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文檔簡(jiǎn)介

1、2022-3-81第第2章章 開鏈烴和脂環(huán)烴開鏈烴和脂環(huán)烴只含碳和氫兩種元素的有機(jī)化合物稱為只含碳和氫兩種元素的有機(jī)化合物稱為烴,也叫做碳?xì)浠衔餆N,也叫做碳?xì)浠衔餆N可以看成是各類有機(jī)化合物的母體烴可以看成是各類有機(jī)化合物的母體根據(jù)碳骨架的不同,烴可分為:根據(jù)碳骨架的不同,烴可分為:開鏈烴:烷烴、烯烴、炔烴開鏈烴:烷烴、烯烴、炔烴 碳環(huán)烴:脂環(huán)烴、芳香烴碳環(huán)烴:脂環(huán)烴、芳香烴2022-3-82烷烴烷烴烷烴大量地存在于石油、天然氣和沼氣中烷烴大量地存在于石油、天然氣和沼氣中最簡(jiǎn)單的烷烴最簡(jiǎn)單的烷烴甲烷甲烷烷烴是分子中碳原子間以單鍵連接的開鏈烷烴是分子中碳原子間以單鍵連接的開鏈烴,由于烷烴的碳?xì)?/p>

2、比達(dá)到了最大值,所烴,由于烷烴的碳?xì)浔冗_(dá)到了最大值,所以也稱為飽和烴以也稱為飽和烴烷烴的通式:烷烴的通式:CnH2n+22022-3-83烷烴的結(jié)構(gòu)表示:烷烴的結(jié)構(gòu)表示:CHHCHCHHHHHMe2CH(CH2)2CHEt2 (CH3)2CH(CH2)2CH(CH2CH3)2 CHCH2CH3CH2CH3CH3CHCH2CH2CH32022-3-84烷烴的同系列烷烴的同系列可用同一通式可用同一通式表示,結(jié)構(gòu)和性質(zhì)表示,結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似,彼此間在組相似,彼此間在組成上相差若干個(gè)成上相差若干個(gè)CH2的一系列化合的一系列化合物稱為同系列,同物稱為同系列,同系列中各個(gè)化合物系列中各個(gè)化合物稱為同系物。稱

3、為同系物。同系物的結(jié)構(gòu)同系物的結(jié)構(gòu)相似,性質(zhì)相近,相似,性質(zhì)相近,而且隨碳原子數(shù)目而且隨碳原子數(shù)目遞增在性質(zhì)上表現(xiàn)遞增在性質(zhì)上表現(xiàn)出一定的變化規(guī)律出一定的變化規(guī)律2022-3-851.1 烷烴的命名烷烴的命名1.1.1 普通命名法普通命名法 C原子數(shù)目:原子數(shù)目:10: 用中文數(shù)字用中文數(shù)字(十一、十二、十三等十一、十二、十三等)表示,后面加母表示,后面加母體名稱為體名稱為“某烷某烷” 如果是某種特定結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體,在如果是某種特定結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體,在 “某烷某烷”前加上前加上“正正”、“異異”、“新新”的詞綴的詞綴 2022-3-862022-3-87普通命名法的局限普通命名法的局限CH3

4、CH2CH2CH2CH2CH3 正己烷(hexane)CH3CHCH2CH2CH3 CH3 異己烷( isohexane ) CH3 CH3CCH2 CH3 CH3 新己烷(neohexane) CH3CH2CHCH2CH3 CH3 noneCH3CHCHCH3 CH3 CH3 none2022-3-881.1.2 烷基的名稱烷基的名稱 烷烴用烷烴用RH表示,烷烴分子中去掉一個(gè)表示,烷烴分子中去掉一個(gè)氫原子剩下的基團(tuán)稱為氫原子剩下的基團(tuán)稱為烷基烷基,用用R表示表示 2022-3-89碳原子的類型:碳原子的類型:OOOO4321CCCCCCCHCCCCH2CCH3C2022-3-810CCH3C

5、H3H3CCH2CHCH2CH2CH3CH3CCH3CH3H3CCH3CH2CHCH3CH3CH2CH2CH2叔叔丁丁基基tert-butyl仲仲丁丁基基sec-butyl丁丁基基butyl1o2o3o3o2o2o1o1o4oCH3CH2CHCCH3CH3CH3CH3伯碳仲碳叔碳季碳2022-3-8111.1.3 系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法 選擇含有較多支鏈的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈,根據(jù)主鏈碳原子數(shù)選擇含有較多支鏈的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈,根據(jù)主鏈碳原子數(shù)目,稱為目,稱為 “某烷某烷”,主鏈以外的支鏈作為取代基,主鏈以外的支鏈作為取代基從距離取代基最近的一端開始用阿拉伯?dāng)?shù)字將主鏈碳原子編從距離取代基最近的一端開

6、始用阿拉伯?dāng)?shù)字將主鏈碳原子編號(hào),用于號(hào),用于 確定取代基的位置確定取代基的位置 如有兩種編號(hào)可能。由小到大依次比較兩種編號(hào)順序中取如有兩種編號(hào)可能。由小到大依次比較兩種編號(hào)順序中取代基的位次,選擇首先出現(xiàn)取代基位次較小的編號(hào)代基的位次,選擇首先出現(xiàn)取代基位次較小的編號(hào)把取代基按次序規(guī)則排列較優(yōu)基團(tuán)后列出寫在母體名稱之前,把取代基按次序規(guī)則排列較優(yōu)基團(tuán)后列出寫在母體名稱之前,在取代基名稱之前標(biāo)出位置,并用短橫連接在取代基名稱之前標(biāo)出位置,并用短橫連接如果是復(fù)雜的帶有分支鏈的取代基,從與主鏈相連的碳原子如果是復(fù)雜的帶有分支鏈的取代基,從與主鏈相連的碳原子開始對(duì)支鏈編號(hào)。把分支鏈的位置及名稱寫在支鏈

7、取代基名開始對(duì)支鏈編號(hào)。把分支鏈的位置及名稱寫在支鏈取代基名稱前,一起放在括號(hào)內(nèi),括號(hào)前標(biāo)出支鏈位置稱前,一起放在括號(hào)內(nèi),括號(hào)前標(biāo)出支鏈位置 2022-3-812取代基的次序規(guī)則:取代基的次序規(guī)則:雙鍵和叁鍵連接的原子,可以看成是與兩個(gè)或三個(gè)相同的原子連接雙鍵和叁鍵連接的原子,可以看成是與兩個(gè)或三個(gè)相同的原子連接將各取代基與主鏈直接相連的第一個(gè)原子按原子序數(shù)大小排列,大將各取代基與主鏈直接相連的第一個(gè)原子按原子序數(shù)大小排列,大者為較優(yōu)基團(tuán)排在后邊,若是同位素,重同位素為較優(yōu)基團(tuán)者為較優(yōu)基團(tuán)排在后邊,若是同位素,重同位素為較優(yōu)基團(tuán)將各取代基與主鏈直接相連的第一個(gè)原子按原子序數(shù)大小排列,大將各取代

8、基與主鏈直接相連的第一個(gè)原子按原子序數(shù)大小排列,大者為較優(yōu)基團(tuán)排在后邊,若是同位素,重同位素為較優(yōu)基團(tuán)者為較優(yōu)基團(tuán)排在后邊,若是同位素,重同位素為較優(yōu)基團(tuán)2022-3-813 CH3CH2CH CH3CH3 4 3 2 12-甲基丁烷(異戊烷)甲基丁烷(異戊烷)烷烴命名舉例:烷烴命名舉例: 2022-3-814 CH3CH2CH CH3CH2CH3 1 2 3 4 5 3-甲基戊烷甲基戊烷注意:不能只把書面上得直鏈看作主鏈,凡連續(xù)注意:不能只把書面上得直鏈看作主鏈,凡連續(xù)相連的碳原子都應(yīng)包括在一條碳鏈內(nèi)相連的碳原子都應(yīng)包括在一條碳鏈內(nèi)2022-3-815 CH3CH2CH CH2CH2CH3C

9、H2CH2CH3如果構(gòu)造式中較長(zhǎng)的碳鏈不止一條時(shí),則選如果構(gòu)造式中較長(zhǎng)的碳鏈不止一條時(shí),則選擇帶有最多取代基的一條為主鏈擇帶有最多取代基的一條為主鏈 4 3 2 1 5 6 74-乙基庚烷2022-3-816取代基數(shù)目一樣多時(shí),以側(cè)鏈取代基數(shù)目一樣多時(shí),以側(cè)鏈位次最低的鏈為主鏈位次最低的鏈為主鏈12C H23C HC H3C H2C HC H C H2C H C H33C H CH3C H CH31234567345672,5-二甲基-4-仲丁基庚烷2,5-二甲基-4-(1-甲基丙基)庚烷2022-3-817 CH3CH2CH2CH CH CH2CH3CH3CH2CH3從最接近取代基的一端開始

10、,將從最接近取代基的一端開始,將主鏈碳原子數(shù)編號(hào)主鏈碳原子數(shù)編號(hào) 7 6 5 4 3 2 1 3-甲基-4-乙基庚烷2022-3-818 CH3CH2CH2CH CH2CH CH2CH3CH2CH3CH38 7 6 5 4 3 2 1 5-甲基-3-乙基辛烷 如果帶有幾個(gè)不同的取代基,命名時(shí)將如果帶有幾個(gè)不同的取代基,命名時(shí)將簡(jiǎn)單的基團(tuán)名稱放在前面,復(fù)雜的基團(tuán)名稱簡(jiǎn)單的基團(tuán)名稱放在前面,復(fù)雜的基團(tuán)名稱放在后面放在后面2022-3-819 CH3CH2CH CH CH2CH2CH2CH2CH CH3CH3CH3CH3如果帶有幾個(gè)相同的取代基,則可以合如果帶有幾個(gè)相同的取代基,則可以合并,但應(yīng)在基

11、團(tuán)名稱之前寫明位次和數(shù)并,但應(yīng)在基團(tuán)名稱之前寫明位次和數(shù)目,數(shù)目須用漢字二、三、目,數(shù)目須用漢字二、三、來表示來表示10 9 8 7 6 5 4 3 2 12,7,8-三甲基癸烷三甲基癸烷2022-3-820 CH3CH2CH CH CH2CH CH2CH3CH3CH3CH2CH3 1 2 3 4 5 6 7 83,4-二甲基-6-乙基辛烷2022-3-821 CH3CH CH2CH CH2CCH3CH3CHCH3CH3CH3CH2CH2CH3 1 2 3 4 5 6 7 8 92,6,6-三甲基-4-異丙基壬烷2022-3-822 對(duì)于復(fù)雜的取代基可用與對(duì)于復(fù)雜的取代基可用與前相似的方式命名

12、前相似的方式命名CH3CH2CHCH2CHCH2CH2CH2CH3CH2CH3CHCH2CH3CH2CH31234567891233-乙基-5-(1-乙基丙基)壬烷2022-3-823 1.2 烷烴的結(jié)構(gòu)烷烴的結(jié)構(gòu)1.2.1 甲烷的結(jié)構(gòu)甲烷的結(jié)構(gòu) 甲烷的正四面體甲烷的正四面體 Kekul模型模型 HCHHH109。280.109nm甲烷球棒模型甲烷比例模型2022-3-824乙烷分子的立體示意圖:乙烷分子的立體示意圖:109.5鍵鍵2022-3-825丁烷的Kekul模型(球棒模型)2022-3-8261.2.2 同分異構(gòu)現(xiàn)象:同分異構(gòu)現(xiàn)象:分子式相同而分子式相同而結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)不同的現(xiàn)象不同的現(xiàn)象

13、 順反異構(gòu)順反異構(gòu)旋光異構(gòu)旋光異構(gòu)碳架異構(gòu)碳架異構(gòu)位置異構(gòu)位置異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)體構(gòu)型異構(gòu)體構(gòu)象異構(gòu)體構(gòu)象異構(gòu)體構(gòu)造異構(gòu)體構(gòu)造異構(gòu)體立體異構(gòu)體立體異構(gòu)體 同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體(結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)(結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)2022-3-827烷烴的同分異構(gòu)烷烴的同分異構(gòu)戊戊烷烷:C5H12C H3CH2C H2CH2CH3正正戊戊烷烷C H3C H C H2C H3CH3異異戊戊烷烷C H3C C H3CH3CH3新新戊戊烷烷碳鏈異構(gòu):由于碳原子的連接次序不同產(chǎn)碳鏈異構(gòu):由于碳原子的連接次序不同產(chǎn)生的同分異構(gòu)。生的同分異構(gòu)。2022-3-8282. 烷烴的構(gòu)象烷烴的構(gòu)象 構(gòu)象構(gòu)象(Conformat

14、ion):):一定構(gòu)一定構(gòu)型的分子通過單鍵旋轉(zhuǎn),形成各原型的分子通過單鍵旋轉(zhuǎn),形成各原子或原子團(tuán)的空間排布。子或原子團(tuán)的空間排布。(1) 球棒模型(二)球棒模型(二)重疊式、交叉式構(gòu)象比較重疊式、交叉式構(gòu)象比較乙烷的交叉式構(gòu)象乙烷的交叉式構(gòu)象(3)紐曼投影式紐曼投影式重疊式構(gòu)象重疊式構(gòu)象 交叉式構(gòu)象交叉式構(gòu)象 重疊式構(gòu)象重疊式構(gòu)象 交叉式構(gòu)象交叉式構(gòu)象(2)透視式表示乙烷的構(gòu)象透視式表示乙烷的構(gòu)象乙烷分子各種構(gòu)象的能量曲線乙烷分子各種構(gòu)象的能量曲線12.6kJ/mol重疊式重疊式交叉式交叉式交叉式2022-3-832丁烷的構(gòu)象丁烷的構(gòu)象CH3CH2 CH2CH3 看成是看成是1,2二甲基乙烷,

15、沿二甲基乙烷,沿C2 C3旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生各種構(gòu)象,典型構(gòu)象有四種:旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生各種構(gòu)象,典型構(gòu)象有四種:能量大小順序能量大小順序:(1)(2)(3) 1 R (伯烷基自由基伯烷基自由基) 2 R 3 R 3 R 2 R 1 R CH3 - 越穩(wěn)定的自由基越易生成越穩(wěn)定的自由基越易生成. (即氫被奪取的容易程度即氫被奪取的容易程度) 3 H 2 H 1 H烷基自由基的穩(wěn)定次序烷基自由基的穩(wěn)定次序:伯伯,仲仲,叔氫原子活潑性叔氫原子活潑性2022-3-847自由基的穩(wěn)定性自由基的穩(wěn)定性2022-3-848丙烷的溴代反應(yīng):丙烷的溴代反應(yīng):在在300K,三種氫的溴代反應(yīng)的相對(duì)活性:,三種氫的溴代反應(yīng)的相對(duì)活

16、性:1600 :82:1 溴原子比氯原子選擇性更強(qiáng)溴原子比氯原子選擇性更強(qiáng)2022-3-8491.4.2 燃燃 燒燒CnH2n+2 + 3n+12O2nCO2+ (n+1)H2O + 熱能通式:通式: 每摩爾烷烴完全燃燒所放出的熱量稱為每摩爾烷烴完全燃燒所放出的熱量稱為燃燒熱燃燒熱 燃燒熱越低,能量越低,穩(wěn)定性越好燃燒熱越低,能量越低,穩(wěn)定性越好 支鏈烷烴異構(gòu)體的燃燒熱低,穩(wěn)定性好支鏈烷烴異構(gòu)體的燃燒熱低,穩(wěn)定性好 2022-3-850烯烴和炔烴烯烴和炔烴 2.1 烯烴和炔烴的命名烯烴和炔烴的命名通式:烯烴:通式:烯烴:CnH2n 炔烴:炔烴:CnH2n-2例例2:戊烯的五個(gè)構(gòu)造異構(gòu)體戊烯的五

17、個(gè)構(gòu)造異構(gòu)體(1) CH3-CH2 -CH2 -CH=CH2 1-戊烯戊烯(2) CH3 -CH2 -CH=CH-CH3 2-戊烯戊烯(3) CH2=C-CH2-CH3 2-甲基甲基-1-丁烯丁烯,2-甲基丁烯甲基丁烯 CH3(4) CH3-C=CH-CH3 2-甲基甲基-2-丁烯丁烯 CH3(5) CH3-CH-CH=CH2 3-甲基丁烯甲基丁烯 CH3如雙鍵位置在第一個(gè)碳上如雙鍵位置在第一個(gè)碳上,雙鍵位置數(shù)據(jù)可省雙鍵位置數(shù)據(jù)可省.2022-3-8522022-3-8532.2 烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu)烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu) 2.2.1 乙烯乙烯2022-3-8542.2.2 烯烴的同分異構(gòu)烯烴的同分異構(gòu)

18、烯烴的異構(gòu):烯烴的異構(gòu):碳鏈異構(gòu)、位置異構(gòu)、順反異構(gòu)。碳鏈異構(gòu)、位置異構(gòu)、順反異構(gòu)。丁烯有丁烯有5種同分異構(gòu)體:種同分異構(gòu)體:CH3CH2CH CHCH3 CH CH2 CH3CH3C CH2CH3(1) 1-丁烯 (2)2-丁烯(3)異丁烯位置異構(gòu) 碳鏈異構(gòu)位置異構(gòu)CCH3CHCH3HCCH3CHHCH3(4) 順-2-丁烯 (5)反-2-丁烯順反異構(gòu)2022-3-8552-戊烯的順反異構(gòu)戊烯的順反異構(gòu)2022-3-856順反異構(gòu)的成因順反異構(gòu)的成因2022-3-857烯烴順反異構(gòu)的標(biāo)記烯烴順反異構(gòu)的標(biāo)記 2022-3-858Z、E標(biāo)記法標(biāo)記法較優(yōu)基團(tuán)在雙鍵連線同側(cè)為較優(yōu)基團(tuán)在雙鍵連線同側(cè)為

19、Z構(gòu)型,否則為構(gòu)型,否則為E構(gòu)型構(gòu)型判斷標(biāo)準(zhǔn)不同:是判斷標(biāo)準(zhǔn)不同:是Z構(gòu)型不一定是順式構(gòu)型構(gòu)型不一定是順式構(gòu)型 2022-3-8592.2.3 乙乙 炔炔2022-3-860雜化方式:雜化方式: SP3 SP2 SP鍵角:鍵角: 109o28 120o 180o鍵長(zhǎng)不同鍵長(zhǎng)不同碳碳鍵長(zhǎng)碳碳鍵長(zhǎng) 153.4pm 133.7pm 120.7pm (Csp3-Csp3) (Csp2-Csp2) (Csp-Csp) C-H: 110.2pm 108.6pm 105.9pm (Csp3-Hs) (Csp2-Hs) (Csp-Hs) 軌道形狀:軌道形狀: 狹狹 長(zhǎng)長(zhǎng) 逐逐 漸漸 變變 成成 寬寬 圓圓碳的

20、電負(fù)性:碳的電負(fù)性: 隨隨 S 成成 份份 的的 增增 大,大, 逐逐 漸漸 增增 大。大。pka: 50 40 25CCHHHHHHHHHHCCHHC C碳雜化的比較碳雜化的比較2022-3-8612.3 烯烴和炔烴的物理性質(zhì)烯烴和炔烴的物理性質(zhì) 烯烴和炔烴分子間作用力主要是色散力,物理性質(zhì)與烯烴和炔烴分子間作用力主要是色散力,物理性質(zhì)與烷烴相近。烷烴相近。 24個(gè)個(gè) 碳原子的烯烴、炔烴為氣體,碳原子的烯烴、炔烴為氣體,518個(gè)碳的為個(gè)碳的為液體,液體,19個(gè)碳以上的為固體個(gè)碳以上的為固體烯烴、炔烴在水中的溶解度極小,密度小于烯烴、炔烴在水中的溶解度極小,密度小于1沸點(diǎn)、熔點(diǎn)和密度都隨相對(duì)分

21、子質(zhì)量的增加而增加沸點(diǎn)、熔點(diǎn)和密度都隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增加同碳數(shù)直鏈烴的密度:同碳數(shù)直鏈烴的密度:炔烴炔烴烯烴烯烴烷烴烷烴不同雜化類型碳原子的電負(fù)性順序:不同雜化類型碳原子的電負(fù)性順序:CspCsp2Csp3 2022-3-8622.4 烯烴和炔烴的化學(xué)性質(zhì)烯烴和炔烴的化學(xué)性質(zhì) 2022-3-863催化氫化催化氫化RCH CH2 + H2 RCH2CH3 + 氫化熱催化劑2022-3-864氫化熱氫化熱:1 1molmol不飽和化合物氫化時(shí)放不飽和化合物氫化時(shí)放出的熱量出的熱量氫化熱的大小反應(yīng)烯烴的相對(duì)穩(wěn)定性。氫化熱的大小反應(yīng)烯烴的相對(duì)穩(wěn)定性。雙鍵碳原子上的烷基越多,烯烴越穩(wěn)定。雙鍵碳原子

22、上的烷基越多,烯烴越穩(wěn)定。R2C=CR2R2C=CHRRCH=CHRRCH=CH2CH2=CH2.2-甲基丙烯甲基丙烯反反-2-丁烯丁烯順順-2-丁烯丁烯1-丁烯。丁烯。2022-3-865親電加成反應(yīng)親電加成反應(yīng)在反應(yīng)中,具有親電性能的帶正電荷或在反應(yīng)中,具有親電性能的帶正電荷或帶部分正電荷的試劑叫做帶部分正電荷的試劑叫做親電試劑親電試劑由親電試劑的作用而引起的加成反應(yīng)叫由親電試劑的作用而引起的加成反應(yīng)叫做做親電加成反應(yīng)親電加成反應(yīng)2022-3-866烯烴的親電加成反應(yīng)機(jī)理烯烴的親電加成反應(yīng)機(jī)理+ HXCCCCH+CCH+ X- CXCH第一步第一步: (慢)慢)決定性步驟決定性步驟第二步第

23、二步: (快)快)2022-3-867誘誘 導(dǎo)導(dǎo) 效效 應(yīng)應(yīng)定義:定義:在有機(jī)化合物中,由于電負(fù)性不同的取代基的影響,使在有機(jī)化合物中,由于電負(fù)性不同的取代基的影響,使整個(gè)分子中成鍵電子云按取代基的電負(fù)性所決定的方向而偏移整個(gè)分子中成鍵電子云按取代基的電負(fù)性所決定的方向而偏移的效應(yīng)。用的效應(yīng)。用“I”I”表示表示特征:特征:誘導(dǎo)效應(yīng)的大小和取代基的電負(fù)性大小有關(guān),而且隨著誘導(dǎo)效應(yīng)的大小和取代基的電負(fù)性大小有關(guān),而且隨著取代基距離的不斷增加而減弱很快,相隔三個(gè)碳原子以上則幾取代基距離的不斷增加而減弱很快,相隔三個(gè)碳原子以上則幾乎消失乎消失以氫作為比較標(biāo)準(zhǔn),大多數(shù)取代基是產(chǎn)生吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng),以氫

24、作為比較標(biāo)準(zhǔn),大多數(shù)取代基是產(chǎn)生吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng),用用“-I表示。烷基有表示。烷基有 斥電子誘導(dǎo)效應(yīng)。用斥電子誘導(dǎo)效應(yīng)。用“+I”表表 示。示。一些常見基團(tuán)誘導(dǎo)效應(yīng)由強(qiáng)到弱的排列順序:一些常見基團(tuán)誘導(dǎo)效應(yīng)由強(qiáng)到弱的排列順序:2022-3-868碳正離子的穩(wěn)定性碳正離子的穩(wěn)定性R C+RRR CH+RRCH2+CH3+CH3C+CH3CH3 H3CCHCH2CH3+即:叔(即:叔(3)R+仲(仲(2)R+伯(伯(1)R+CH3+2022-3-869加鹵素加鹵素 加成產(chǎn)物沒有顏色,溴發(fā)生反應(yīng)后,紅棕色加成產(chǎn)物沒有顏色,溴發(fā)生反應(yīng)后,紅棕色消失,用此反應(yīng)可以檢驗(yàn)碳碳重鍵的存在消失,用此反應(yīng)可以檢驗(yàn)碳

25、碳重鍵的存在 2022-3-870加鹵化氫加鹵化氫 條件:條件:將干燥的鹵化氫(將干燥的鹵化氫(HCl、HBr、HI)通入烯烴或)通入烯烴或烯烴非水溶液中烯烴非水溶液中HX活性:活性:HI HBr HCl HF2022-3-871馬氏規(guī)則馬氏規(guī)則(預(yù)測(cè)烯烴加成取向)(預(yù)測(cè)烯烴加成取向) 凡是不對(duì)稱烯烴與鹵化氫加成,氫凡是不對(duì)稱烯烴與鹵化氫加成,氫主要加在含氫多的雙鍵碳上。這一規(guī)律叫主要加在含氫多的雙鍵碳上。這一規(guī)律叫做馬爾科夫尼科夫規(guī)則,簡(jiǎn)稱馬氏規(guī)則。做馬爾科夫尼科夫規(guī)則,簡(jiǎn)稱馬氏規(guī)則。 實(shí)質(zhì):由碳正離子的穩(wěn)定性決定。(共軛效應(yīng)實(shí)質(zhì):由碳正離子的穩(wěn)定性決定。(共軛效應(yīng)決定加成取向)。決定加成取

26、向)。2022-3-872烯烴與硫酸加成:烯烴與硫酸加成: H2C CH2 + H2SO4 CH3CH2OSO2OH0-15 C硫酸氫乙酯98H2SO4CH2CH2H2O90 C CH3CH2OH與不對(duì)稱烯烴加成同樣遵循馬氏規(guī)則用上法制備醇叫間接水合,但設(shè)備腐蝕嚴(yán)重炔烴不發(fā)生此反應(yīng)炔烴不發(fā)生此反應(yīng) 2022-3-873加水加水水合反應(yīng)水合反應(yīng)條件:只有在強(qiáng)酸催化下條件:只有在強(qiáng)酸催化下烯烴才能與水直接發(fā)生加成反應(yīng)生成醇烯烴才能與水直接發(fā)生加成反應(yīng)生成醇 與不對(duì)稱烯烴加成同樣遵循馬氏規(guī)則與不對(duì)稱烯烴加成同樣遵循馬氏規(guī)則2022-3-874反馬氏反馬氏加成加成2022-3-875反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理(

27、1)2022-3-876聚合反應(yīng)聚合反應(yīng) 聚合反應(yīng)聚合反應(yīng):由單體分子相互作用生成高分子化:由單體分子相互作用生成高分子化合物的反應(yīng)叫聚合反應(yīng)。合物的反應(yīng)叫聚合反應(yīng)。nH2C=CH2 TiCl4Al(C2H5)30.11MPa6075 C乙烯(單體)聚乙烯(高分子) CH2 CH2()n2022-3-877氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)KMnO4氧化氧化2022-3-8782022-3-8792022-3-880臭氧化臭氧化 臭氧化物臭氧化物2022-3-881KMnO4H2O CH CH CO2 + H2O RC CR RCOOH + RCOOKMnO4H2O炔烴氧化反應(yīng)炔烴氧化反應(yīng)2022-3-883環(huán)

28、氧化環(huán)氧化2022-3-8842.4.4 H的鹵代的鹵代 C C C C X官能團(tuán)H2022-3-885自由基反應(yīng)機(jī)理:自由基反應(yīng)機(jī)理:2022-3-886自由基取代: 烷烴鹵代 烯烴反馬加成 烯烴 H的鹵代的鹵代親電加成:親電加成: 烯烴親電加成(烯烴親電加成(X2, HX, H2O, H2SO4)2022-3-8872.4.5 端基炔氫的反應(yīng)端基炔氫的反應(yīng)炔氫的酸性介于醇與氨之間炔氫的酸性介于醇與氨之間1). 活潑金屬炔化物活潑金屬炔化物用用NaNH2與末端炔烴,可以在液氨與末端炔烴,可以在液氨(33 C)下反應(yīng)。下反應(yīng)。H ORCCHNHCHCHCH CH 232233HC CH + N

29、a HC CNa + H2110 CHC CH + Na NaC CNa + H2220 C2022-3-8882). 2). 過渡金屬炔化物的生成過渡金屬炔化物的生成 不能直接用金屬來與末端炔烴作用,要用其配合物來作用。不能直接用金屬來與末端炔烴作用,要用其配合物來作用。注意:注意:干燥的炔化銀和炔化亞銅在干燥的炔化銀和炔化亞銅在受熱受熱或或震動(dòng)震動(dòng)是會(huì)發(fā)生爆是會(huì)發(fā)生爆炸!可用炸!可用濃鹽酸濃鹽酸處理處理2022-3-889烯烴化學(xué)性質(zhì) 簡(jiǎn)單總結(jié)1、催化加氫 H2/Pt2、親電加成 鹵素,Br/CCl4, 褪色,鑒別重鍵; 鹵化氫,馬氏規(guī)則(濟(jì)富),特例:HBr/ROOR(反馬) H2SO4

30、, 馬氏規(guī)則,產(chǎn)物溶于水,可用于分離,可水解成醇 H2O, 馬氏規(guī)則,強(qiáng)酸催化,生成醇3、聚合4、氧化 KMnO4, 冷或堿性,連二醇,MnO2褐色沉淀,鑒別雙鍵 酸性,雙鍵斷裂,2H(CO2), 1H(COOH), 0H(C=O) O3/Zn,H2O 雙鍵斷裂,雙鍵C分別加O成C=O 環(huán)氧化:過氧酸;Ag,2505、-H鹵代:X2/500 自由基取代,區(qū)別室溫加成2022-3-890炔烴化學(xué)性質(zhì) 與烯烴基本相似區(qū)別:1、與H2O加成生成烯醇式,轉(zhuǎn)變?yōu)橥?2、酸性KMnO4氧化, 三鍵斷裂,1H(CO2), 0H(COOH) 3、具有酸性,和鈉或氨基鈉反應(yīng),進(jìn)一步與鹵烷反應(yīng) 4、端炔鑒別反應(yīng)C

31、H CNa + C2H5Br CH C-C2H5CH CH CH CNa RC CH + NaNH2 RC CNa + NH3 烷基烷基化反應(yīng)化反應(yīng)NaNa液氨液氨 得到得到碳鏈增長(zhǎng)的炔烴碳鏈增長(zhǎng)的炔烴2022-3-891共軛二烯烴(共軛二烯烴(CnH2n-2)3.1 二烯烴的分類及命名二烯烴的分類及命名1. 分類分類2022-3-8922. 命名命名1)選取含兩個(gè)雙鍵的最長(zhǎng)碳鏈作主鏈,)選取含兩個(gè)雙鍵的最長(zhǎng)碳鏈作主鏈,從離雙鍵最近的一端開始編號(hào)從離雙鍵最近的一端開始編號(hào)2)順反異構(gòu)體的命名用)順反異構(gòu)體的命名用Z,E標(biāo)定。標(biāo)定。C C C CH3 C C2H5 CH3CH3CH3H5433,

32、4,5-三 甲 基 -(Z), (E)-2,4-庚 二 烯6 721(2Z,4E)-4,5-二甲基二甲基-2,4-庚二烯庚二烯2022-3-8933.2 共軛二烯烴的結(jié)構(gòu)共軛二烯烴的結(jié)構(gòu)1, 3 -丁二烯丁二烯2022-3-8943.3 共軛效應(yīng)共軛效應(yīng) 3.3.l 共軛二烯烴的穩(wěn)定性共軛二烯烴的穩(wěn)定性 1,3-戊二烯、戊二烯、1,4-戊二烯和戊二烯和1-戊烯的氫化戊烯的氫化熱數(shù)據(jù):熱數(shù)據(jù): 2022-3-8952022-3-8963.3.2 共軛效應(yīng)共軛效應(yīng)共軛效應(yīng)分類共軛效應(yīng)分類CCCCCCHHHHHH簡(jiǎn) 寫 為 : - 共軛:共軛:2022-3-897p- 共軛共軛空空P軌道與軌道與鍵共

33、軛鍵共軛2022-3-8982022-3-899 - 共軛共軛2022-3-8100 -p共軛共軛2022-3-8101共軛體系特點(diǎn)共軛體系特點(diǎn)2022-3-8102用共軛效應(yīng)解釋碳正離子和自用共軛效應(yīng)解釋碳正離子和自由基的穩(wěn)定性由基的穩(wěn)定性2022-3-81033.4 3.4 共軛二烯烴的反應(yīng)共軛二烯烴的反應(yīng)速度控制與平衡控制速度控制與平衡控制3.4.1 1,4-加成加成CH2=CH-CH=CH2CH2=CH-CH=CH2CH2Br-CHBr-CH=CH2CH3-CHCl-CH=CH2CH2Br-CH=CH-CH2BrBr2 , 冰醋酸冰醋酸1,2-加成加成1,4-加成加成CH3-CH=CH

34、-CH2ClHCl1,2-加成加成1,4-加成加成2022-3-8104碳正離子(2)比(1)穩(wěn)定。CH2 CH CH CH2CH2 CH CH CH2Br2BrCH2 CH CH CH2Br(1) (2)CH2 CH CH CH2Br BrCH2 CH CH CH2Br Br平衡時(shí):80 2080 。C 時(shí),20 8040。C 時(shí), 80 20低溫有利于動(dòng)力學(xué)控低溫有利于動(dòng)力學(xué)控制,高溫有利于熱力制,高溫有利于熱力學(xué)控制學(xué)控制低溫下低溫下1,2加成為主是由于反應(yīng)需要的活化能較低加成為主是由于反應(yīng)需要的活化能較低.高溫下高溫下1,4加成為主是由于加成為主是由于1,4加成產(chǎn)物更穩(wěn)定加成產(chǎn)物更穩(wěn)定

35、.2022-3-81053.4.2 雙烯合成雙烯合成(Diels-Alder Reaction) 以四個(gè)碳原子及以下的烴為原料合成:以四個(gè)碳原子及以下的烴為原料合成:“水水”不能少!不能少!CH2CCH3O解:解:2022-3-8107 脂環(huán)烴脂環(huán)烴脂環(huán)烴:碳干為環(huán)狀而性質(zhì)與開鏈烴相似脂環(huán)烴:碳干為環(huán)狀而性質(zhì)與開鏈烴相似的烴類。的烴類。5.1 脂環(huán)烴的分類和命名脂環(huán)烴的分類和命名5.1.1 分類分類 飽和脂環(huán)烴環(huán)烷烴不飽和脂環(huán)烴環(huán)烯烴、環(huán)炔烴按官能團(tuán)按環(huán)大小小環(huán)(C3、C4)普通環(huán)(C5C7)中環(huán)(C8C12)大環(huán)(C12)(通式:CnH2n)2022-3-8108小環(huán)(C3、C4)普通環(huán)(C

36、5C7)中環(huán)(C8C12)大環(huán)(C12)按環(huán)數(shù)單環(huán): 如CH2CH2CH2(環(huán)丙烷)、(環(huán)己烷)二環(huán):如 (十氫萘)又叫二環(huán)4.4.0癸烷多環(huán):二環(huán)以上。 如 金剛烷按環(huán)的連接方式稠環(huán):共有2個(gè)碳 如十氫萘螺環(huán):共有1個(gè)碳 如橋環(huán):共有2個(gè)以上碳原子 如按環(huán)大小2022-3-81095.1.2 命命 名名 單環(huán)烴的命名:?jiǎn)苇h(huán)烴的命名:a.a.根據(jù)環(huán)中碳原子的數(shù)目叫根據(jù)環(huán)中碳原子的數(shù)目叫“環(huán)某烷環(huán)某烷”;b.b.環(huán)上取代基的位次和編號(hào)寫在母體環(huán)烴名字前面,環(huán)上取代基的位次和編號(hào)寫在母體環(huán)烴名字前面,“編編號(hào)號(hào)”原則與烷烴相同;原則與烷烴相同;c.c.若有兩個(gè)取代基,則在最前面標(biāo)明若有兩個(gè)取代基,

37、則在最前面標(biāo)明“順、反順、反”;d.d.若取代基碳鏈較長(zhǎng),則環(huán)作為取代基。若取代基碳鏈較長(zhǎng),則環(huán)作為取代基。2-2-甲基甲基-3-3-環(huán)丙基庚烷環(huán)丙基庚烷2022-3-8110螺環(huán)烴的命名螺環(huán)烴的命名a.a.根據(jù)成環(huán)的碳總數(shù),叫螺根據(jù)成環(huán)的碳總數(shù),叫螺 某烷某烷b.b.兩環(huán)除開共用兩環(huán)除開共用C C外的外的C C數(shù),由小到大,放于數(shù),由小到大,放于 內(nèi),并用下角內(nèi),并用下角原點(diǎn)隔開原點(diǎn)隔開c.c.編號(hào):從小環(huán)編號(hào):從小環(huán)共用共用C C大環(huán)(并盡可能使取代基為此?。┐蟓h(huán)(并盡可能使取代基為此?。〆g.eg.5-5-甲基螺甲基螺2.42.4庚烷庚烷Cl5-5-氯螺氯螺2.52.5辛烷辛烷1 12

38、23 34 45 56 67 72022-3-8111橋環(huán)的命名橋環(huán)的命名a.a.判斷環(huán)數(shù)及總碳數(shù),稱幾環(huán)判斷環(huán)數(shù)及總碳數(shù),稱幾環(huán) 某烷某烷 * *環(huán)數(shù):將橋環(huán)烴變?yōu)殚_鏈化合物需要斷開的環(huán)數(shù):將橋環(huán)烴變?yōu)殚_鏈化合物需要斷開的C-CC-C鍵的最小數(shù)鍵的最小數(shù)b.b.將橋上碳原子數(shù)(不包括橋頭碳)由多到少順序列在將橋上碳原子數(shù)(不包括橋頭碳)由多到少順序列在 內(nèi),并用下角原點(diǎn)隔開(有幾個(gè)橋就有幾個(gè)數(shù)字)。內(nèi),并用下角原點(diǎn)隔開(有幾個(gè)橋就有幾個(gè)數(shù)字)。c.c.編號(hào):從第一個(gè)橋頭碳開始,從最長(zhǎng)的橋編到第二個(gè)橋頭編號(hào):從第一個(gè)橋頭碳開始,從最長(zhǎng)的橋編到第二個(gè)橋頭碳,再沿次長(zhǎng)的橋回到第一個(gè)橋頭碳,即按橋漸

39、短的次序?qū)⑻?,再沿次長(zhǎng)的橋回到第一個(gè)橋頭碳,即按橋漸短的次序?qū)⑵溆嗟臉蛞来尉幪?hào)。(若有取代基,則盡量使其位次較小)其余的橋依次編號(hào)。(若有取代基,則盡量使其位次較?。?022-3-8112二環(huán)二環(huán)4.2.04.2.0辛烷辛烷1 12 23 34 45 56 67 78 82,7,7-2,7,7-三甲基二環(huán)三甲基二環(huán)2.2.12.2.1庚烷庚烷1 12 23 34 45 56 67 72022-3-81135.2 脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)5.2.1 環(huán)丙烷、環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性環(huán)丙烷、環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的燃燒熱(見環(huán)烷烴的燃燒熱(見P53 表表26)2022-3-8114環(huán)丙烷環(huán)丙烷 C

40、CCHHHHHH105.50.1524nm114 環(huán)丙烷為張力環(huán),采取重疊式構(gòu)象,所以容易破環(huán)。此外,環(huán)丙烷CC鍵為彎曲鍵,有點(diǎn)類似于烯烴的鍵,可以發(fā)生類似于烯烴的加成反應(yīng)。2022-3-8115環(huán)丁烷的構(gòu)象環(huán)丁烷的構(gòu)象 平面式平面式蝴蝶式(穩(wěn)定)蝴蝶式(穩(wěn)定)2022-3-8116信封式(穩(wěn)定)2022-3-81175.2.2 環(huán)己烷的構(gòu)象環(huán)己烷的構(gòu)象椅式構(gòu)象椅式構(gòu)象船式構(gòu)象船式構(gòu)象2022-3-8118 2022-3-81192022-3-8120環(huán)己烷的椅式構(gòu)象最穩(wěn)定環(huán)己烷的椅式構(gòu)象最穩(wěn)定原因:原因:環(huán)張力為環(huán)張力為0 0采取鄰位交叉式構(gòu)象,扭轉(zhuǎn)張力最小采取鄰位交叉式構(gòu)象,扭轉(zhuǎn)張力最小1.1.1 1,3-3-二二a a鍵相互作用小。因?yàn)殒I相互作用小。因?yàn)镠 H原子范原子范德華半徑小,所以范德華張力為德華半徑小,所以范德華張力為0 02022-3-8121轉(zhuǎn)環(huán)作用轉(zhuǎn)環(huán)作用 2022-3-8122環(huán)己烷(a鍵和e鍵)HH

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