炔烃的命名与结构
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
(S)-7-甲基环辛烯-3-炔 (S)-7-methylcycloocten-3-yne
4,8-壬二烯-1-炔
4,8-nonadien-1-yne
6.2
炔烃的结构
炔烃的结构特征是分子中含有“ C≡C ”，它与 “ C=C ”一样是由键和键构成，下面以乙炔为 例说明叁键的形成及结构，乙炔为一直线型分子， 全部四个原子在同一直线上，在乙炔分子中 0.1061nm
R
X2
R
C
CH
Cl2
X2
R
CHCl2
C X
CH X CHCl2
HC
CH
黑暗
CHCl
CHCl
黑暗
这一反应如在光照的情况下，反应剧烈并爆炸。 所以盛乙炔气、氯气的钢瓶要分开存放，以确保 安全。炔烃和溴也可以发生类似反应，反应现象 为Br2的红棕色褪去，故可用于炔烃的鉴别。
炔烃 26
有机化学
加 X2
HC
C2H5NH2
蓝色溶液
*2 反应体系不能有水，因为钠与水会发生反应。
*3 与制NaNH2的区别 Na + NH3 (液)
Fe3+
NaNH2
炔烃的加氢和还原
H2/Ni, or Pd, or Pt H2/ Pd-CaCO3 or Pd-BaSO4 orNiB
RCH2CH2R’
R H R H
C C
C C
R' (>90%) H R' H
R-CC-R’
硼氢化
RCOOH ~0oC
R H R H
C C
H R' H R'
(90%)
Na, NH3
(82%)
炔烃
5. 炔烃的聚合
二聚
2 HC CH
CuCl NH4Cl
H2C CH C CH
三聚
3 HC CH
(Ph3P)2Ni(CO)2 1.5 MPa, 60~70oC
四聚
4 HC CH
Ni(CN)2 1.5~2.0 MPa, 505oC
本次课小结： ➢ 炔烃的制备 ➢ 炔烃的亲电加成（加成取向，产物类型） ➢ 炔烃的还原（顺、反烯烃的制备） ➢ 炔烃的氧化 ➢ 末端炔烃的特殊性质及在合成中的应用
CH3
OH
OH
CH3 C C C C CH3
CH3
CH3
O CH3 C CH3 +
CC
O + CH3 C CH3
•合成路线
O
2 NaNH2
2 H3 C CH3 H2O
H C CH
Na C C Na
TM
提示：注意与Na / NH3 还原体系区别
例 2：
H C CH
反合成分析
HO
HO
醇脱水
•合成路线
NaNH2 H C CH
激发 杂化
杂化
2个sp p轨道
二个sp杂化轨道取最大键角为180°，直线构型：
C
乙炔分子的σ骨架： HC
CH
每个碳上还有两个剩余的p轨道，相互肩并肩形成2个π键：
HC
CH
小结
①－C≡C－中碳原子为sp杂化；
②－C≡C－中有一个σ键、2个相互⊥的π键；
③共价键参数：
Why？
0.106nm
837KJ/mol 0.120nm
H2O
H C C H + Ca(OH)2
O H3C C H
有机化学-炔烃
b.London 5/22/1912 d.IN,US 12/20/2004
“For their development of use of boron and phosphorus-containing compounds,respectively, into important reagents in organic synthesis"
1500oC HC CH + 3H2
3) CH4 + O2 1500oC HC CH + CO + H2O
2. 由烯烃制备：
CH3CH2 HC
Br2 CH2
CCl4
CH3CH2 HC CH2 Br Br
NaNH2
Mineral Oil 110-160oC
NH4Cl CH3CH2 C CH
R Cl + Mg ether
R Mg Cl
R C CH + CH3CH2MgBr
R C CMgBr
炔格氏试剂
R C CMgBr + R' Cl
R C C R'
炔烃制备
四、炔烃的制备
1. 乙炔的制备：
1) CaO + C
CaC2 + CO
CaC2 + H2O
HC CH + Ca(OH)2
2) 2CH4
“For their development and use of molecules with structure-specific interactions of high selectivity"
3) 控制加氢------反式加氢
03-第三章：炔烃
三、氧化反应
• 炔烃和氧化剂反应，往往使碳碳叁键断裂，最后得到完全
氧化的产物——羧酸或二氧化碳。
CH CH R C C R'
KMnO4 H2O
KMnO4 100oC
CO2 + H2O
O
O
R C OH + R' C OH
• 在缓和的氧化条件下，二取代炔烃的氧化可停止在
二酮的阶段。
CH3(CH2)7 C
C-H
0.120
0.106
0.133
0.108
0.154
0.110
1）s轨道的电子较p电子接近原子核，故杂化轨道的s成分越多，则在杂化 轨道上的电子越接近原子核。乙炔分子中的Csp－ Hs 键，因sp杂化轨道的 s成分大（50％），其电子云更靠近原子核。
2）乙炔分子中有两个形成键，且sp杂化轨道参与了碳碳键的组成。
和叁键时，首先在双键上发生卤素的加成。
Br
低温
Br
+ Br2
• 炔烃的亲电加成不如烯烃活泼，是由于第一步得到的烯基
碳正离子不如烷基碳正离子稳定。从电离势能来看，从乙炔 分子中移去一个电子所需要的能量比乙烯更大。
（B）与氢卤酸的加成
• 炔烃可和氢卤酸HX（X = Cl、Br、I）加成，但不如烯烃易
进行，不对称炔烃的加成按马尔可夫尼克夫规律进行。
（2）液氨还原
H3C
H
CH3C≡CCH3
Na,NH3(l)
或Li,HNHEt
H
CH3
反应机理：
.R
Na
RC≡CR’
H－N··H2 R
H
·R
Na
·· H
R
R
有机化学基础知识点炔烃的命名和结构
有机化学基础知识点炔烃的命名和结构炔烃是有机化合物中的一类，它们的分子结构中含有碳-碳叁键。
炔烃可以进一步分为单炔烃和多炔烃两类。
在本文中，我们将详细介绍炔烃的命名规则以及结构特点。
一、单炔烃的命名单炔烃是指分子中只含有一个碳-碳叁键的炔烃。
根据命名规则，单炔烃的命名分为三个步骤：首先确定烃的主链，其次标记炔烃叁键的位置，最后确定炔烃的名称。
为了更好地理解单炔烃的命名规则，我们以乙炔为例进行说明。
乙炔是由两个碳原子构成的炔烃，它的分子式为C₂H₂。
首先，我们确定主链长度为两个碳原子，因此它的名称为“乙”。
接下来，我们需要标记炔烃叁键的位置，乙炔中的碳原子编号为1和2，其中编号1上连接有炔烃叁键，因此我们用数字1来标记它的位置。
最后，将这两步结果结合起来，乙炔的名称就是“1-乙炔”。
二、多炔烃的命名多炔烃指的是分子中含有两个以上碳-碳叁键的炔烃。
与单炔烃的命名类似，多炔烃的命名也分为三个步骤：确定主链、标记叁键位置和确定名称。
以丙炔为例来介绍多炔烃的命名规则。
丙炔是由三个碳原子构成的炔烃，其分子式为C₃H₄。
首先，我们确定主链长度为三个碳原子，因此它的名称为“丙”。
接下来，我们需要标记叁键的位置。
丙炔中的碳原子编号为1、2和3，其中编号1和3上连接有炔烃叁键。
我们用数字1和3来标记这两个位置。
最后，将这两步结果结合起来，丙炔的名称就是“1,3-丙炔”。
三、炔烃的结构特点炔烃的分子结构中含有碳-碳叁键，这赋予了它们许多特殊的化学性质。
与其他有机化合物相比，炔烃的化学反应更为活泼，更容易发生加成反应、消除反应和取代反应。
由于叁键的存在，炔烃的分子间相互作用力较弱，使其具有较低的沸点和熔点。
这也导致了炔烃在常温下多呈现为气体或液体的状态。
在物理性质方面，炔烃还具有较强的燃烧性和较高的燃烧热。
由于炔烃分子中碳原子间含有叁键，燃烧时叁键的断裂释放了大量的能量，因此炔烃是优良的燃料。
此外，炔烃还常用于合成其他有机化合物，如合成橡胶、塑料和医药品等。
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
2.3.1炔烃
与氯化亚铜的液氨溶液作用-- 炔化亚铜
CHCH + 2Cu(NH3)2Cl CuCCCu +2NH4Cl + 2NH3 乙炔亚铜(红色沉淀) RCCH + Cu(NH3)2Cl RCCCu + NH4NO3 + NH3
(红色沉淀)
注1—炔化物和无机酸作用可分解为原来的炔烃 .在混合炔烃中分 离末端炔烃. 注2—重金属炔化物在干燥状态下受热或撞击易爆炸 ,对不再利用 的重金属炔化物应加酸处理.
5
(3) 乙炔的键
C : 2s22p2 2s12px12py12pz1 乙炔的每个碳原子还各有两个相互 垂直的未参加杂化的p轨道, 不同碳 原子的p轨道又是相互平行的. 一个碳原子的两个p轨道和另一个碳原子对应的两 个p轨道,在侧面交盖形成两个碳碳键.
6
2.3.1.2 炔烃的物理性质
2.3.1 炔烃
定义:分子中含碳碳叁键的烃—炔烃,它的通式: CnH2n-2 官能团为: -CC-
2.3.1.1 炔烃的命名
(1)异构体——从丁炔开始有异构体. 同烯烃一样,由于碳链不同和叁键位置不同所引起的.由于在 碳链分支的地方不可能有叁键的存在 ,所以炔烃的异构体比同 碳原子数的烯烃要少. 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.
8
(1) 生成炔化钠和烷基化反应
与金属钠作用 CHCH Na CHCNa Na NaCCNa 与氨基钠作用 RCCH + NaNH2 液氨 RCCNa + NH3 烷基化反应 CHCNa + C2H5Br — 得到碳链增长的炔烃 ---- 炔化合物是重要的有机合成中间体.
9
液氨
20
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第八章 炔烃
第一节 炔烃的命名与结构
一、炔烃的命名 1.选择主链
选择包含碳碳叁键的最长碳链作主链而支链作取代基，根据主链的碳数确定母体名称为某炔。
2.编号
用阿拉伯数字从离叁键最近一端给主链编号确定官能团和取代基的位置。
将官能团的编号放在某炔前面并用短线隔开构成其母体名称为：n-某炔。
当存在碳碳双键时母体名称为：m-某烯-n-炔（m ，n 是双键和叁键的编号）。
3.写出名称
按从左至右先取代基后母体的顺序写出炔烃的名称。
二、炔烃的结构 1.炔烃的通式
炔烃与二烯烃有相同的通式即C n H 2n-2，不饱和度是2。
2.炔烃官能团的成键
碳碳叁键是炔烃的官能团。
在炔烃中每一个叁键碳以一个S 轨道和一个P 轨道杂化形成两个处于同一直线彼此成180˚夹角的SP 杂化轨道，一个叁键碳的SP 杂化轨道与另一个叁键碳的一个SP 杂化轨道重叠形成C-C σ键而每一个叁键碳另外的一个SP 杂化轨道则与氢原子的S 轨道或其它碳原子的杂化轨道重叠形成C-H 或C-C σ键，此外每一个叁键碳还有两个垂直于σ键未参与杂化的P 轨道它们两两相互从侧面平行重叠形成两个垂直的π键，因此碳碳叁键是由一个σ键和两个相互垂直的π键组成的。
3.炔烃几何构型
两个叁键碳原子和与它们相连的其它两个原子处于同一直线，因此炔烃的官能团是直线形的。
第二节 炔烃的化学性质
一、结构与反应
(H)+
δ亲核中心
亲电中心
断键位置
二、加成反应
1.亲电加成
炔进行．．．亲电加成没有碳碳双键活泼，．．．．．．．．．．．．．但不对称亲电试剂与不对称炔烃的加成反应，取向仍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．然遵守．．．Markovnikov’s Rule ．．．．．．．．．．．．．．．．．。
a.加卤素
C C
C C + X 2
X
X
X 2 = Cl 2,Br 2
反应的立体化学是反式加成。
炔烃与一分子卤素反应得到烯基卤它可以进一步与过量的卤素反应生成四卤化物。
炔烃与溴反应生成的是无色溴化物，因此可以利用炔烃使红棕色溴的四氯化碳溶液褪色这一性质来鉴定炔烃。
b.加卤化氢
H
C C X HX = HC,HBr,HI
C C
反应的立体化学是反式加成。
炔烃与一分子卤化氢反应得到烯基卤它可以进一步与过量的卤化氢反应生成二卤化物。
c.水合反应
烯醇
OH C=C 244H 2O C C
CH 2
CO
RCH 2CO CH 3COR
CH 3CHO
H 2O
HC CH
R
炔烃在强酸存在下水合生成的中间体是热力学不稳定的烯醇，烯醇经互变得到稳定的羰基
化合物，除乙炔水合得到乙醛外，其它炔烃都得到酮，末端炔烃得到甲基酮。
d.酸催化加醇
在无机酸如硫酸催化下醇进行亲电加成反应生成烯醇醚：
烯基醚RC CH 224
R'OH RC CH
e.酸催化加羧酸
在硫酸催化下羧酸可与碳碳叁键发生亲电加成生成羧酸烯醇酯：
RC CH 2羧酸烯醇酯
24
2RC CH
2.亲核加成
与烯烃不同，炔烃可与亲核试剂发生亲核加成反应，在催化剂存在下与醇反应可生成烯醇醚。
烯基醚
OR'
RC CH 2R'OH RC CH
-
3.自由基加成
在过氧化物存在下，溴化氢能与炔烃进行自由基加成生成反马氏加成产物：
RC CH
RCBr=CH RCH=CHBr 2
二、酸性
1.酸性强弱
杂化轨道的S 成分越大原子的电负性越大，因此叁键碳的电负性最大，从而使炔氢具有微弱的酸性，以乙炔为例有关酸的酸性强弱顺序为：HCO 2H （pKa=3.75）>C 6H 5CO 2H （pKa=4.2）>HOAc （pKa=4.75）>H 2CO 3（pKa 1=6.4）>C 6H 5OH （pKa=10）>NaHCO 3>H 2O （pKa=15.7）>CH 3OH （pKa=16）>HC ≡CH （pKa=25）>NH 3（pKa=34）>>H 2C=CH 2>CH 4。
2.酸性反应 a.与氨基钠反应
与氨基钠反应用于炔化钠的制备：
NaNH 2
HC CH
HC CNa + NH 3RC CNa + NH 3
b.与格氏试剂反应
与格氏试剂反应生成相应的炔基格氏试剂和烃。
用于此目的时一般采用CH 3MgI 和C 2H 5MgBr 等格氏试剂。
根据生成的气体的体积可用于计算活泼氢的数目。
R'MgX
HC CH
HC CMgX + R'H RC CMgX + R'H
c.与重金属离子反应
与重金属离子反应生成金属炔化物沉淀，可用于乙炔和末端炔的鉴定。
由于炔化物能与氰化钠反应而再生相应的炔故可用于乙炔和末端炔的分离提纯：
紫红色CuCl / NH 3
H-C C-H
Cu-C C-Cu
R-C C-Cu 紫红色
白色
AgNO 3 / NH H-C C-H
Ag-C C-Ag R-C C-Ag
白色
炔铜和炔银在干态受热和振动容易炸应注意安全。
M =Cu,Ag
RC CM +2NaCN + H 2O
RC CH + NaM(CN)2 + NaO
H
三、炔烃的氧化
a.高锰酸钾氧化
炔烃与烯烃相似，能被高锰酸钾氧化裂解使高锰酸钾紫色褪除，可用于炔烃的鉴定。
b.臭氧氧化
炔烃与烯烃相似，能被臭氧氧化裂解，水解产物是羧酸，根据生成的羧酸的结构可确定叁键的位置。
H
RCO2
RCO2H + HCO2
RC CH
RCO2H + R'CO
2
RC CR'
H
RCO2H + R'CO2H
四、炔烃的还原
1.催化氢化
a.普通催化氢化
用金属Pt，Pd或Ni进行氢化反应时难于控制在烯烃这一阶段常得到完全氢化产物。
b.控制催化氢化
用Lindlar（Pd/BaSO4/喹啉，Pd/CaCO3/Pb(OAc)2或P-2（Ni-B）催化剂进行氢化反应时可控制在烯烃这一阶段得到顺式烯烃。
2.化学还原
a.碱金属/液氨还原
在液氨中用碱金属对中间叁键进行还原得到反式烯烃。
CH2CH2
C C
NH3(Liq.)
C C
H
H
C C
H
H
CH3
H3C
H
C C
CH3C CCH3
H
CH3
H3C
H
C C
b.硼氢化-质子解
3
H
H
C C
BH2
C C
32
H
RC CH
C C
32H CH 3C CH
1.BH 3 / THF CH 3H D
用硼氢化-质子解叁键进行还原得到顺式烯烃。
第三节 炔烃的合成
一、从其它低级炔烃合成
炔负离子的烷基化是合成炔烃的重要方法：
RC C -Na +
+ R'CH 2RC CCH 2R'+ NaX
由末端炔形成的负离子是好的碳亲核试剂，可与卤代烷（甲基卤和伯卤）进行亲核取代
反应生成高级炔烃，也可与醛和酮的羰基发生亲核加成反应生成醇（参见醇部分）。
二、从偕二卤以及邻二卤经脱卤化氢合成
二卤脱一分子卤化氢生成烯基卤，这种中间体不活泼需在强碱和较剧烈的条件下才能反应。
1.从偕二卤脱卤化氢合成
X
C C
C C X H H
X
C C
2.邻二卤脱卤化氢合成
X
C C
C C
X H
X
C C
CH 3CH 2CH 2CBr 2CH 3
CH 3CH 2CH 2C CH
H +
/H 2O
CH 3CH 2CH 2C CN NaNH 2
CH 3CH 2CHBrCHBrCH 32or
a
第四节 炔烃的分析
一、重金属炔化物试验
具有炔氢的化合物能与亚铜、银和汞离子反应生成重金属炔化物沉淀。
炔化亚铜是红棕色或紫红色的。
试剂：CuCl/氨水，硝酸银/氨水。
二、加水反应试验
炔在稀乙醇中的硫酸及硫酸汞存在下与水反应生成羰基化合物。
生成的羰基化合物可与2，4-二硝基苯肼反应形成相应的2，4-二硝基苯腙。
通过对衍生物物理常数（例如熔点）的测定达到鉴定炔之目的（此为衍生物鉴定法）。
三、溴的四氯化碳溶液试验
炔烃与溴反应生成的是无色溴化物，因此可以利用炔烃使红棕色溴的四氯化碳溶液褪色这一性质来鉴定炔烃。
注意：烯烃也能进行与溴的加成反应。