第三章烯烃和炔烃.ppt

第三章 烯烃和炔烃(Alkene and Alkyne) 第一节烯烃(Alkene) 第二节　 炔烃(Alkyne) 如用酸性KMnO4溶液或加热，则KMnO4的紫红色溶液褪为无色溶液，烯烃先氧化为邻二醇，然后继续氧化为羧酸或酮。反应可以用通式表达如下： ★利用KMnO4溶液的颜色变化，可鉴定不饱和烃。 2．臭氧氧化 将含有臭氧的氧气通入液态烯烃或烯烃的非水溶液，能迅速地生成臭氧化物。臭氧化物易爆炸，一般不把它分离出来而直接加水水解，水解产物为醛或酮。 小结：烯烃π键的电子云受原子核的束缚较小，易于极化，且密度较高，分布于分子所在平面的上下方，易于受亲电试剂的进攻发生亲电加成反应，同时还可以被多种氧化剂氧化 。当不对称烯烃与不对称试剂加成时，产物遵循马氏规则。当不对称烯烃在过氧化物存在下与HBr反应时，产物是反马氏的。烯烃在弱氧化条件下， π 键断裂，一般氧化物为邻二醇化合物；在强氧化条件下， π 键断裂的同时，σ键也断裂，烯烃氧化为小分子的酮或酸。 六、共轭烯烃 二烯烃（dienes）是含有两个双键的不饱和烃，开链二烯烃的通式为CnH2n-2。二烯烃有三种类型。★隔离二烯烃（isolated diene）　　　  两个双键被两个或两个以上的单键隔开，成为孤立的双键，所以此类二烯烃又称为孤立二烯烃。由于两个双键相隔较远，相互间影响很小，其性质与单烯烃相似 ★累积二烯烃（cumulated diene）　 两个双键连在同一个碳原子上，如丙二烯及其衍生物 ★共轭二烯烃（conjugated diene）　 两个双键被一个单键隔开，如1，3-丁二烯 ★二烯烃的命名： 选择含有两个双键的最长链作为主链，其编号及其它命名原则都与一般烯烃的命名原则相同。如： 七、共轭二烯烃的性质 共轭二烯烃具有一般烯烃的化学通性，如能发生加成、氧化、聚合等反应，但加成反应的速度更快。除此之外，共轭二烯烃还能发生一些特殊的反应，我们以1，3-丁二烯为例说明如下。 （一）1，2-加成与1，4-加成 （二）、狄尔斯-阿尔德（Diels-Alder）反应 * 教学要求：掌握：烯烃、炔烃的结构；烯烃、炔烃的异构及命名；诱导效应、共轭效应的概念及其在有机化学中的应用；烯烃、炔烃的主要化学性质；共轭二烯烃的特殊性质。 熟悉：烯烃、炔烃的物理性质；烯烃加成的立体选择反应和立体专一反应；正碳离子的结构。 了解：二烯烃的分类；部分天然存在的共轭烯烃的结构；医用高分子材料及富勒烯的概念。 一、单烯烃的结构 烯烃是分子中含有碳-碳双键（烯键）的烃。含有一个双键的开链烃，称为 s单烯烃，其通式为CnH2n。它比相应的烷烃少两个氢原子，属于不饱和烃。 最简单的单烯烃是乙烯 。其结构如下： 乙烯分子中碳原子为sp2杂化,两个碳原子各以一个sp2杂化轨道“头碰头”地重叠形成一个碳-碳σ键（sp2-sp2），其余的sp2杂化轨道与氢原子的s轨道重叠，形成四个碳-氢σ键（sp2-s），五个σ键在同一平面上。每个碳原子余下的未参与杂化的2pz轨道，其对称轴相互平行， “肩并肩”地侧面重叠，形成碳-碳π键。碳-碳双键是由一个σ键和一个π ★乙烯分子键长及键角见下图： ★π键的存在使得双键不能自由旋转，因为旋转的结果会使两个p轨道的平行关系破坏，以致于不能重叠 。 π键旋转致使π键断裂 综合前面所学的内容，将σ键和π键的特征总结如下： 小结：烯烃的官能团碳碳双键是由一个σ键和一个π键构成的，由于π键的存在，双键不能自由旋转，π键的活性较σ键高，易断裂。 二、单烯烃的异构现象和命名 （一）单烯烃的命名单烯烃的命名与烷烃相似，其命名原则为：（1）选择含有双键在内的最长碳链为主链，按主链碳原子的数目命名为某烯。（2）编号从靠近双键端开始，双键的位次以双键碳原子的编号中较低的一个表示，把它写在母体名称之前，并用半字线隔开。当不可能发生误会时，也可以不注明位次。烯烃的英文名称是将相应的烷烃英文名称的后缀-ane写成-ene。其中英文名称的书写方式与烷烃相同。例如 烯烃去掉一个氢原子剩下的集团称为烯烃基，几个重要的一价基有： （二）烯烃的异构现象及其异构体的命名 烯烃的异构现象较烷烃复杂，除具有碳链异构外，还具有位置异构和顺反(几何)异构，碳链异构和位置异构都属于构造异构。 1．构造异构以丁烯为例，它有三个异构体 Ⅰ与Ⅱ的碳链骨架相同，但双键位置不同，称为位置异构；Ⅰ与Ⅲ、Ⅱ与Ⅲ之间互为碳链异构。 2．顺反异构 由于烯烃分子中存在着限制碳原子自由旋转的双键，故烯烃分子同环烷烃一样存在着顺反异构。顺反异构和对映