烯烃的化学性质
烯烃的化学性质
烯烃的化学性质烯烃是一类含有碳-碳双键的不饱和烃，具有一系列独特的化学性质。
它们在广泛的化学反应中扮演着重要的角色，包括聚合反应、加成反应、环化反应等。
了解烯烃的化学性质对于掌握它们的化学反应机理和应用具有重要意义。
第一部分烯烃的结构和基本性质烯烃的通式为CnH2n，其中n为整数。
它们通常用以下通式表示：R-CH=CH-R'其中R和R'代表烃基，它们可以相同或不同。
双键可以处于不同的位置，例如，丁烯可以具有以下两种结构：H2C=CH-CH2-CH3CH3-CH=CH-CH3烯烃与烷烃相比具有以下基本性质：1. 烯烃比烷烃更不稳定。
由于碳-碳双键中含有一个较弱的π键，烯烃比烷烃更容易发生化学反应。
然而，这种不稳定性也是烯烃广泛应用的原因之一。
2. 烯烃比烷烃的相对分子质量要小，这是由于没有饱和的碳-碳单键所带来的。
3. 烯烃的熔点和沸点通常较低，这使得它们易于挥发和处理。
4. 由于双键的存在，烯烃比烷烃更极性，从而更容易溶解在极性溶剂中。
然而，这也使得它们在空气中更易于氧化，从而稳定性较差。
第二部分烯烃的聚合反应烯烃聚合反应是一种重要的工业化学反应。
聚合反应是指将小分子单体通过共价键连接成高分子化合物的反应。
在烯烃聚合反应中，烯烃分子本身作为单体，通过引发剂或其他催化剂的作用，加入双键反应，形成高分子链。
聚合反应不仅在工业上应用广泛，也是生命体系中最基本的过程之一。
人体中的蛋白质、多糖和核酸等都是通过聚合反应形成的高分子化合物。
1. 自由基聚合反应烯烃自由基聚合是一种重要的聚合反应。
自由基聚合反应通常分为两个阶段：引发阶段和链延长阶段。
引发阶段由自由基引发剂引发。
自由基引发剂是一种可以在加热的条件下向双键直接断裂的化学物质。
断裂后，自由基会将一个氢原子从烯烃分子中夺取，从而生成新的自由基，继续进行反应。
链延长阶段是指自由基不断向分子添加，从而形成更长的链。
通常需要控制温度和催化剂添加速率以控制连锁反应的速率。
烯烃类知识点总结
烯烃类知识点总结一、结构与命名烯烃的结构特点在于分子中存在一个或多个碳-碳双键。
烯烃分子可以是直链烯烃、支链烯烃、环烯烃或者芳香烯烃。
在直链烯烃中，碳-碳双键与链方向成直角，而在支链烯烃中，碳-碳双键与支链方向成直角。
环烯烃是由碳-碳双键连接而成的多环芳烃，而芳香烯烃则是指双键连接在芳香环上的化合物。
烯烃的命名符合一定的规则，以直链烯烃为例，按照IUPAC命名法的规定，将双键中的第一个碳原子所在的碳链称为主链，然后对其进行编号，以使双键取得最小的编号。
接着，需要根据碳-碳双键的位置添加前缀，如1-烯烃、2-烯烃等。
此外，对于支链或环状结构的烯烃，还需要考虑到支链或环状结构的位置以及命名顺序的问题。
二、性质1. 物理性质烯烃具有一些一般的碳氢化合物的物理性质，如挥发性、溶解性等。
其蒸气密度一般小于空气，在水中溶解度一般也较小。
2. 化学性质烯烃的化学性质主要与其碳-碳双键结构有关。
碳-碳双键具有较高的反应活性，在化学反应中往往会发生加成、氧化、还原等反应。
此外，烯烃还具有较强的亲电性和极性，因此能够与许多亲电试剂进行反应。
3. 烯烃的物理化学性质结合烯烃能够发生加成、氧化等反应，还具有比较强的亲电性与极性，因此具有很高的反应活性，往往能够参与许多重要的化学反应，如卤代反应、氧化反应等。
三、合成烯烃的合成方法较为多样，常见的合成方法包括以下几种。
1. 蒸汽裂解蒸汽裂解是一种重要的化学工业生产方法，它是通过将重质烃类化合物在高温下进行裂解，生成轻质的烯烃和烷烃。
在这一过程中，通常需要使用催化剂来调控裂解的反应条件。
2. 石油精制在石油精制过程中，可以通过对原油进行精制处理来分离出烯烃。
3. 化学合成烯烃还可以通过化学合成的方法来生产。
例如，可以通过醇的脱水反应或者氢化反应来合成烯烃。
四、应用烯烃在工业生产和科学研究中有着广泛的应用。
1. 燃料烯烃通常作为燃料使用，因其燃烧能力较强，在航空、汽车等领域有广泛的应用。
烯烃的化学性质和应用
CH3 CH CH3 OSO3H
硫酸氢异丙酯
2.应用：硫酸氢酯是有机合成中重要 H2SO4 H2O
醇的方法---烯烃间接水合法
CH3 CH CH3 OH
④ 与水加成
/ CH2=CH2 + HOH H3PO4 硅藻土 300℃，7 MPa
CH3
CH3CH2OH
H3PO4 / 硅藻土 + HOH CH3CHCH3 CH=CH2 200 ℃，2 MPa OH
+
HBr
+
CH3 CH3 C=C HCH3
+
HBr
过氧化物
CH3 (4) CH3 C= CH2
HOCl
归纳：烯烃的化学反应主要是发生在双键上的， 常见反应如下：
R-CH-CH H
CH-R'
烯烃的加成反应 烯烃的氧化反应 α - H 的卤代反应
目录
１、烯烃的化学性质及其应用 ２、亲电加成反应历程 ３、烯烃的结构
碳正离子的稳定性越大，越易生成.
CH3-C H-CH 3 CH3-CH=CH 2 + H +
(Ⅰ)
+
Br -
CH3-CH-CH 3(主要产物) Br CH3CH2CH2Br(次要产物)
CH3CH2CH2+
(Ⅱ)
Br -
目录
１、烯烃的化学性质及其应用 ２、亲电加成反应历程 ３、烯烃的结构
４、烯烃的制法
５、烯烃的物理性质
６、烯烃的命名和顺反异构
3、烯烃的结构
sp2 sp2 sp2
sp
2
B A
C C
C-C
B A
C=C 610 0.134
chap03-3烯烃的化学性质
3* 为什么不发生自由基加成而发生自由基取代？ 为什么不发生自由基加成而发生自由基取代？ 以溴和丙烯的反应为例说明如下： 以溴和丙烯的反应为例说明如下：
Br2
高温或光照
2Br
Br2 Br CH3CHCH2Br + Br
加成 Br + CH3CH=CH2 取代
CH3CHCH2Br
σ-p超共轭
CH2CH=CH2 Br2 BrCH2CH=CH2 + Br
稳定 p-π共轭
上式表明：反应既能按加成的途径又能按取代的途径进行， 上式表明：反应既能按加成的途径又能按取代的途径进行， 但由于按取代的途径进行时产生更为稳定的自由基， 但由于按取代的途径进行时产生更为稳定的自由基，所以 反应主要按取代途径进行。 反应主要按取代途径进行。
NBS法的烯丙位溴代 NBS法的烯丙位溴代
CH3
C CH3
CH2
(1)O3 (2)H2,Pd
RCH
C R
R
(1)O3 (2)LiAlH4或NaBH4
b. 有机分析上用于分析烯烃的结构
H3C C C2H5 C H CH3
(1) O3 (2) H2O, Zn
通过产物
H3 C C C2H5 O CH3
+
猜测烯烃 结构
O
C H
问题3 问题3－8 p62 有一化合物甲，分子式为C 14， 有一化合物甲，分子式为C7H14，经臭氧化还原水解后得到一 分子的醛和一分子的酮，推测化合物甲的结构 分子的醛和一分子的酮，
ο
制乙醛
O H3C C H CH2 + 1/2 O2 PdCl2-CuCl2 120 С
ο
不能推广 沃克反应
CH3
烯烃的化学性质
烯烃的化学性质烯烃的化学性质很活泼，可以和很多试剂作用，主要发生在碳碳双键上，能起加成、氧化聚合等反应。
此外，由于双键的影响，与双键直接相连的碳原子（α-碳原子）上的氢（α-H ）也可发生一些反应。
一． 加成反应在反应中π键断开，双键上两个碳原子和其它原子团结合，形成两个σ-键的反应称为加成反应。
（ 一） 催化加氢烯烃在催化剂作用下，低温低压既与氢加成生成烷烃。
（ 二） 亲电加成在烯烃分子中，由于π电子具流动性，易被极化，因而烯烃具有供电子性能，易受到缺电子试剂（亲电试剂）的进攻而发生反应，这种由亲电试剂的作用而引起的加成反应称为亲电加成反应。
对电子具有亲和力的试剂叫做亲电试剂。
亲电试剂由于缺少电子，容易进攻反应物上带部分负电荷的位置，由这类亲电试剂进攻而发生发反应称为亲电反应。
亲电试剂通常为路易斯酸。
如： H ＋Br +、Cl +、H 3O +、RC +＝O 、Cl 2、Br 2、I 2、HCl 、HBr 、HOCl 、H 2SO 4、F 3C ─COOH 、BF 3、AlCl 3等烯烃的亲电加成反应历程烯烃的亲电加成反应历程可由实验证明实验说明：1．与溴的加成不是一步，而是分两步进行的。
因若是一步的话，则两个溴原子应同时加到双键上去，那么Cl –就不可能加进去，产物应仅为1，2-二溴乙烷，而不可能有1-氯-2-溴乙烷。
但实际产物中竟然有1-氯-2-溴乙烷，没有1，2-二氯乙烷。
因而可以肯定Cl –是在第二步才加上去的，没有参加第一步反应。
2．反应为亲电加成历程RCH=CHR + H 2RCH 2CH 2RCH 2=CH 2Br 2（水溶液）CH 2-CH 2BrBrCH 2-CH 2CH 2-CH 2BrClClCl无Br Brδδ溴在接近碳碳双键时极化成 ，由于带微正电荷的溴原子较带微负电荷的溴原子更不稳定，所以，第一步反应是Br δ+首先进攻双键碳中带微负电荷的碳原子，形成溴鎓离子，第二步负离子从反面进攻溴鎓离子生成产物（反面进攻的证明见P 142~144）。
烯烃的结构特点、化学性质
15周化学辅导（烯烃的结构特点、化学性质）一、烯烃的结构特点从乙烯的结构知，乙烯的两个C原子、四个氢原子在同一平面上，如果把乙烯中的四个氢原子换成甲基,由于CH2=CH2进行的是SP2杂化，所有原子在同一平面上，－CH3却进行的是SP3杂化，每个C原子处于小四面体的中心，C原子不在同一平面。
此物质中一定在同一平面的C原子有三个。
所以，在烯烃中只有C=C周围原来乙烯的六个原子的位置是一定在同一平面，这往往是考查点，再就是例1、描述分子结构的下列叙述中，正确的是：( ）A、有6个碳原子可能都在同一条直线上B、7个碳原子有可能都在同一平面上C、有6个碳原子可能在同一平面上D、不可能有6个碳原子在同一平面上解析：乙烯的六个原子的位置是一定在同一平面，乙炔的四个原子在同一条直线上。
该结构中的后四个原子确实在一条直线上,但三个必定有键角接近与120°，所以A项不正确，而在中双键两边的碳原子共面，而叁键碳两边的碳原子共直线,所以这六个碳原子共面，而甲基的碳原子不能与它们共面.故本题选C.点拨：乙烯分子中所有原子都在同一平面内,键角为１２０°。
当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。
二、烯烃主要化学性质结构决定性质，由烯烃的结构可以得出含有碳碳双键，双键中的∏键容易断裂而发生加成反应，不稳定易被氧化。
1、加成反应①CH3－CH＝CH2+ H2CH3－CH2－CH3②CH3－CH＝CH2 + Br2 CH3－CHBr－CH2Br③CH3－CH＝CH2+ HCl CH3－CHCl－CH3由反应②得出可使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色,此反应可区别烷烃和烯烃。
同时还可以用来除杂.反应③符合马氏规则，注意方程式的书写。
例2、除去CH4气体中混有的少量乙烯，选用的最佳试剂是（）A、NaOH溶液B、溴水C、浓H2SO4D、酸性KMnO4溶液解析：要除掉甲烷中的乙烯,可以运用两者的性质，即能除掉杂质,但又不能带入新的杂质，乙烯不与NaOH溶液和浓H2SO4反应，故排除A、C；可以与溴水反应，并且可以除掉乙烯，B正确；也能与酸性KMnO4溶液反应，但是反应后可生成CO2，有新的杂质生成。
烯烃的化学性质
烯烃的化学性质烯烃的化学性质很活泼，可以和很多试剂作用，主要发生在碳碳双键上，能起加成、氧化聚合等反应。
此外，由于双键的影响，与双键直接相连的碳原子（α-碳原子）上的氢（α-H）也可发生一些反应。
一．加成反应在反应中π键断开，双键上两个碳原子和其它原子团结合，形成两个σ-键的反应称为加成反应。
（一）催化加氢烯烃在催化剂作用下，低温低压既与氢加成生成烷烃。
（二）亲电加成在烯烃分子中，由于π电子具流动性，易被极化，因而烯烃具有供电子性能，易受到缺电子试剂（亲电试剂）的进攻而发生反应，这种由亲电试剂的作用而引起的加成反应称为亲电加成反应。
对电子具有亲和力的试剂叫做亲电试剂。
亲电试剂由于缺少电子，容易进攻反应物上带部分负电荷的位置，由这类亲电试剂进攻而发生发反应称为亲电反应。
亲电试剂通常为路易斯酸。
如：H＋Br+、Cl+、H3O+、RC+＝O、Cl2、Br2、I2、HCl、HBr、HOCl、H2SO4、F3C─COOH、BF3、AlCl3等烯烃的亲电加成反应历程烯烃的亲电加成反应历程可由实验证明实验说明：1．与溴的加成不是一步，而是分两步进行的。
因若是一步的话，则两个溴原子应同时加到双键上去，那么Cl–就不可能加进去，产物应仅为1，2-二溴乙烷，而不可能有1-氯-2-溴乙烷。
但实际产物中竟然有1-氯-2-溴乙烷，没有1，2-二氯乙烷。
因而可以肯定Cl–是在第二步才加上去的，没有参加第一步反应。
2．反应为亲电加成历程溴在接近碳碳双键时极化成，由于带微正电荷的溴原子较带微负电荷的溴原子更不稳定，所以，第一步反应是Brδ+首先进攻双键碳中带微负电荷的碳原子，形成溴鎓离子，第二步负离子从反面进攻溴鎓离子生成产物（反面进攻的证明见P142~144）。
第一步第二步在第一步反应时体系中有Na+、Brδ+，但Na+具饱和电子结构，有惰性，故第一步只有Brδ+参与反应，因而无1，2-二氯乙烷生成。
烯烃与各种酸加成时，第一步是H+ 加到双键碳上，生成碳正离子中间体，第二步再加上负性基团形成产物。
烯烃的化学性质-1
为主。 ∴丙烯与溴化氢的加成产物以途径（Ⅰ）为主。
例1： ：
C H
2
C = C H C C H
3 3
H + H
+ +
3
+
3
C C C 3 H H C C H H C H
B
-
B C H
3
r B
3 -
- r C C - H
3 3
(主)
B rC H
2
C - H C H
C H2 -
r
3
C H C H
3 3
以丙烯与HBr的加成为例： 的加成为例： 以丙烯与 的加成为例
C H
3
+
H C H C
+ 2 3
B
-
C C
r
C H C H
3 3
C B H r CC HH
2 3
(主要产物)
C H
3
C H = C H
2
+
+ H H C
3
(Ⅰ) 2°C+
H
2
B
-
H
r
C H
2
B r (次要产物)
(Ⅱ) 1°C+
碳正离子的稳定性： 碳正离子的稳定性：
两个p轨道电子形成， π键由 两个p轨道电子形成，较σ 电子离原子核更远， 键（sp3)电子离原子核更远，易和 亲电试剂结合。 亲电试剂结合。
1、催化氢化 、
a.常用催化剂： 常用催化剂： 常用催化剂 • • • Pt (r.t.), Pd (r.t.), Ni (200℃ - 300℃) ℃ ℃ Raney Ni (r.t.) Wilkinson 催化剂：(Ph3P)3RhCl 属于均相催化剂 催化剂：
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一、亲电加成反应 烯烃的加成反应，是π电子与试剂作用的结果。
π键较弱， π电子受核的束缚较小，结合较松散， 因此可作为电子的来源，给别的反应物提供电子。反 应时，把它作为反应底物，与它反应的试剂应是缺电 子的化合物，俗称亲电试剂（electrophilic reagent)。这些物质有酸中的质子、极化的带正电的 卤素如Br δ+— Br δ-等，因此烯烃与亲电试剂加成 称为亲电加成反应 (electrophilic addition reaction)。常用的亲电试剂是卤化氢、水、卤素等。
1°> CH3 •，是同卤化氢反应的进程图，表明了 过渡态稳定性与碳正离子能量高低的一致性。因此， 越是稳定的碳正离子形成越快。
(2)碳正离子的重排 某些烯烃同卤化氢的加成有一些特殊的现象，例
如3，3-二甲基-1-丁烯与氯化氢加成，预期得到2,2二甲基-3-氯丁烷，实际上加成的主要产物是2,3-二 甲基-2-氯丁烷。
叔丁基碳正离子有9个C-Hσ键参与超共轭，因 此最稳定，异丙基碳正离子有6个 C-Hσ键参与超共轭，稳定性次之， 乙基碳正离子只有3个C-Hσ键参 与超共轭，稳定性又低些。
上一章学习的自由基是另一种缺电子的中间体◦ 它与碳正离子的结构类似，也受到C-Hσ键的超共轭
作用而稳定（图4-12)。其稳定性顺序:3°>2°〉
溴 离子的电荷主要集中在氯和溴上，但也有部分正
电荷分散在组成三元环的两个碳上，当两个碳原子不
同时，它们分散的电荷也不等，取代多的碳分散的正
电荷多，更容易被水进攻。例如:第一个反应中的仲碳
正离子和第二个反应中的叔碳正离子都更容易被水进
攻，它们决定了反应的取向，主要产物是带正电的卤
素加在含氢较多的碳上
因此马氏规则也可表述为:带正电性的部分加在含氢 较多的碳上。
6.烯烃的二聚（碳正离子反应） 烯烃可在硫酸或磷酸的催化下转变成二聚的烯烃。 异丁烯在硫酸的作用下生成两个二聚烯烃。
二、催化氢化、催化剂、氢化热及烯烃的稳定性 稀烃在铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)的催化下加氢，
生成相应的烷烃。这是由烯制备烷烃的方法。铂和钯 催化时常温下即可加氢，但成本较高。镍催化性最差， 但价格便宜，近来发现骨架镍 [又称蓝尼（Raney)镍] 具有较强的催化性能，它是由烧碱溶液处理镍铝合金， 溶解铝后得到的催化性能较高的灰黑色多孔状镍粉， 在中压(4〜5MPa)和常温（<100 °C)情况下就能使烯 氢化。
催化剂降低反应的活化能，使反应在较温和的 条件下进行（图3-14)。
1963年有报道，直接观察到简单的碳正离子，
证明了它的平面结构，为碳正离子的存在及其结构
提供了实验依据。
自由基除去一个电子形成一个碳正离子所需要
的能量称为电离势。
碳正离子越稳定，能量越低，形成越容易，加 成速度也越快，可见碳正离子的稳定性决定烯烃加 成的取向。因此，马氏规则从本质上讲为:不对称 烯烃的亲电加成总是生成较稳定的碳正离子中间体。 例如：
碳正离子为什么会同中性的水结合呢？因为碳 正离子是缺电子的，水中氧上的孤对电子 是电 子给予体，它作为一个碱与碳正离子结合。溶液中 的氯负离子也能与碳正离子结合，生成二卤代物。
硼氢化一氧化反应是著名化学家布朗发现的，他 为有机合成作出了突出成绩。[布朗(H.C.Brown) 美国化学家。1912年出生于英国，1936年在芝加 哥大学取得学士学位，1938年又在该校取得博士 学位。为施莱辛格的学生。他发现了著名的硼氢 化反应，除此之外，他还使大量制取二硼烷的方 法取得成功，并由此发现了硼氢化钠及其生产方 法。由于在研究硼氢方面的出色工作，获得1979 年的诺贝尔化学奖，1981年获得美国化学会普里 斯莱奖金化学奖。
怎样解释烷基的这种推电子性呢？与烷基相连 的碳正离子为sp2杂化，它有一空的P轨道，烷基的CHσ键与空的p轨道发生重叠，结果C-H键中的电子部 分离域到空的p轨道中 (图4-11)，分散了正电荷， 稳定了碳正离子。这种电子离域现象称为共轭 （conjugation)。由σ轨道参与的共轭称为超共轭 （hyper-conjugation) 0
这种邻近原子之间的迁移称为1，2迁移（1,2-shift)， 这是常见的迁移。通常把基团的迁移称为重排 （rearrangement)。一般在生成碳正离子中间体的反 应中，相邻有拥挤基团且有生成更稳定碳正离子的可 能，这种1，2重排均可发生。氢也可带着一对电子发 生类似碳的重排，例如：
3.加浓硫酸（烯烃对酸的反应活性） 烯烃与冷硫酸加成生成硫酸氢酯（alkyl hydrosulfate)。
根据马氏规则，异丁烯与溴化氢加成的主要产物 为2-甲基-2-溴丙烷。
碳正离子（carbonium ion)与自由基一样，是
一个活泼中间体。碳正离子带有一个正电荷，最外 层有6个电子。带正电荷的碳原子以sp2杂化轨道与3
个原子（或原子团）结合，形成3个σ键，与碳原子
处于同一平面(图4-9(a))。碳原子剩余的P轨道与这 个平面垂直(图4-9(b))。碳正离子是平面结构。
硫酸氢酯溶于硫酸，所以可用浓硫酸除去烷烃中的 烯烃杂质。
硫酸氢酯进一步水解得醇，这是合成醇的方法。
4.与卤素水溶液的反应
烯烃与氯或溴的水溶液加成，生成a-卤代醇。反
应总的结果相当于加上一个次卤酸分子
,因此
通常称为次卤酸加成。
加成的取向为卤素加在含氢较多的碳上。
为什么会有这样的取向呢，因为中间体氯 离子、
对于不对称烯的加成方向，俄国化学家马尔柯夫 尼柯夫[马尔柯夫尼柯夫（Vladimir Markownikoff， 1839—1904)，俄国化学家，生于高尔基Q 1856年入喀 山大学法律系，为布特列洛夫学生，毕业后留校任教Q 1873年起任莫斯科大学教授，他发现了氢卤酸加在双 键上的位置规律，后人称之为马氏加成规律。]指出： 在不对称烯烃的加成中，氢总是加在含氢较多的碳上。 通常称这个取向规则为马尔柯夫尼柯夫规则，简称马 氏规则。