的所有的异构体，指出哪些是碳链异构体，哪些是位置异构体；重点分析2-丁烯，结合π键的特点（不能自由旋转），说明顺反异构的概念和产生的原因和条件： ①分子中存在限制旋转的因素； ②被限制旋转的两个碳原子上连接两个原子或基团必须不同。 思考：化合物CH3CH=CH2与CH3CH=CH-CH=CHCH3是否存在顺反异构想现象，如有，有几个顺反异构体？ 介绍顺反异构构型的两种标记法，强调：顺、反，Z、E是不同的命名系统。 举例说明：顺反异构体的性质差异，强调生理活性的差异。 练习：写出2，4-庚二烯所有顺反异构体，并用两种方法标记构型。 三、烯烃的物理性质（课后自学） 四、烯烃的化学性质 结构决定性质，紧扣碳碳双键结构特点，重点讲解亲电加成和氧化反应。 （一）加成反应 1、催化加氢（略讲，指出氢化热可解释相似结构化合物的稳定性，如反-2-丁烯比顺式要稳定；存在共轭体系的分子稳定性较大） 2、亲电加成（重点） （1）加卤素 活性：F2＞Cl2＞Br2＞I2（常见加Cl2和Br2） 应用：加溴，鉴别烯烃。 反应机理：以加溴的经典实验现象和结果引出。 ①须在极性条件下进行 ②分两步进行： 第一步，带部分正电荷的溴进攻π电子形成环状溴正离子（是反应中间体）； 第二步，溴负离子从环状溴正离子反面进攻形成产物。 反应特点： ①共价键异裂，产生正、负离子，属于离子型反应； ②第一步为决速步骤，亲电试剂进攻底物，以此称亲电加成反应。溴正离子（通常指Br2）为亲电试剂。 ③溴负离子从反面进攻。 分析：环状溴正离子的构型，电子结构和活泼性，。 示投影：顺、反-2-丁烯与溴的加成 讨论：立体专一和立体选择反应（立体化学的研究结果反证机理的合理性）。 （2）加HX等不对称的试剂 反应活性：HI＞HBr＞HCl 马氏规则：试剂中带正电的部分（H+）主要加到含氢较多的双键碳上。 反应机理：第一步，H+进攻π电子，形成碳正离子（决速步骤）； 第二步，X—与碳正离子结合形成产物（无立体选择性） 分析：碳正离子的构型——平面构型 各级碳正离子的稳定性：叔＞仲＞伯 强调：马氏规则产物的实质：形成较稳定的碳正离子的必然结果。 说明：为什么只有加溴才形成环状溴正离子？ （3）加H2SO4 主要产物：遵循马氏规则， 应用：所得硫酸氢酯可水解得到醇（选择不同取代的烯烃，可得伯、仲、叔醇）；硫酸氢酯溶于硫酸，