有机化学之烯烃
有机化学中的烯烃的官能团转化反应
有机化学中的烯烃的官能团转化反应烯烃是有机化学中重要的化合物类别，其具有双键结构，具有较高的反应活性和广泛的应用领域。
在有机化学中，通过对烯烃进行官能团转化反应，可以合成出具有不同功能和性质的化合物。
本文将介绍几种常见的烯烃的官能团转化反应。
一、氢化反应氢化反应是将烯烃中的双键转化为饱和的碳碳单键的反应。
常见的氢化反应有加氢反应和部分氢化反应。
加氢反应是在高压、常温或加热条件下，烯烃的双键与氢气反应生成烷烃。
加氢反应是一种重要的反应，可以用于烯烃的饱和化和氢化加成反应的合成。
部分氢化反应是在催化剂存在下，烯烃的双键与氢气反应但只发生部分饱和，生成含有一个或多个不饱和键的化合物。
这种反应可以产生具有特殊结构和性质的化合物。
二、卤代反应卤代反应是将烯烃中的双键部分或完全替换为卤素原子的反应。
常见的卤代反应有氯代反应、溴代反应和碘代反应。
氯代反应是将烯烃的双键与氯化物反应，生成相应的氯代烃。
氯代反应可以通过碳碳双键与氯化亚锡反应、以及碳氢链上的氢原子与次氯酸反应等方式进行。
溴代反应是将烯烃的双键与溴化物反应，生成相应的溴代烃。
溴代反应可以通过碳碳双键与溴化亚锡反应、以及碳氢链上的氢原子与溴在溶液中反应等方式进行。
碘代反应是将烯烃的双键与碘化物反应，生成相应的碘代烃。
碘代反应可以通过碳碳双键与碘化亚锡反应、以及碳氢链上的氢原子与碘在溶液中反应等方式进行。
三、加成反应加成反应是指烯烃中的双键与其他物质发生加成反应，生成新的化学键。
常见的加成反应有氢化加成反应、卤素加成反应和水加成反应。
氢化加成反应是将烯烃中的双键与氢气和一个非氢化试剂发生加成反应，生成通过部分氢化和加成反应得到的化合物。
卤素加成反应是将烯烃中的双键与卤素试剂发生加成反应，生成二卤代烷烃或二卤代醇等化合物。
水加成反应是将烯烃中的双键与水分子发生加成反应，生成醇化合物。
通过以上的介绍，可以看出有机化学中烯烃的官能团转化反应具有多样性和广泛性。
有机化学 第三章 烯烃、炔烃和二烯烃
第三章烯烃、炔烃和二烯烃第一节烯烃和炔烃单烯烃是指分子中含有一个C=C的不饱和开链烃,简称烯烃.通式为C n H2n。
炔烃是含有（triple bond) 的不饱和开链烃。
炔烃比碳原子数目相同的单烯烃少两个氢原子，通式CnH2n-2。
一、烯烃和炔烃的结构乙烯是最简单的烯烃, 乙炔是最简单的炔烃，现已乙烯和乙炔为例来讨论烯烃和炔烃的结构。
（一）乙烯的结构分子式为C2H4,构造式H2C=CH2,含有一个双键C=C,是由一个σ 键和一个π 键构成。
现代物理方法证明,乙烯分子的所有原子都在同一平面上,每个碳原子只和三个原子相连.杂化轨道理论根据这些事实,设想碳原子成键时,由一个s轨道和两个p轨道进行杂化,组成三个等同的sp2杂化轨道,sp2轨道对称轴在同一平面上, 彼此成1200角.此外,还剩下一个2p轨道,它的对称轴垂直于sp2轨道所在的平面。
乙烯：C-C σ键4C-H σ键在乙烯分子中，两个碳原子各以一个sp2轨道重叠形成一个C-Cσ键，又各以两个sp2轨道和四个氢原子的1s轨道重叠，形成四个C-Hσ键，五个σ键都在同一平面上。
每个碳原子剩下的一个py轨道，它们平行地侧面重叠，便组成新的分子轨道，称为π轨道。
其它烯烃的双键也都是由一个σ键和一个π键组成的。
双键一般用两条短线来表示，如：C=C，但两条短线含义不同，一条代表σ键，另一条代表π 键。
π键重叠程度比σ键小，不如σ键稳定，比较容易破裂。
(二)乙炔的结构乙炔的分子式是C2H2，构造式H-C≡C-C,碳原子为sp 杂化。
两个sp杂化轨道向碳原子核的两边伸展，它们的对称轴在一条直线上，互成180°。
在乙炔分子中，两个碳原子各以一个sp轨道互相重叠，形成一个C-Cσ键，每个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠形成C-Hσ键。
此外，每个碳原子还有两个互相垂直的未杂化的p轨道（px,py),它们与另一碳的两个p轨道两两相互侧面重叠形成两个互相垂直的π键。
有机化学第4章 烯烃
4.1.3 烯烃的异构和Z/E标记法
•构造异构由于双键的位置不同引起同分异构现象。 构造异构由于双键的位置不同引起同分异构现象。 构造异构由于双键的位置不同引起同分异构现象 例1:丁烯有三个同分异构体 丁烯有三个同分异构体 (1) CH3-CH2-CH=CH2 1-丁烯 丁烯 (2) CH3-CH=CH-CH3 2-丁烯 丁烯 (3) CH3-C=CH2 2-甲基丙烯 异丁烯 甲基丙烯(异丁烯 甲基丙烯 异丁烯) CH3
HX=HCl,HBr,HI 烯烃 卤烷
加成反应历程 + 第一步: -C=C- + H X → -C-C- + X第一步 •生成碳正离子 H 生成碳正离子 第二步:碳正离子迅速与 结合生成卤烷. 第二步 碳正离子迅速与 X- 结合生成卤烷 -C-C- + X- → -C-C+ H HX
σ+ → σ-
4.2 烯烃的物理性质
自
学！！
4.3 烯烃的化学性质 •碳碳双键 碳碳双键 •断裂乙烷 断裂乙烷C-C σ 单键需要 单键需要347kJ/mol 断裂乙烷 •断裂双键需要 断裂双键需要611kJ/mol; 断裂双键需要 •说明碳碳 π 键断裂需要 说明碳碳 键断裂需要264kJ/mol •双键使烯烃有较大的活性 双键使烯烃有较大的活性. 双键使烯烃有较大的活性 • 烯烃的加成反应 --- 烯烃在起化学反应时往往 随着π 键的断裂又生成两个新的 σ 键,即在双键 即在双键 碳上各加一个原子或基团. 碳上各加一个原子或基团 >C=C< + Y-Z → -C-C(σ sp2) σ
4.1.1 烯烃的命名 命名规则(系统命名 命名规则 系统命名): 系统命名 • • • • (1)选择含碳碳双键的最长碳链为主链 母体 选择含碳碳双键的最长碳链为主链(母体 选择含碳碳双键的最长碳链为主链 母体); (2)碳链编号时 应从靠近双键的一端开始 碳链编号时,应从靠近双键的一端开始 碳链编号时 应从靠近双键的一端开始; (3)烯前要冠以官能团位置的数字 编号最小 烯前要冠以官能团位置的数字(编号最小 烯前要冠以官能团位置的数字 编号最小); (4)其它同烷烃的命名规则 其它同烷烃的命名规则. 其它同烷烃的命名规则 CH2﹦ –CH2CH3 C ︱ CH2CH2CH3
9.21有机化学第五章烯烃.
Br Br
C=C
+ Br2 CCl4
CC
红棕色
无色
烯烃加溴历程：
C=C
+
Br
Br
慢
烯烃
B+r
CC
Br
快
Br-
CC
Br
环状溴正离子
烯与卤素的加成反应是由Br+首先进攻的，
是亲电加成反应。
下列实验可以用来说明：
烯烃与卤素的加成反应，是由
亲电试剂首先进攻的分步反应。
实验一：
CH2=CH2 + Br2
结论：
C的稳定性决定了烯烃加成主要产物的 结构。
注意下列C的稳定性：
CH3
CH3 C+
CH3
3 £¡C+
CH3 CH3 C+H
2 £¡C+
CH3 C+H2
C+H3
1 £¡C+
C+H3
第一步加成的途径取决于生成碳正离子稳定 性。碳正离子的稳定性越大，也就越容易生成。
不同碳正离子的稳定性以如下次序减小：
CCl4 干燥
x (Br2不裉色)
CH2=CH2 + Br2
CCl4 微量水
CH2 CH2 (Br2裉色) Br Br
说明该反应是离子型反应。微量水可促使环状溴正
离子的形成。
实验二：
不同的取代乙烯与溴加成的相对反应速率：
CH2=CHBr 0.04
CH2=CH2 1.0
CH2=CHCH3 2.03
CH2=C(CH3)2 5.53
慢
Br
快
溴 离子
Br CH2 CH2 Br
有机化学基础知识点整理烯烃的共轭和非共轭结构
有机化学基础知识点整理烯烃的共轭和非共轭结构烯烃是有机化合物中一类重要的碳氢化合物，其分子中至少含有一个碳－碳双键。
根据双键的存在形式，烯烃可以分为共轭结构和非共轭结构。
本文将对烯烃的共轭和非共轭结构进行整理和讨论。
1. 共轭结构烯烃中双键附近存在着另外一个或多个碳－碳双键或单键的情况被称为共轭结构，这种情况下，双键之间的单键也参与了π电子的共享。
共轭烯烃能够形成共轭体系，具有特殊的化学性质。
共轭结构的烯烃有很多，其中最常见的是1,3-丁二烯。
该化合物分子中，有两个烯烃双键，它们之间隔着一个单键。
这两个双键共享了一对共轭π电子，形成共轭体系。
共轭烯烃具有较高的稳定性和反应活性，容易进行电子的移动和共轭加成反应。
2. 非共轭结构相对于共轭结构，非共轭结构的烯烃，其双键和相邻碳原子之间没有其他双键或共轭体系的存在，双键的π电子不共享给其他键。
非共轭结构的烯烃也是非常常见的，例如乙烯（乙烯分子中只有一个双键）和丙烯（丙烯分子中两个双键之间没有其他双键或共轭体系）。
非共轭烯烃的化学性质与共轭烯烃相比略微不同。
非共轭烯烃相对较不稳定，双键容易发生加成或发生其他反应。
同时，非共轭烯烃也具有不同的分子构型，其空间构型可能会影响其反应性质。
总结：烯烃可以根据分子中双键的共轭程度分为共轭结构和非共轭结构。
共轭烯烃的双键之间存在共轭体系，具有较高的稳定性和反应活性；非共轭烯烃的双键彼此独立，反应性相对较弱。
了解烯烃的共轭和非共轭结构对于理解其化学性质以及在有机合成中的应用具有重要的意义。
注意：本文所述只是烯烃的基础知识点整理，具体细节和更多应用需要在更深入的学习中了解和掌握。
有机化学之烯烃
一般只会考虑三根键的影响 作用效果：电子云偏转，造成电子云的密度和键的极性
改变，但不引起电荷分裂和价态的变化。
判断诱导效应大小的一般规律：
共轭效应 定义：因原子间的电子轨道的相互影响而使体 （C效应） 系内电子分布发生变化的一种电子效应。
π-π共轭 单双键交替出现的体系
-π共轭 轨道和双键作用的体系
p-π共轭 双键碳相邻原子上p轨道参与的
体系
C
H
C
H
C
H
-p超共轭 轨道和p轨道对分子中电子云密度分布有 平摊和偏移两种情况。
影响范围：远程效应。不管距离多远，几乎无衰减，覆 盖共轭连全部。共轭效应的强度不会随共轭链的长度增加 而减小，这是与诱导效应的重要区别。
基于离域键的 远程电子效应 conjugate effect
非键传递，通过 溶剂和空间传递 field effect
应用于烯烃双键碳原子上加成反应的定位 应用于苯环上亲电取代反应的定位 应用于有机物酸、碱性强弱的比较
诱导效应 定义：因分子中原子或基团的极性不同而引起 （I效应） 成键电子云沿着价键向某一方向移动的效应
烯烃的异构类型
同分异构体
构造异构体 立体异构体
碳骨架异构 官能团异构
非对映异构 对映异构
几何异构 构象异构
1. 烯烃的构造异构体
a. 碳骨架异构 C C C C C C C
b. 官能团位置异构 C C C C
C CCCC
2. 烯烃的几何异构体：键旋转受阻产生的异构
B
A
C
D
A > D and B > C： Z form A > D and C > B： E form
有机化学第三章 烯烃ppt课件
(Z)- 3-甲基-2-戊烯
(E)- 3-甲基-4-异丙基-3-庚烯
C H C H = C H 3 丙 烯 基
（2） 顺反异构体的命名和 Z、E标记法
C H 3 C H C H 2 3 CC H H 顺 2 戊 烯 H C H C H 2 3 CC C H H 3 反 2 戊 烯
Z式：双键碳原子上两个较优基团或原子处于双键同侧。 E式：双键碳原子上两个较优基团或原子处于双键异侧。
C （ C l 、 H 、 H ） C （ F 、 F 、 H ） C （ C 、 H 、 H 、 ） C （ C 、 C 、 H ）
注意：优先顺序由原子序数确定而非由基团体积大小确定
3） 含双键或叁键的基团,则作为连有两个或叁个相同 的原子。。
C C H ( C )( C ) C CH ( C )( C ) C ( C H ) 3 3 C H 3 C C H 3 C H 3 C HC H 2 ( C )( C ) C CH HH
① 物理性质：顺反异构体的物理性质如熔点、沸点和偶 极矩等均有显著的不同。 ② 化学性质：因为官能团相同，化学性质基本相同，但 是与空间排列有关的化学性质则有差异。如丁烯二酸的脱水 反应： H C C H COOH COOH -H2O H H C C C=O C=O
如何命名下列物质？
Br H
C=C H CH3
反-1-溴丙烯
Cl
C=C CH3
Cl
讨
有机化学基础知识烯烃的异构化和重排反应
有机化学基础知识烯烃的异构化和重排反应烯烃是有机化合物中重要的一类，具有双键结构和高度不饱和性质。
在有机化学中，烯烃的异构化和重排反应是研究的热点之一。
本文将详细介绍烯烃异构化和重排反应的基本概念、机理和应用，以期帮助读者全面了解和掌握这一领域的基础知识。
一、烯烃的异构化反应烯烃的异构化反应是指通过原子或官能团的重新排列，使同分异构体的生成。
这种反应通常伴随着烯烃分子内部的化学键的重排，破裂和形成。
1. 转位异构化反应转位异构化反应是烯烃异构化的一种常见形式，通过影响烯烃分子中双键所连接的碳原子的排列顺序来实现。
例如，2-丁烯在存在酸催化剂的条件下，可发生转位异构化反应，生成1-丁烯和3-丁烯两种同分异构体。
2. 支链异构化反应支链异构化反应是指烯烃分子中的侧链或脂肪基团发生重新排列，从而生成支链异构体。
这类反应在烯烃的热解或催化裂化中常常发生。
二、烯烃的重排反应烯烃的重排反应是指在适当条件下，烯烃分子内部或分子间发生结构的重新排列，形成不同的同分异构体。
重排反应种类繁多，应用广泛。
1. 酸催化的重排反应酸催化的烯烃重排反应是有机合成中常用的方法之一，通过酸催化剂的作用，烯烃分子内部的化学键发生重排。
例如，异戊烯在酸催化下可发生环酯重排反应，生成2-甲基-2-戊烯和1-甲基环戊烯两种异构体。
2. 金属催化的重排反应金属催化的烯烃重排反应是近年来研究的热点之一。
金属催化剂可以提供有效的催化活性位点，促进烯烃分子中的化学键重排。
例如，非常具有重要应用价值的米氏反应就是一种典型的金属催化的烯烃重排反应。
三、烯烃异构化和重排反应的应用烯烃异构化和重排反应在有机合成和工业生产中具有广泛的应用价值。
这些反应可以用于有机农药、医药和精细化工等领域的合成，为合成化学提供了重要的方法和策略。
1. 有机合成烯烃的异构化和重排反应在有机合成中可以产生多样性的化合物骨架，为合成天然产物和药物提供了有效的途径。
通过选择合适的反应条件和催化剂，可以实现高效的键重排，提高化学合成的效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
exit
本章提纲
1 烯烃的结构特征 2 烯烃的命名 3 烯烃的物理性质 4 烯烃的化学性质 5 烯烃的制备
诱虫烯 -法尼烯: 苹果表皮的蜡质成分
乙烯: 植物催熟剂
马鞭藻烯： 由地中海马鞭藻雌配子分泌的一种交配素，
能吸引雄配子与之结合
3
§4-1 烯烃的结构特征
烯烃的官能团：碳-碳双键（C=C） 烯烃的通式：CnH2n
addition ） , 立 体 选 择 性 反 应 （ stereoselective reaction）
28
2与卤化氢加成
HX
H+ + X-
C C + H+
CH2 CH CH3+ HX
XCC H
CH2 X CH3
CH2 CH3
CH CH3 X
CC HX
1-卤代丙烷
2-卤代丙烷 主要产物
➢ 马氏规则(Markovnikov’s rule)：当不对称烯烃与卤化氢加 成时，氢原子主要加在含氢较多的双键碳原子上
CH2=CH2 + H2SO4 (98%) CH3CH2OSO3H H2O CH3CH2OH
CH2=C(CH3)2 + H2SO4 (63%) (CH3)3COSO3H
H2O (CH3)3COH
5 硼氢化-氧化反应
烯烃和硼烷首先发生反应生成烷基硼，再经过过氧化 氢碱性氧化， 生成反马式规则醇的反应。
CH3
CH3 C
CH3 C
CH3 C
构造异构（碳架异构、骨架异构）
H C
顺，cis: 相同基团在双键同侧 反，trans: 相同基团在双键同侧
顺反异构(属于构型异构)
H
H
顺-2-丁烯
H
CH3
反-2-丁烯
构型异构体：异构体之间不能通过简单的键的旋转相互转化
构象异构体：异构体之间可通过键的旋转互相转化
10
分子中含一个以上双键，且存在顺反异构， 命名时: 标明每个双键部位的构型； 从主链编号较小的一端起依次列出，其间用 逗号隔开,放在名称之前
11
H CH3 C
H3C H C
CH HC
CH HC
C
CH3CH2
H
顺,顺-2,4-庚二烯
C H CH2CH3
反,反-2,4-庚二烯
H CH3 C
H3C H C
形成π络合物
H
H
C C + Br Br
H
H
Br
H Br H CC
H
H
Hale Waihona Puke BrH Br H CCH
H
b溴ro鎓mo离niu子m
Step 2:溴负离子进攻溴鎓离子中的一个碳原子 得到连二溴烷烃加成产物
H Br H CC
反式加成
Br
H
H
CC
H
H anti-addition H
Br
Br H
23
分步机理证据
H CO OC
16
Z/E命名实例
Br
H
CC
(E)-1-氯-2-溴丙烯
H3C
Cl
Cl C
H3C
Br C
Cl
(Z)-1,2-二氯-1-溴丙烯 或 反-1,2-二氯-1-溴丙烯
H3C 5
6
C
CH3CH2
4H C3
C H
2H C1
CH3
(2E,4Z)-5-甲基-2,4-庚二烯
Cl
H
Br
Cl
(Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯
17%
83%
负氢转移
(CH3)2CHC+HCH3
+
(CH3)2C-CH2CH3
HBr
(CH3)2CHCH=CH2
(CH3)2CHCHBrCH3 + (CH3)2CBr-CH2CH3
次要产物
主要产物
37
3与次卤酸加成
CH2 CH2 + X2 (H2O) CH2 CH CH3 + X2 (H2O)
CH2 CH2
C
C H2
CH3
•Ⅰ较Ⅱ稳定，主要反应产物为马氏产物
• 电荷愈分散，体系就愈稳定。正碳离子上的碳上斥 电子基愈多，电荷愈分散，正碳离子愈稳定
33
正碳离子的相对稳定性顺序
叔正碳离子 > 仲正碳离子 > 伯正碳离子 > 甲基正碳离子
马氏规则适用于离子型反应。游离基型反应不 适用，得到的是反马氏加成产物，这种现象叫 过氧化物效应
CH3 CH CH3 + H2O OH2
CH3 CH CH3 + H2O
CH3 CH3
CH CH3 OH2
机理：亲电加成
CH CH3 + H3O+ OH
40
加硫酸
不对称烯烃与浓硫酸的加成，按马氏规则进行
H3C HC CH2 + HOSO3H
丙烯
H3C CH CH3 OSO3H
异丙基硫酸氢酯
H3C
CH CH3 + H2O
CH3C+(CH3)2 H2O
CH3C(CH3)2 -H+ CH3C(CH3)2
+OH2
OH
（2） 反应符合马氏规则。 （3） 反应条件：与水、弱有机酸、醇、酚的 反应要用强酸作催化剂。
与水加成
CH2 CH CH3 + H2O
H+ CH3 CH CH3 OH
CH2 CH CH3 + H3O+
CH3 CH CH3 + H2O
X OH
CC
21
亲电加成
1 与卤素加成
CH2 CH2 + Br2
CH2 Br
CH2 Br
机理：亲电加成
CH2
+ Br Br
CH2
CH2
+ Br
CH2
溴鎓离子
+ Br
CH2
Br +
+ Br
CH2
Br CH2 CH2 Br
22
加卤素反应历程
: Step 1 乙烯与溴的极化,溴偶极分子中带正电荷的一端 可与π键
OSO3H
H3C
CH CH3 + H2SO4
OH
H2C CH2 + H2O
270~310℃ 高压,磷酸
CH 3CH 2OH
烯烃一般情况下不能直接水化以制取醇，但在催化
剂、高温、高压下可以实现这一反应
41
在合成中的应用不同 加水制醇，加醇、酚制醚，加酸制酯。
HX HOH
ROH ArOH
HOSO2OH RCOOH
电子效应 （electronic efftect）
诱导效应 （inductive effect）
共轭效应 （conjugation effect）
32
正碳离子的稳定性解释马氏规则
H C
+ H Cl
H2C
CH3
H
C
Cl
H3C
CH3
I
H2
C H2C II CH3
Cl
H C H3C Cl CH3
H2
Cl
的溴原子，它是一种亲电试剂，所以双键的加成反应属亲电加 成反应
③ 加成分步进行，中间体为正碳离子 ④ 双键的电子云密度愈高，愈有利于反应。（如：丙烯比乙烯易
发生加成反应）
25
R CH CH2 +Br2 室温
棕红色
R CH CH2
Br Br
无色
• 烯烃在常温下可以与卤素进行加成反 应
• 用于鉴别化合物中是否含双键
乙烯
丙烯
1-丁烯
CH
CH3C CH2 CH3
CH3CH2CH CHCH3 2-戊烯
2-甲基丙烯
CH3CH CH2 丙烯
CH3 C CH3
CH2
异丁烯
CH3 CH2 CH C
CH2
异戊二烯
烯烃的官能团：碳-碳双键（C=C）
烯烃的通式：CnH2n
8
系统命名
a. 选择含有双键在内的最长碳链作为主链，根据其碳原子个数命名
H2 2
1
C C CH 2
3
双键在环上，以环为母体，
CH 3
双键在链上，链为母体，
环为取代基。
2-甲基-3-环己基-1-丙烯
§4-3 烯烃的物理性质
状态：常温下，2~4碳烯烃为气体 ，5~15碳烯烃为液体， 高级烯烃为固体
相对密度：< 1 溶解度：不溶于水，易溶于非极性或弱极性有机 溶剂
顺反异构体熔沸点差别：反式有较高的熔点 (晶格能)
CH HC
CH HC
C
C
H CH2CH3
CH3CH2
H
顺,反-2,4-庚二烯
反,顺-2,4-庚二烯
12
在含有多个双键的化合物中，主链的编号 有选择时，则编号从顺型双键的一端开始
H2 1C H3C
3 HH 5 C4 C
CH2
7
6 CH3 C
H
顺,反-2,5-庚二烯
13
Z/E 标记法和次序规则 若a > b 且d > e
34
Examples
CH3 H Br
H
X
CH3 H
H less stable
CH3
H Br: H
CH2 + HI
Br CH3 H H
product
CH3 I
35
重排问题
(CH3)3CC+HCH3
甲基转移 +