大学有机化学第三章烯烃综述课件.ppt
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- 大学 有机化学 第三 烯烃 综述 课件
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1、第三章第三章 烯烃烯烃 3.1 烯烃的构造异构和命名3.2 烯烃的结构3.3 E/标记法次序规则3.4 烯烃的来源和制备 3.5 烯烃的物理性质3.6 烯烃的化学性质 3.7 重要的烯烃 3.1 烯烃的构造异构和命名 分子中含碳碳双键或碳碳叁键的烃叫不饱和烃。含一个碳碳双键的开链烃叫单烯烃,简称烯烃。通式通式为CnH2n 官能团官能团为C=C键3.1.1 3.1.1 烯烃的构造异构烯烃的构造异构:(1)碳链(碳干)异构(2)官能团位置异构3.1.2 烯烃的命名(系统命名)(1)选择一个含双键的最长的碳链为主链。(2)从最靠近双键的一端起,把主链碳原子依次编号(3)双键的位次必须标明出来,只写双
2、键两个碳 原子中位次较小的一个,放在烯烃名称的前面。2,4-二甲基-2-己烯(4)其他与烷烃相同3.2 3.2 烯烃的结构烯烃的结构 3.2.1 3.2.1 乙乙烯的结构烯的结构 实验事实:仪器测得乙烯中六个原子共平面:CCHHHH0.1330nm0.1076nm116.6。121.7。(1)杂化轨道理论的描述)杂化轨道理论的描述 C2H4中,C采取sp2杂化,形成三个等同的sp2杂化轨道:sp2杂化轨道的形状与sp3杂化轨道大致相同,只是sp2杂化轨道的s成份更大些:sp3sp2 为了减少轨道间的相互斥力,使轨道在空间相距最远,要求平面构型(三个sp2轨道在同一平面)并取最大键角为120:1
3、20。C3个s p 杂 化轨道2取最大键角为1 2 0 。未参加杂化的p 轨道与3个s p 杂 化轨道2垂直(sp2杂化碳)CCCCHHHHCCHHHHCC故乙烯中C=C键,一条代表键,另一条代表键键碳原子的sp2杂化轨道头碰头重叠形成,键电子云分布在两个碳原子之间;键由碳原子的p轨道肩并肩侧面重叠而成,键电子云分布在分子平面的上下方。其他烯烃分子:碳碳双键与乙烯一样,其余部分与烷烃一样。键的特性:键的特性:键不能自由旋转。键键能小,不如键牢固。碳碳双键键能为611KJ/mol,碳碳单键键能为347JK/mol,键键能为611-347=264K/mol键电子云流动性大,受核束缚小,易极化。键易
4、断裂、起化学反应。键易断裂、起化学反应。3.2.2 3.2.2 烯烃的顺反异构现象烯烃的顺反异构现象键键是轴对称,而键键是面对称,当转动碳碳键时,键被破坏,需要的能量至少为键键能,约需500的高温。因此,当双键碳上连有不同基团时,就会产生顺、反异构。C=CHCH3H3CHCH3C=CH3CHH顺-2-丁 烯I反-2-丁 烯I Im.p-105 C。m.p-132 C。:()()2-丁烯:(1)顺反异构体构造相同,原子或基团在空间排布方 式(构型)不同,属于构型异构或立体异构。(2)每个双键碳原子连接两个不同的原子或基团才有 顺反异构CCabaaCCabbaCCadbaCCcdba存在顺反异构体
5、无顺反异构体(3)(3)顺反命名法顺反命名法两个双键碳上相同的原子或原子团在双键的同一侧者,称为顺式,反之称为反式。例:顺式,两个甲基位于双键的同侧;反式,两个甲基位于双键的异侧。CCCH3CCCH3HHHCH3HCH3 3.3 Z-E3.3 Z-E标记法标记法次序规则次序规则问题:C=CH3CBrClHC=CH3CHClBrCH3C=CH3CHHC=CHCH3H3CH顺-2-丁烯反-2-丁烯?后两个的化合物的构型如何命名?3.3.1 Z-E3.3.1 Z-E标记法标记法(1 1)依次对双键碳原子上所连接基团排序。依次对双键碳原子上所连接基团排序。(2 2)双键碳)双键碳C1C1与与C2C2上
6、序数大的基团在同侧为上序数大的基团在同侧为Z,Z,在不同在不同 侧为侧为E E。CCcbbaCCdcba(E)-构型(Z)-构型abcd Zusammen(共共同同)Entgegen(相反)(相反)3.3.2 次序规则(1)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,把大的排在前面,小的排在后面,同位素则按 原子量大小次序排列。I,Br,Cl,S,P,O,N,C,D,H(2)如果与双键碳原子连接的基团第一个原子相 同而无法确定次序时,则应看基团的第二个 原子的原子序数,依次类推。按照次序规则 (Sequence rule)先后排列。例如:-CH(CH3)3 -CH2CH3 -CH3
7、 又例如:CHHClCCOOCHOClCCCCl(3)含有双键和叁健基团,可认为连有二个或三个 相同原子HC CH2CC(C)HHH(C)12CCH3CH3HC1(C,C,H)C2(C,H,H)12C1(C,C,H)C2(H,H,H)根据以上规则,常见基团优先次序如下所示:I Br Cl SO3H F OCOR OR CH3CH2CH3CH(CH3)2CH2CH2CH3C=C(H,H,C)CC(C,C,H)(H,H,H)CC(C,H,H)C=CCH3CH2CH2CH3CH2CH=CH2CCH(H,H,C)C,(H,H,C)C(H,H,H)C,(H,H,C)CC(C,C,C)C(C,C,H)Z-
8、3-甲基-4-异 丙 基-3-庚烯Z-举例:举例:CCCH3HCH2CH2CH3CH3CH2CH3CH2CHCClBr(E)-1-氯-1-溴-1-戊烯(Z)-3-甲基-2-己烯3.4 3.4 烯烃的来源和制法烯烃的来源和制法(自学)自学)3.5 3.5 烯烃的物理性质(自学)烯烃的物理性质(自学)3.6 3.6 烯烃的化学性质烯烃的化学性质烯烃的双键中烯烃的双键中键易断裂,导致烯烃易发生加成、氧键易断裂,导致烯烃易发生加成、氧化、聚合反应。化、聚合反应。加成反应加成反应:烯烃的双键中烯烃的双键中键断裂,双键的二个碳键断裂,双键的二个碳 原子与其它原子(或原子团)结合,形成两个原子与其它原子(或
9、原子团)结合,形成两个键。键。HClClBrC=C顺-1,2-二氯-1-溴乙 烯E-1,2-二氯-1-溴乙烯注意注意:Z,E-命名法不能同顺反命名法混淆。3.6.1 3.6.1 催化加氢催化加氢催化剂催化剂:铂、钯、镍氢化热氢化热:一摩尔烯烃催化加氢放出的能量。不同结构的烯烃氢化热不同,氢化热越小,该烯烃越稳定。应用应用:1、判断烯烃稳定性 2、测定双键数目 3、油脂硬化 3.6.2 3.6.2 亲电加成反应亲电加成反应 烯烃双键上的电子云流动性相对较大,易变形,容易受到电试剂的进攻。亲电试剂:在有机反应中能攻击带负电的原子(通 常是碳原子)并最终接受该原子的一对电子的 试剂(本身是带正电或部
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