第3章 不饱和脂肪烃

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第3章 不饱和脂肪烃

第3章 不饱和脂肪烃

1.4.1.4 加硫酸
烯烃和浓硫酸很容易加成,加成符合马氏规则: CH2=CH2 + HO-SO2-OH → CH3-CH2-O-SO2-OH 硫酸氢乙酯 CH3-CH=CH2+ HO-SO2-OH → (CH3) 2-CH-O-SO2-OH 硫酸氢异丙酯 这个反应可以用来鉴别烯烃和分离烯烃,因为 烯烃与浓硫酸加成后就溶解了.
反应过程中产生了正碳离子Br-CH2-CH2⊕可 以用实验的方法来证明:当在溴水中加入 NaCl时,如果有正碳离子形成的话,那么下 面的三个反应都是可能的: B r B r C H 2 - C H 2 B r
B r C H 2 - C H 2 +
C l O H
B r C H 2 - C H 2 C l B r C H 2 - C H 2 O H
(Ⅲ)
(Ⅰ)和(Ⅲ),(Ⅱ)和(Ⅲ)的碳链结构不同,是碳链 异构(与丁烷的情况类似),我们在烷烃中已经接 触过了.但是(Ⅰ)和(Ⅱ)的碳链是相同的,它们的 不同仅在于碳碳双键的位置不同,即碳碳双键这一 官能团的位置不同,象这种异构现象叫官能团位置 官能团位置 异构.(Ⅰ)和(Ⅱ)之间互称为位置异构体. 异构
三烷基硼
H2O2 (RCH2CH2O)3B H2O RCH2CH2OH + B(OH)3 OH-
简化: RCH=CH2 + BH3 → (RCH2CH2)3B
H2O2/OHH2O
RCH2CH2OH
1.4.1.8 聚合反应
烯烃在催化剂作用下,可以发生分子之间的相 互加成,生成很大的分子——高分子化合物: n CH2=CH2 → [-CH2-CH2-]n n CH3-CH=CH2 → [-CH(CH3)-CH2-]n 生成的产物聚乙烯,聚丙烯都是工业和日常生 活的重要塑料.因此烯烃的聚合反应是有重要 的工业意义. 返回

有机化学第三章不饱和烃

有机化学第三章不饱和烃

4 H +C
+
C
H
H
C
C
H H
H
+
H
C
.C
H H
• 键两部分电子云,象两块面包夹住圆柱型 键。
第三章 不饱和脂肪烃
学问如清泉,越掘越甘甜
(二)炔烃的结构
• 1、叁键上的碳原子以sp杂化。
2 S
2 P
2 Py 2 Pz SP
18O0
+
一个杂化
轨道
第三章 不饱和脂肪烃
学问如清泉,越掘越甘甜
2、乙炔分子中三个 键,2个π键的形成。
1)原子序数大的优先。
• Cl > F > O>N >C >B >H >孤电子对
2) 从离烯碳最近的原子
第二
(第一道弧线上)开始比
较, 如果都相同,依次比 较第二道弧线上的原子; H 3 C
如果还相同, 就比较第三道弧线上的 原子……
C l 第一
弧线
直到有一个优先。
弧线
H
H
H
HH
H
第三
H
弧线
H OH 第三章H不饱和脂肪烃
H+
C
+
C
+ H 三个 键
H
C
C
H
的形成
二个π键
+
的形成
HC
CH
三键的筒 状电 子云
第三章 不饱和脂肪烃
学问如清泉,越掘越甘甜
• 三.烯烃和炔烃的性质
• (一)烯烃和炔烃的物理性质
• 烯烃、炔烃物理性质与烷烃的相似。 ➢均不溶于水。 ➢2~4个碳原子的烯烃、炔烃在室温下为气体,
5~19个碳原子的烯烃在室温下为液体。

第3章不饱和脂肪烃xin

第3章不饱和脂肪烃xin

2. Z/E标记法:——IUPAC命名规则
(1)按原子序数的大小排列,原子序数大的优先
H
Br
CH3
CH3
Br
Cl
H
Cl
优先原子或基团在双键同侧为Z,异侧为E
(2)如果第一原子序数相同时,再比较其次相 连原子的原子序数,大者优先,并依此类推。
I>Br>Cl>S>P>O>N>C>D>H
H3C
H CH3
a
a
CC
b
b
a
c
CC
b
a
判断以下几种化合物有无顺反异构有几种, 并命名。
H C
C CH3
H3C
H
H3C C C CH3
H3C
H
CH2=CH CH=CH CH=CH2 有无顺反异构?
H2C
HC H
CC
H
CH CH2
反-1,3,5-己三烯
顺-1,3,5-己三烯
H3C C C Br
H
CH2CH3
顺or反?
H
C
H3C
H C
CH 3
H
C
H3C
CH 3 C
H
四、烯、炔的化学性质(chemical properties)
1.加成反应 2.氧化反应 3.α-H的卤代反应 4.炔烃的特殊反应
1.加成反应(addition reaction ) (1) 与卤素加成(addition with halogen)
二、烯(炔)的异构现象(isomerism)
如丁烯 C4H8
H3C
H3C
H3C H3C
CH2
CH3

03第三章 不饱和脂肪烃

03第三章  不饱和脂肪烃

不对称烯烃与乙硼烷加成,产物违反马氏规则
H电负性:2.15 B电负性:2.0
⑦与烯烃加成
在酸的催化下,一分子烯烃可以对另一分子烯烃加成,例 如两分子异丁烯可以生成二聚异丁烯。
反应的历程是一分子烯烃的π电子首先与H+结合形成叔丁基正离子,叔丁 基正离子与另一分子烯烃的π电子结合又产生另一个新的碳正离子:
Pd-Pd
或Pd / C Pd / BaSO4
CH3
H
C=C
CH3
H
顺-2-丁烯
CH3CH=CHCH2C≡CCH3

H C H C
H H
现代物理方法证明,乙烯分子的所有原子在同一平面上,每 个碳原子只和三个原子相连。
一、乙烯的结构
2pX 2s 2py 2pz
2、碳原子的sp2杂化
激发 2pX 2py 2s 杂化 2pz
2pX 2py 2s
2pz sp2 sp2 sp2
2p
两个p轨道平行重叠形成 π键
一、乙烯的结构
3、乙烯分子的结构
π键和σ键的区别:

π键没有轴对称,不能自由旋转 π键电子云分散成上下两方,原子核对π电子的束缚力较小 π键的电子云具有较大的流动性,容易受外界电场的影响, 电子云比较容易极化,发生反应
二、烯烃的同分异构和命名
1、烯烃的同分异构现象
(1)碳干异构 (2)官能团位置异构
由于双键位置不同 而产生的异构 (3)顺反异构(几何异构) 由于双键两侧的基团在空间的位置不同而产生顺反异构
二、烯烃的同分异构和命名
2、烯烃的命名



选择一个含双键的最长碳链作为主链(母体烯烃),依主链碳原 子的数目如烷烃一样命名为“某烯”。 从最靠近双键的一端起,把主链碳原子依次编号。 双键的位次必须标明出来,只写出双键两个碳原子中位次较小 的一个,放在烯烃名称的前面。(双键在第一位可以省略) 其他的同烷烃的命名原则。 两个碳原子上的较优基团在双键的同侧者,以字母Z表示,反 之,则以字母E表示。

第3章不饱和脂肪烃

第3章不饱和脂肪烃

1.4.1.1 加氢反应(又称之为催化氢化)
催化剂:Pd、Pt、Ni(需高温) 产物:烷烃
RCH=CHR'
催化剂
H2
RCH2CH2R'
反应可以定量进行,因此可以根据所用的H2气的体积 来定量地分析烯烃。
无Cat. E活 E CH2 CH2 E活 H CH3CH3
一个反应能否进行,并不取决于
加Cat. 反应是放热还是吸热,而是取决于
两个甲基在双 键的不同侧, 叫反式异构体
H CH3
H C C
(Ⅳ)
H CH3
CH3 C
(Ⅴ)
CH3
C
H
这种异构现象叫顺反异构或叫几何异构
产生几何异构体的条件:
I.分子中必须具有限制旋转的因素;
II.满足条件I的两个碳原子必须和两个不 同的原子或基团相连。
H2C=CH-CH2-CH3
H2C C CH3 CH 3
C C + A-B C A C B
象这样的反应叫亲电加成反应。
1.4.1 1.4.2 1.4.3
加成反应 氧化反应 聚合反应
1.4.4
a-H的卤代反应
1.4.1 加成反应
1 . 加氢反应 2 . 加卤素(Cl2、Br2、I2)
3 . 加卤化氢HX (HCl、HBr、HI)
4 . 加水 5 . 加硫酸 6 . 加次卤酸 7. 加烯烃 8. 硼氢化反应
子与水加成,最后脱质子。
CH2=CH2 + Cl2 + H2O HOCl
CH3CH=CH2 + Br-OH
ClCH2CH2OH
CH3CHCH2Br OH
1.4.1.7 加烯烃 * 需要酸催化

有机化学第三章不饱和脂肪烃

有机化学第三章不饱和脂肪烃

Br + CH2 CH CH=CH2
+ BrCH2 CH CH=CH2
BrCH2 CH
+ CH CH2
49
2、Diels-Alder反应(双烯合成反应) 共轭二烯与乙烯或取代乙烯反应生成环状化 合物:
CN + CN
D-A反应的特点: *机理:协同反应,没有中间体; *参与反应的取代烯烃双键上有吸电子基时 有利于反应;
第三章
不饱和脂肪烃(6学时)
本章要点 • 不饱和脂肪烃包括烯烃、炔烃等; • 基本反应有加成反应、氧化反应、聚合反应等; • 亲电加成反应机理; • 键上的诱导效应、共轭效应; • 共轭二烯烃的结构特征与加成反应;
1
第一节 烯烃
• 定义:含碳-碳双键的烃;属不饱和烃 • 单烯烃的通式: CnH2n
RCOOH + R/COOH RCOOH + CO2 + H2O
– 中性、碱性介质或较低温度下:控制的氧化条件,只断 开键;
RCH CHR
/
KMnO4
RCH OH
CHR/ OH
26
⑵ 臭氧化
R1 R2
R3 H
O3
R1 R2 O
O O
R3 H
O H2O R1 O R2
+
O R3 O R2
+
OH
Zn/H2O
C
杂化
5
p轨道与p轨道
重叠形成键
键:p-p
键:sp2-sp2 键的特点:1)垂直于分子平面 2)使双键无法自由旋转
6
C
C
双键碳原子绕键轴旋转将破坏键, 因此室温下不能绕键轴旋转
7
二、 命名和异构

《有机化学》第3章不饱和脂肪烃

《有机化学》第3章不饱和脂肪烃

2-环戊烯基
23
10/31/2019
烯烃和炔烃的命名
衍生物命名法
分别以乙烯和乙炔为母体,其它烯烃和炔烃分别 看成乙烯和乙炔的烷基衍生物,取代基按”次序规 则”放在母体化合物之前。
C H 3 C HC H 2
甲基乙烯
(C H 3)2CC H 2
不对称二甲基乙烯
C H 3 C H 2 CC C H 3
20 cis
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trans
常见烯基 47页
乙烯基(Vinyl)
H2C CH
•丙烯基
HC CHCH3
烯丙基(Allyl-)
H2C CHCH2
•异丙烯基
21
H2C CCH3
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常见炔基
乙炔基 •丙炔基 炔丙基
HC C C CCH3
HC CCH2
22
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CH3 C=C
CH3CH2
CH2CH2CH3 CH2CH3
顺-3-甲基-4-乙基-3-庚烯
E-3-甲基-4-乙基-3-庚烯
48页-49页
33
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有多个双键的要逐个标明构型
CH3
Br
C=C
CH3
H
C=C
H
H
2Z,4Z- 3-溴-2,4-己二烯
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烷烃、烯烃、炔烃的物理常数
lower F
Cl higher C
H lower
(Z )-1-fluoro-2-chloro-1-bromoethene
32
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H3C
CH2CH2CH3
CH3CH2

第三章不饱和脂肪烃-烯烃

第三章不饱和脂肪烃-烯烃
O N Cl O NCS O N Br O NBS
Br NCS CCl4
43
假设a>b,d>e.即a及d分别为较优基团,按上述原 则,则(I)应以Z表示,(II)以E表示
15
(Z)-2-氯-2-戊烯
16
如果烯烃分子中有一个以上双键,而且每个双键 上所连基团都有Z,E两种构型,在必要时则需标出所 有这些双键的构型。如下面化合物的名称应为(2Z, 4E)-2,4-己二烯。
17
28
Markovnikov规则的解释
+ CH3CH2CH2—CH2 一级正碳离子不稳定,因此没有生成 + CH3CH2CH—CH3 + Br – HBr CH3CH2CH CH2 CH3CH2CHCH3 Br
29
碳正离子的稳定性比较:
CH3 H3C + > H3C CH3
CH3 + > H H
CH3 + > H H
形成正碳离子中间体
26
不对称烯烃加卤化氢
CH3CH2CHCH3 CH3CH2CH CH2 HBr Br 主要产物 CH3CH2CH2CH2 Br
27
马氏规律:
在烯烃的亲电加成过程中,试剂的正电荷部分总是加 到含氢较多的双键碳原子上,而负电荷部分总是加在含氢 较少的双键碳原子上。
氢加在含氢较多的碳原子上。
nCH2=CH
催化剂
CH2-CH A
CH3 (丙纶)
A
A= OH (维纶)
n
C6H5(丁苯橡胶)
Cl (氯纶)
CN (晴纶)
H (高压聚乙烯:食品袋薄膜,奶瓶等软制品)
(低压聚乙烯:工程塑料部件,水桶等)
41
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马氏规则
H Br
HBr
RCH=CH 2 + H2O
H+
RCHCH 3 OH
由于碳正离子可以和水中杂质作用,副产物多, 由于碳正离子可以和水中杂质作用,副产物多, 另碳正离子可重排,产物复杂,故无工业使用价值, 另碳正离子可重排,产物复杂,故无工业使用价值, 重排 但合成题中也常用。 合成题中也常用。

CH O
C O O H
Z-E 命名法规定: 命名法规定: 若一个双键碳原子上连接的较优基团与另 一个双键碳原子上连接的较优基团在双键同侧 ,其构型用Z表示,反之用E表示。 其构型用Z表示,反之用E表示。
H3C C Br C Cl
H
H
H3 C C C
CH3 CH2CH3
(Z)1-氯-2-溴丙烯 氯 溴
乙烯在不同压力下可得到密度不同、用途不同的聚乙烯: 乙烯在不同压力下可得到密度不同、用途不同的聚乙烯:
压力
nCH2=CH2
CH2
CH2
n
齐格勒(德国化学家) 齐格勒(德国化学家)
纳塔(意大利化学家) 纳塔(意大利化学家)
齐格勒1949至1953年发明了 高活性络合催化剂, 齐格勒1949至1953年发明了 高活性络合催化剂,对齐格勒 1949 发明的催化剂加以改进,使其适合于聚丙烯的大规模生产, 发明的催化剂加以改进,使其适合于聚丙烯的大规模生产,产品 广泛用于汽车、化工、包装、建筑、医疗、农业、食品等工业。 广泛用于汽车、化工、包装、建筑、医疗、农业、食品等工业。 他们于1963年共同获得诺贝尔化学奖。 1963年共同获得诺贝尔化学奖 他们于1963年共同获得诺贝尔化学奖。
CH3 CH3 CH3 CH3 C CH3
R3C+ > R2C+H > RC+H2 > C+H3
CH
CH3
CH2
CH3
在有机反应中,中间体愈稳定,反应愈容易进行。 在有机反应中,中间体愈稳定,反应愈容易进行。 如:
+
H 3C C H C H 3
X H3CCHCH3 X
CH3CH=CH2
H+
H3CCH2CH2
第六节 烯烃的自由基加成反应
烯烃与溴化氢在过氧化物或光照下作用(反马氏加成) 烯烃与溴化氢在过氧化物或光照下作用(反马氏加成)
过氧化 物
RCH=CH2 + HBr
RCH2CH2Br
RCH
CH 2
Br
RCHCH 2Br RCHCH 2 Br
RCH2CH2Br
第七节
乙 烯
乙烯为石油裂解产生的 气体, 气体,是一种十分重要的工 业原料。乙醇、乙醛、乙二 业原料。乙醇、乙醛、 醇、环氧乙烷等很多重要有 机物都是以乙烯为主要原料 制成的, 制成的,所以乙烯的产量是 衡量一个国家工业水平的重 要标志之一。 要标志之一。
重要的烯基的名称: 重要的烯基的名称:
CH2=CH CH3CH=CH CH2=CHCH2 乙烯基 丙烯基 烯丙基 CH2=C CH3 CH2 亚甲基 异丙烯基
第三节 烯烃的化学性质
π键
C
C
C
C
一、烯烃的加成反应
加成反应:指π键破裂,双键碳原子与试剂形成 加成反应: 两个新σ键的反应。
B
C C A—B
RCH=CH2+ H2SO4
RCHCH3 OSO3H
硫酸氢酯
O HO S OH O
二、烯烃的氧化反应
1、KMnO4氧化
CH3CH=CH2
冷 KMnO4 OH-
CH3 CHCH2 + MnO2
OH OH
(紫红) 紫红)
(棕色) 棕色)
实验室的鉴别反应!!! 实验室的鉴别反应!!!
烯烃与酸性或热的KMnO 碱性溶液作用: 烯烃与酸性或热的KMnO4碱性溶液作用:
例如:OH, C6H5, Cl 等
B
A+
亲电试 剂
例如:H, NO2, X 等
二、烯烃的亲电加成反应历程
H C C
+
C=C
+H
+

X
-
H X C C
(
C
C
H+ )
请看HX 请看HX亲电加成反应历程 HX亲电加成反应历程
有机反应决定步骤的解释: 有机反应决定步骤的解释:
按照电学规律, 按照电学规律,带电体的稳定性是随着电荷的 分散程度增大而增大的。 分散程度增大而增大的。
例如: 例如: 溶液作用,得到CH 某烯烃与酸性 KMnO4溶液作用,得到CH3COCH3, COOH, 试推测其结构。 HOOCCH2CH2COOH,CO2 和 H2O,试推测其结构。
(CH3)2C=CHCH2CH2CH=CH2
2、臭氧化
O C=C + O3 C O
O C O C O + H2 O Zn C=O + O=C
> CH2=CH2 未取代
反式烯烃比顺式烯烃稳定的原因
萨巴蒂埃发明了金属粉末有机 合成催化剂, 合成催化剂,并研究了有机化合物的 加氢方法, 加氢方法,使油脂中的不饱和脂肪酸 加氢,变成饱和脂肪酸, 加氢,变成饱和脂肪酸,为油脂工业 的发展奠定了基础。 1912年获得诺 的发展奠定了基础。于1912年获得诺 贝尔化学奖。 贝尔化学奖。 萨巴蒂埃( 法国化学家) 萨巴蒂埃( 法国化学家) 今天人们品尝到的美味 人造奶油, 人造奶油,得益于萨巴蒂埃 的研究成果。 的研究成果。
Cl H 优 H O C H
CH 2 Cl C =C CHCH 3 C OH
=C
CH 3
C H
H H
3、如果取代基是不饱和基团,则可认为与 如果取代基是不饱和基团, 双键或叁键碳原子直接连有两个或 叁个 相同的原子。 相同的原子。
O H CH 2 OH C H
C CH
2
C C
=C
=C
CH=CH

C C C C C H
现代聚乙烯工厂一角 齐格勒发明的催化剂使聚乙 烯的生产摆脱了高压复杂生产条 可以在常压下进行, 件,可以在常压下进行,大大简 化了工艺。 化了工艺。
第一节 烯烃的异构和命名
烯烃结构特点 : 碳碳双键-----C=C 双键的两个碳原子都是sp2杂化
H
0.134nm C C
121 。
H
118。
H 0.107nm 乙烯
H
一、烯烃的异构
1、碳链异构: 碳链异构:
CH3CH2CH=CH2 b.p. -6.3℃ ℃ CH3C=CH2 CH3 -6.9℃ ℃
4 3 2 1
CH3
3、把取代基的位置、名称,双键的位置加在 把取代基的位置、名称, 母体名称之前。 母体名称之前。
CH2CH2CH3 CH3CH2CH2C=CHCH3
3-丙基 己烯 丙基-2-己烯 丙基
CH3 CH3CCH=CH2 CH3
3,3-二甲基-1-丁烯 二 - 3,3-二甲基丁烯 二
三、烯烃的立体异构命名法
C O
H H
H (1 ) O 3 C= (2 ) Z n /H 2 O H
C =O
H R
(1 ) O 3 RCHO C= (2 ) Z n/H 2 O
R' R
(1) O 3 C= RCOR' (2) Zn /H 2 O
(1) O3 CH3CH2CH=CH2 CH3CH2CHO+HCHO (2) Zn/H2O
2、位置异构: 位置异构:
CH3CH2CH=CH2 CH3CH=CHCH3
3、顺反异构: 顺反异构:
H3C C H 顺-2-丁烯 - C
CH3 H
H3C C H 反-2-丁烯 -
-105.5℃ ℃
H C CH3
m.p.
-138.9℃ ℃
所有的烯烃都有顺反异构???? 所有的烯烃都有顺反异构????
(E)- 3-甲基-2-戊烯 甲 戊
Z、E命名和顺或反的命名不是一一对应的关系
H3 C C H C
CH3 CH2CH3
CH3 C H (Z)-2-丁烯 - - C
CH3
H
(E)- 3-甲基-2-戊烯 甲 戊
(顺)
(顺)
Z、E命名法优点较多,现已在文献和书籍中普遍应用。 命名法优点较多,现已在文献和书籍中普遍应用。
——
δ B
诱导效应
常见的给电子基团: 常见的给电子基团: —C(CH3)3,—CH(CH3)2,—CH3 CH(
常见的吸电子基团: 常见的吸电子基团: C=O, OH, F3C—,—NO2,—C=O,—OH,—X
δ
δ
CH3
CH
CH2
R
δ δ CH = CH2 + H+X-
RCHCH 2 X H
马氏加成
1、顺或反的命名
A B
A C=C

A B

B C=C A
B
相同基团在同侧---------顺 顺 相同基团在同侧 相同基团在异侧---------反 相同基团在异侧 反
CH3 C H C
H
H3 C C C H
CH3 CH2CH3
CH3
反-2-丁烯 -
顺-3-甲基-2-戊烯 甲 戊
2、Z、E命名法 、Z、E命名法 主要原则——“顺序规则” 顺序规则” 主要原则 顺序规则 (1)按直接连在双键碳上原子的原子序数大小 按直接连在双键碳上原子的原子序数 原子的原子序数大小 排列,原子序数大的排在(优先基团); 排列,原子序数大的排在(优先基团); 原子序数小的排在后。 原子序数小的排在后。
2、加卤反应 :
CH2=CH2 +Br2 CCl4
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