炔烃的异构和命名乙炔基庚
11
二、炔烃的异构和命名
若双键和叁键处在相同的位置时，优先使双键位置的编号 最小。
戊-1-烯-4-炔 pent-1-en-4-yne
己-1-烯-3,5-二炔 hexa-1-en-3,5-diyne
12
12
二、炔 多者为主链。
丁二炔 butadiyne
8
二、炔烃的异构和命名
炔烃分子中去掉一个氢原子后剩余部分称为炔基。
乙炔基 ethynyl
丙炔基 1-propynyl
炔丙9 基 2-propynyl
9
二、炔烃的异构和命名
链状烃在选择主链时，取决于链长，而不是不饱和键。
4-乙炔基庚烷 4-ethynylheptane
分子中含有碳碳叁键的烃称为炔烃（alkynes）， 含有两个碳碳双键的烃称为二烯烃（alkadienes）。
它们都比含相同数目碳原子的烯烃少两个氢原子， 所以通式都是CnH2n-2。
分子式相同的炔烃和二烯烃互为同分异构体。
三、举例
目录
第一节 炔烃的结构和命名 第二节 炔烃的物理性质 第三节 炔烃的化学性质 第四节 炔烃的制法及在医药领域的应用 第五节 二烯烃的分类和命名 第六节 共轭二烯的稳定性 第七节 共振论 第八节 共轭二烯烃的化学性质
第四章 炔烃和二烯烃
南京中医药大学 房方
一、要点导航
1．掌握炔烃、共轭二烯烃的结构、分类、命名及主 要化学性质。
2．熟悉炔烃、共轭二烯烃的异构，π-π共轭效应及 共轭二烯烃的稳定性。
3．理解共振论的基本内容，动（热）力学控制对反 应产物的影响。
4．了解炔烃的制法及其在医药领域的应用。
二、炔烃和二烯烃
5-乙炔基庚-1,3,6-三烯 5-ethynylhepta-1,3,6-triene
13
13
二、炔烃的异构和命名
对于简单的炔烃也可用衍生物命名法，以乙炔为母体。
异丙基乙炔 isopropylethyne
乙烯基乙炔 vinylethyne
二甲基乙炔 dimethy14lethyne
14
4-乙炔基-5-乙烯基辛-4-烯 10 4-ethynyl-5-vinyloct-4-ene
10
二、炔烃的异构和命名
如果分子中的最长碳链同时含有双键和叁键时，编号时要使碳 碳双键和叁键的编号之和为最小。书写时先烯后炔，并将重键的 位次编号一律置于相应的烯、炔前。
戊-3-烯-1-炔 pent-3-en-1-yne
第四章 炔烃和二烯烃
第一节 炔烃的结构、异构和命名
6
6
一、炔烃的结构
乙炔分子结构示意图：
乙炔分子中的键长和键角：
7
7
二、炔烃的异构和命名
与烯烃相同，“烯”改为“炔”。
戊-1-炔 pent-1-yne
位置异构 碳架异构
3-甲基丁炔 3-methylbutyne
炔烃不存在 顺反异构
8
戊-2-炔 pent-2-yne
炔烃的结构和命名
(1) CH3C CCHCH2CH2CH3
CH3
4 － 甲基－2－庚炔
(2) CH3CHC CCHCH2CHCH3
CH3
CH3 CH3
2，5，7 － 三甲基－3－辛炔
(3) CH3(CH2)5C CCH2CH2CH3 (4) CH3CH2CHC CCH3
4 － 十一炔
CH3
4 － 甲基－2－己炔
化妆品化学
化妆品化学
01 炔烃的结构
习题一：推导同分异构体
➢ 推导C6H10的所有同分异构体。
化妆品化学
01 炔烃的结构
习题一：推导同分异构体
➢ 推导C6H10的所有同分异构体。
① ②③
④⑤
（ 1） C C C C C C （ 2） C C C C C
⑥ （3）C C C C C
C C
⑦
（4）C C C C
化妆品化学
02 炔烃的命名
习题二：给下列炔烃命名
(1) CH3C
CCHCH2CH2CH3 CH3
(2) CH3CHC CH3
CCHCH2CHCH3 CH3 CH3
(3) CH3(CH2)5C
CCH2CH2CH3 (4) CH3CH2CHC CH3
CCH3
化妆品化学
02 炔烃的命名
习题二：给下列炔烃命名
炔烃的结构和命名
1
目
2
录
01 炔烃的结构
➢ 分子中含有碳碳三键（C≡C）的不饱和烃称为炔烃。 ➢ 炔烃的通式为CnH2n－2（n≥2），与二烯烃同分异构。
化妆品化学
01 炔烃的结构
一、炔烃的结构
1、直线构型
➢ 乙炔是最简单的炔烃，分子式为C2H2，其构型为直线。
炔烃
炔烃（CnH2n-2）
一、炔烃的分子结构 ( 以乙炔为例 )
碳的杂化：
杂化 2s 2p sp 2p
sp3
sp2
sp
H
C
C
H
sp杂化的碳原子含有较多的S成分 （50%），电负性较sp2、sp3强。
二、异构和命名 ＊异构 ：
官能团异构、碳链异构、位置异构。
＊命名：
原则与烯烃相同，但分子中同时含叁键和双键时：
1、结构（以 CH2=CH - CH=CH2 为例）
H H
———
C
C H
H
———
———
C
C
H H
H H
———
形成大π键 ↓ π 电子离域 ↓
H H
0.135 C CH
0.135 CH C 0.148
键长趋于平均化
↓ 共轭体系
2、共轭效应
在1,3－丁二烯中四个p轨道相邻且平行，
互相交盖，π电子不再局限于两个碳原子之 间运动，而离域到整个体系，使键长平均化， 内能降低，这样产生的效应叫
碳相连的氢容易给出而具有酸性。
1、金属炔化物的生成
CH CH + Ag(NH3)2NO3 AgC CAg↓
CHBiblioteka CH +Cu(NH3)2 Cl
CuC
CCu ↓
Na CH CH NH3(l) CH CNa
Na NaC
190～220℃
CNa
注意：
H R R C C C C C C H H R AgC RC CAg CAg
CO2 + H2O
RC
CH
RCOOH + CO2 + H2O
炔烃的结构与命名
CNa
n-C4H9Br
HC
CCH2CH2CH2CH3 89%
HC
CH3CH2CH2Br CH3CH2CH2C CNa
CCH2CH2CH3
60~66%
二、从偕二卤以及邻二卤经脱卤化氢合成
1、从偕二卤脱卤化氢合成
X C X H C H KOH / ROH X C C H KNH2
C C
PCl5 苯/吡啶 RCOR1
3-甲基-1-戊炔
4-甲基-2-戊炔
5-甲基-3-庚炔
同时含有三键、双键的化合物的命名：
（1）、选择含有三键和双键的最长碳链为主链，称为烯炔； （ 2 ）、主链的编号遵循主链中双键、三键位次最低系列原则；
（3）、通常使双键具有最小的位次。
CH3CH=CHC≡CH
3-戊烯-1-炔
CH2=CHC≡CCH3
二、碳原子的SP杂化和三键的形成
激发 2p 2s 2s 2p sp
杂化 p
py
pz sp
sp
180°
两个 sp 的空间分布
三键碳原子的轨道分布图
H
C
H
乙炔的电子云
三、C≡C C=C C-C 的比较 碳的杂化 C≡C SP C=C SP2 C-C SP3 夹角 键能(KJ/mol) 键长(Å) 1800 837 1.20 1200 611 1.34 109.50 346 1.54
X C X
X
X2 = Cl2,Br2
反应的立体化学是反式加成。
Br2/Et2O -20℃ CH3C≡CCH3 Br2/Et2O 25℃
Br CH3
C C BrBr
CH3 Br
CH3-C-C-CH3 Br Br
大学有机化学课件炔烃
炔烃加水也符合马氏规则
O
R–C–CH3
甲基酮
只有乙炔水合得乙醛; 端基炔水合得甲基酮; 非末端炔烃 两种酮的混合物。
3、硼氢化反应 (了解)
炔烃的硼氢化反应, 可以停留在含双键的阶段为顺式构型。
CCHHH3C3
CCCHC3
(BCHH3)32
BCCHH33COCOH CCHC3 H3C BC
3H
H3
O CH3CH2C–CH3
CH≡CNa + CH3CH2Br
Na
CH≡CH
HBr
CH2＝CH2
H2 林德拉催化剂
CH≡CH
7、聚合反应 (略)
CH2 CH CH C CH
7 6 54 3 2 1
CH2=CH-CH-CH=CH–CH =CH2
C CH3
C CH
CH2
5-乙炔基-1, 3, 6-庚三烯 2-甲基-3-乙炔基-1,4-戊二烯
二、物理性质
1、炔烃分子短小、细窄, 在液态及固态中彼此很靠近, 分子间作用力强, 故熔点、沸点和密度较大。
反应、聚合反应, 但也有一定特殊性。 CH3–CH3 50
sp杂化控制电子的能力更强, 亲电加成反应稍慢于双键.
1、还原反应
1）催化加氢 (不同催化剂, 不同产物)
① 高活性催化剂 (Ni、Pt、Pd等) (生成烷烃)
H2
H2
R C CH 催化剂 R CH CH2 催化剂 RCH2CH3
CH3CCCH3 +H2 Pt CH3CH2CH2CH3
CH3 H
硼氢化的产物用酸处理, 可得顺式烯烃。
末端炔硼氢化的产物用碱性过氧化氢氧化生成醛。
R
H
RC≡CH
05炔烃
sp的特点
① sp的形状类似于sp3和sp2，呈葫芦形 ②sp的能量介于s和p轨道之间； ③方向性：两个sp杂化轨道在同一条直线上；
④剩余的两个未参与杂化的p轨道，互相垂直，且均与两个sp 杂化轨道所在的直线垂直。
5）电负性： sp3 < sp2 < sp
(5) 总结 •碳碳叁键是由一个 键和两个 键 组成. •键能—乙炔的碳碳叁键的键能是:837 kJ/mol; 乙烯的碳碳双键键能是:611 kJ/mol; 乙烷的碳碳单键键能是:347 kJ/mol. •C-H键长—和p轨道比较, s轨道上的电子云更接近原 子核.一个杂化轨道的s成分越多,则在此杂化轨道上的 电子也越接近原子核.由sp杂化轨道参加组成共价键 , 所以乙炔的 C-H 键的键长 (0.106 nm) 比乙烯 (0.108 nm)和乙烷(0.110nm)的C-H键的键长要短. •碳碳叁键的键长—最短(0.120 nm),这是除了有两个 键,还由于 sp 杂化轨道参与碳碳键的组成.
CH3 Br C=C H H
(3) 和水的加成 CHCH + H2O
H2SO4 HgSO4
HO H2C=CH
RCCH + H2O
记住反应 条件！
H2SO4 HgSO4
H 分子重排 CH3-C=O 乙醛 OH O 分子重排 R-C=CH2 R-C-CH3 烯醇式化合物 酮
为什么发生重排? CH2=C-OH CH3-C=O H H •乙 醛 的 总 键 能 2 7 4 1 kJ/mol 比 乙 烯 醇 的 总 键 能 2678kJ/mol大,即乙醛比乙烯醇稳定. •由于两者能量差别不大 (63kJ/mol),在酸存在下 ,它们中 间相互变化的活化能很小.
(3) 乙炔的键
炔烃的结构structure
4、炔化物的生成 1>、 RC ≡ CH 有弱酸性，其酸性比醇、水 弱；比烷、氨强。 2>、 RC≡ CH与Tollen's reagent 作用时有 白色沉淀生成。与氯化亚铜氨溶液作用时 有棕色沉淀生成。若炔烃中无≡ CH结构， 则不能。这两种试剂常用来区别有≡CH结 构和无≡ CH结构的炔烃。
RC ≡ CH
RC= CH
X
X2
X X
X X
RC —CH
RC ≡ C—CH2—CH=CH2
X2
X RC≡ C—CH2—CH—CH2 X
2>、与HX的加成： 比烯键与HX的加成难
X
RC ≡ CH
RC=CH2
X
R—C—CH3
X
符合马氏规则,加HBr时，有过氧化物效应 （自由基加成）
2、水化 water addition М.Г.КУЧероВ库切洛夫反应：
MgO—Fe2O3
CH3CH=CHCH3
600~6500C
CH2=CH—CH=CH2
2、异戊二烯 是无色稍有刺激性的液体，难溶于水， 易溶于有机溶剂。是IUPAC唯一保留的多烯 烃俗名。 四、共扼二烯的反应 1、1，4-加成
CH2=CH—CH=CH2+HX X–
+ … … CH2 — CH—CH — CH3
CH3CH=CHCH2CHCH2CH2CH3 C≡ CCH3 5-丙基-2-辛烯-6-炔 CH3CH=CHC ≡ CH 3-戊烯-1-炔
CH3C ≡ CCHCH2CH=CHCH3 CH=CH2 5-乙烯基-2-辛烯-6-炔
三、炔烃的物理性质 physical properties of alkynes 1、沸点比相应的烯烃高10~20℃； 2、比重比相应的烯烃稍大； 3、水中的溶解度比相应的烷、烯稍大。 四、炔烃的化学性质chemical properties of alkynes 1、亲电加成 electrophilic additional reaction 1>、与卤素的加成： X2 X
4-1炔烃的结构异构和命名
CH2
CH
Cl
氯乙烯
乙炔的化学性质
思考： 乙烯能聚合成聚乙烯，乙炔也能聚合吗？
3、加聚反应
导电塑料——聚乙炔
小结：乙炔的化学性质与 乙烯的相似，易发生加成 反应、氧化反应等，能使 溴水及高锰酸钾酸性溶液 退色。
烯烃、炔烃的化学性质
烯烃、炔烃 的化学性质 乙炔的化学性质 乙烯的化学性质
烯 烃 、 炔 烃 的 化 学 性 质
作业：用系统命名法命名下列化合物（见黑
板）。
探究一
讨论：请你根据乙烯的化学性质 和乙炔的结构推测乙炔的化学性
质？可如何通过实验验证？
烯 烃 、 炔 烃 的 化 学 性 质
结构
推测
性质
加聚反应
烯 烃 、 炔 烃 的 化 学 性 质
预测 溴水
退色
燃烧
酸性 KMnO4溶液 退色
二、乙炔的化学性质
观察· 思考 【实验1】将乙炔通入盛有溴水的试管中，观 察试管中溶液颜色的变化。
第四章 炔烃
第一节炔烃的结构、异构和命名
温故知新
饱和烃（只含碳碳单键）---烷烃
烷烃的通式：CnH2n+2(n≥1) 烯烃的通式：CnH2n(n≥2)
烃
不饱和烃
含碳碳双键---烯烃 含碳碳三键---炔烃
看谁写的快！请写出甲烷、乙烷、丙烷、
乙烯、丙烯、2-丁烯的结构简式。
新课习
一、炔烃的概念
1、炔烃的概念：分子中含有碳碳三键（ CC ） 的不饱和烃。炔烃的官能团就是CC 。
都有不牢固的共价键，易断裂
二、炔烃的结构
乙炔分子式 乙炔结构式
烯 烃 、 炔 烃 的 化 学 性 质
C2H2 HCCH
炔烃(药学)
.. Br >
.. I
③超共轭效应的相对强度
CH3CH=CH2 > CH3CH2CH=CH2 > (CH3)2CHCH=CH2 . . . (CH3)3C > (CH3)2CH > CH3CH2
☆C-H键数目越多，超共轭效应越大 ④对性质的综合分析
.. Cl CH=CH2
⑤静态共轭与动态共轭
RCH
重排
RCH 2 CH
（5）聚合
2HC 3HC CH CH Cu2Cl2 NH4Cl 高温 CH 2 CH C CH
（6）亲核加成 ①加醇
HC C H + ROK ROH /加压 ROCH CH 2
历程：
HC
C H + RO
-
ROCH
- ROH ROCH CH
CH 2
②加HCN
HC C H + HCN
RC C R' H2 Lindlar R R' C H C H
② Na-NH3(l)催化氢化
RC C R' H2 Na-NH3(l) R C H C
H R'
（2）亲电加成 ① 加卤素——与溴水反应用于鉴别
R X RC C R + X2 X C C R X2
X RC X
X CR X
A、活性：烯烃>炔烃
1,4-加成 (1,4-addition)
A、反应历程
第一步
a
+
CH2 CHCH CH2 + H
a b
+ CH2 CHCH CH3 + CH2 CHCH 2CH2
第二步
+
b
Br Br
炔烃
炔烃炔烃是分子中含有碳碳叁键的烃，炔烃比相应的烯烃少两个氢原子，通式为C n H2n-2。
1 炔烃的异构和命名乙炔是最简单的炔烃，分子式为C2H2，构造式为HC ≡ CH。
根据杂化轨道理论，乙炔分子中的碳原子以sp杂化方式参与成键，两个碳原子各以一条sp杂化轨道互相重叠形成一个碳碳σ键，每个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠，各形成一个碳氢σ键。
此外，两个碳原子还各有两个相互垂直的未杂化的2p轨道，其对称轴彼此平行，相互“肩并肩”重叠形成两个相互垂直的π键，从而构成了碳碳叁键。
两个π键电子云对称地分布在碳碳σ键周围，呈圆筒形。
乙炔分子中π键的形成及电子云分布其它炔烃中的叁键，也都是由一个σ键和两个π键组成的。
现代物理方法证明，乙炔分子中所有原子都在一条直线上，碳碳叁键的键长为0.12 nm，比碳碳双键的键长短，这是由于两个碳原子之间的电子云密度较大，使两个碳原子较之乙烯更为靠近。
但叁键的键能只有836.8 kJ•mol -1，比三个σ键的键能和（345.6 kJ•mol -1 × 3）要小，这主要是因为p轨道是侧面重叠，重叠程度较小所致。
乙炔分子的立体模型。
由于叁键的几何形状为直线形，叁键碳上只可能连有一个取代基，因此炔烃不存在顺反异构现象，炔烃异构体的数目比含相同碳原子数目的烯烃少。
Kekule 模型 Stuart模型乙炔的立体模型示意图2 炔烃的结构炔烃的系统命名法与烯烃相同，只是将“烯”字改为“炔”字。
例如：CH3C≡CH CH3C≡CCH3(CH3)2CHC≡CH丙炔 2-丁炔 3-甲基-1-丁炔分子中同时含有双键和叁键的化合物，称为烯炔类化合物。
命名时，选择包括双键和叁键均在内的碳链为主链，编号时应遵循最低系列原则，书写时先烯后炔。
CH3-CH=CH-C≡CH CH2=CH-CH=CH-C≡CH 3-戊烯-1-炔 1,3-己二烯-5-炔双键和叁键处在相同的位次时，应使双键的编号最小。
炔烃
炔烃分子中含有碳碳叁键的烃叫做炔烃，它的通式是Cn H2n-2。
炔烃的异构和命名乙炔和丙炔都没有异构体。
从丁炔开始有构造异构现象。
炔烃的构造异构现象也是由于碳链不同和叁键位置不同所引起的，但由于在碳链分支的地方，不可能有叁键存在，所以炔烃的构造异构体比碳原子数目相同的烯烃少些。
例如，丁烯有三个构造异构体，而丁炔只有两个：由于叁键碳上只可能连有一个取代基，因此炔烃不存在顺反异构现象。
戊炔有三个构造异构体，它也比戊烯的构造异构体数目（五个）少。
炔烃的系统命名法与烯烃相似，即以包含叁键在内的最长的碳链为主链，按主链的碳原子数命名为某炔，代表参键位置的阿拉伯数字，以取最小的为原则而置于名词之前，侧链基团则作为主链上的取代基来命名。
较简单的炔烃，也可以把它们看作是乙炔的衍生物，而用乙炔衍生物命名法来命名。
例如：从上例中可以看出，含有双键的炔烃在命名时，一般先命名烯再命名炔，碳链编号以表示双键与叁键位置的两个数字之和取最小的为原则，例如应命名为 3-戊烯-1-炔，而不命名为 2-戊烯-4-炔。
炔烃的结构炔烃的结构特征是分子中具有碳碳叁键。
可以以乙炔的结构为例，说明叁键的结构。
请研究下面的模型。
X光衍射和电子衍射等物理方法测定，乙炔分子是一个线形分子，四个原子都排布在同一条直线上。
成键碳原子的价电子层应满足八个电子的要求，乙炔的两个碳原子共用了三对电子，所以碳碳之间的键应当用叁键来代表。
量子化学的研究结果表明，在乙炔分子中，每个碳原子与另外两个原子（一个氢原子和另一个碳原子）结合成键时，使用了两个相同的sp杂化轨道（由一个s轨道和一个p轨道组合而成）。
已知烷烃中一个碳原子的四个sp3杂化轨道所组成的。
键是指向四面体四个顶角的四个键；由烯烃双键同一碳原子的三个sp2杂化轨道组成的。
键是在平面上指向三角形三个顶角的三个键；由炔烃叁键一个碳原子上的两个sp杂化轨道所组成的σ键则是在同一直线上方向相反的两个键。
这就是乙炔分子所以成为直线分子的原由。