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有机化学. 炔 烃和二烯烃. Alkyne and Diene. 有机化学. (Ⅰ )炔烃 Alkyne. 本节主要内容. 一 炔烃的同分异构和命名 二 乙炔的结构 三 炔烃的物理性质 四 炔烃的化学性质. 炔 烃 炔烃的同分异构和命名. 1- 戊炔 ( 丙基乙炔 ). 2- 戊炔 ( 甲基乙基乙炔 ). 3- 甲基 -1- 丁炔 ( 异丙基乙炔 ). 3. 5. 4. 2. 1. 4. 1. 6. 5. 3. 2. 炔 烃 炔烃的同分异构和命名. 烃分子中同时含有碳碳双键和碳碳三键时叫 烯炔.
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有机化学 炔 烃和二烯烃 Alkyne and Diene
有机化学 • (Ⅰ )炔烃 • Alkyne
本节主要内容 一 炔烃的同分异构和命名 二 乙炔的结构 三 炔烃的物理性质 四 炔烃的化学性质
炔 烃 炔烃的同分异构和命名 1-戊炔 (丙基乙炔) 2-戊炔 (甲基乙基乙炔) 3-甲基-1-丁炔 (异丙基乙炔)
3 5 4 2 1 4 1 6 5 3 2 炔 烃 炔烃的同分异构和命名 • 烃分子中同时含有碳碳双键和碳碳三键时叫烯炔. 3-戊烯-1-炔 (不叫3-戊烯-4-炔) 1-己烯-5-炔 (不叫5-己烯-1-炔)
炔 烃 一 炔烃的同分异构和命名 二 乙炔的结构 三 炔烃的物理性质 四 炔烃的化学性质
炔 烃 乙炔的结构 • 乙炔的结构 • 分子中的碳氢原子都是分布在同一直线上, • 键角为180º, • 碳碳叁键的 • 键长0.120nm, • 键能836.8kJ/mol
炔 烃 乙炔的结构 乙炔分子的形成: 两个碳原子各以一个sp杂化轨道相符重叠形成C-C σ键,另一个sp杂化轨道各与氢原子的1s轨道重叠生成C-H σ键,乙炔的三个σ键的键轴呈一直线,键角为180°。
炔 烃 乙炔的结构 乙炔的结构:
炔 烃 一 炔烃的同分异构和命名 二 乙炔的结构 三 炔烃的物理性质 四 炔烃的化学性质
炔 烃 炔烃的物理性质 • 炔烃的物理性质与烷烃和烯烃相似. • 低级的炔烃C2~C4是气体, C5~C16是液体更高级的炔烃是固体. • 炔烃的沸点和相对密度都比相应的烯烃高些. • 炔烃比水轻,有微弱的极性,难溶于水,易溶于石油醚、苯、丙酮和醚类等有机溶剂中.
炔 烃 炔 烃 一 炔烃的同分异构和命名 二 乙炔的结构 三 炔烃的物理性质 四 炔烃的化学性质
炔 烃 炔烃的化学性质 • 1 加成反应 • 2 氧化反应 • 3 聚合反应 • 4 金属炔化物的生成
炔烃的化学性质1加成反应 • 催化加氢 • 亲电加成 • 亲核加成
H2 H2 Pt Pt 炔烃的化学性质1加成反应 • (1) 催化加氢 当使用Pt、Pd、Ni等催化剂时,反应往往难于停留在烯烃阶段,而是直接得到烷烃。
(1) 催化加氢 炔烃比烯烃更容易加氢,如同一分子中含有叁键和双键时,首先在叁键上发生加成。 选用适当的催化剂,如用喹啉部分毒化的Pd-BaSO4、醋酸铅部分毒化的Pd-CaCO3进行催化氢化,或用新生态的氢(钾或钠在浓氨中)可使氢化停留在烯烃阶段。例如:
Pd-CaCO3 Na,NH3 喹啉 • (1) 催化加氢
炔烃的化学性质1加成反应 • (2) 亲电加成 ① 加卤素 Br2 Br2 1,2-二溴乙烯 1,1,2,2-四溴乙烷 同烯烃相似,炔烃也能使溴褪色。因此可用溴 褪色来检验三键的存在。
(2) 亲电加成 碘与炔烃作用较困难,乙炔与碘作用通常只能生成1,2-二碘乙烯。 140~160℃ 1,2-二碘乙烯
(2) 亲电加成 烯炔加卤素时,首先发生在双键上, 如: 4,5-二溴-1-戊炔
HgCl2 120~180 ℃ 氯乙烯 • (2) 亲电加成 • ② 加卤化氢 炔烃与卤化氢的加成反应比较困难,用催化剂(高汞盐或亚铜盐)可使反应加速进行。
HCl HCl HgCl2 HgCl2 2-氯丙烯 2,2-二氯丙烷 • (2) 亲电加成 不对称的炔烃加卤化氢也按马氏规律进行:
(2) 亲电加成 正常加成 过氧化物 与烯烃的情况相似,炔烃与溴化氢的加成也可因过 氧化物的存在产生过氧化物效应,得到的是反马氏规律 的产物。
(2) 亲电加成 • ③ 加 水 H2SO4 HgSO4 分子重排 乙 醛
H2SO4 HgSO4 分子重排 丙 酮 • (2) 亲电加成 此反应叫做库切洛夫(Kucherov)反应。
互变异构 烯醇重排: 具有烯醇式结构的分子,一般都容易发生分子内重排,生成更稳定的酮式结构
炔烃的化学性质加成反应 • (3)亲核加成 • 加 醇 • 在碱催化下,炔烃可与醇发生加成反应生成乙烯(基)醚类 CH3ONa 加热,加压 甲基乙烯基醚 甲(基)乙烯(基)醚是制造涂料、清漆、粘合剂和 增塑剂的原料。
(3)亲核加成 _ _ _ +δ δ _ CH3OH 此反应历程是由带负电荷的甲氧基离子CH3O-和 乙炔作用生成负碳离子中间体,然后再和一分子醇作用 而得产物。
HgSO4,H+ 75~80℃ 醋酸乙烯酯 • (3)亲核加成 • 加羧酸 • 乙炔在汞盐存在下通入羧酸,发生亲核加成反应,生成羧酸乙烯酯。 醋酸乙烯酯是制造维尼龙和聚乙烯醇的重要原料, 聚乙烯醇广泛用来制造建筑涂料.
(3)亲核加成 ③ 加氰化氢 在氯化亚铜的存在下,氰化氢可与乙炔作用生成丙烯腈. 丙烯腈是制造合成纤维腈纶的重要原料,
KMnO4,H2O 炔烃的化学性质2氧化反应 炔烃受氧化剂作用时,碳碳叁键断裂生成羧酸和二氧化碳等。 反应时,高锰酸钾紫色逐渐消失,析出二氧化锰褐色沉淀,可以用此来检验碳碳叁键的存在.
KMnO4,H2O KMnO4,H2O 氧化反应 炔烃的结构不同,氧化所得的产物也不同。通过产物的分析,可以推测化合物的结构。 放出气体 末端炔烃 生成羧酸
氧化反应 分子中同时存在叁键和双键时,首先是双键 被氧化而叁键可以保留. CrO3
Cu2Cl2-NH4Cl 2 二聚物 H2O 乙烯基乙炔 三聚物 Cu2Cl2-NH4Cl 二乙烯基乙炔 炔烃的化学性质3聚合加成 炔烃在催化剂的作用下可以发生聚合,生成由几个分子聚合的产物。 乙炔基乙炔加氯化氢生成2-氯-1,3-丁二烯,用于合成氯丁橡胶
环状三聚物 Ni(CO)2·[(C6H5)3P]2 3 或活性炭600℃ 苯 环状四聚物 Ni(CN)2 4 醚 环辛四烯 聚合反应
_ 化学性质4金属炔化物的生成 由于乙炔分子中的碳为sp杂化, s成分增加使碳的共价半径较短, 电负性较大, C-H键的极性增加. C-H键的强极化作用,致使C-H键均裂受阻,而发生异裂较为容易。乙炔分子的氢原子比乙烷和乙烯的氢原子都活泼,并具有一定的酸性.
①与硝酸银或氯化亚铜的氨溶液作用 乙炔银(白色) 乙炔亚铜(棕红色) 此反应非常灵敏,可用来检查末端炔烃.
2 2 2 2 干燥的乙炔银或乙炔亚铜等炔化物受热或振动时易发生爆炸,生成金属和碳。 若用盐酸或硝酸等与金属炔化物作用炔化物立即分解为原来的炔烃。因此可用此法来分离、提纯具有 结构的炔烃。
液态氨 Na 190~220℃ 乙炔钠 乙炔二钠 Na或NaNH2 R'-Br 液态氨 液态氨 炔化钠 ② 与金属钠或氨基钠作用 乙炔或 型的炔烃在液态氨中与金属钠或氨基钠作用,便得到炔化钠。 炔化钠可用来合成高级炔烃。
有机化学 • (Ⅱ)二烯烃 • Diene
本节主要内容 • 二烯烃的分类和命名 • 1,3-丁二烯的结构与共轭效应 • 共轭二烯烃的性质
二 烯 烃 二烯烃的分类和命名 二烯烃的分类 (1) 累积双键二烯烃 (2) 共轭双键二烯烃 (3) 隔离双键二烯烃
二 烯 烃 二烯烃的分类 (1) 累积双键二烯烃 含有 结构的二烯烃.两个双键与同一碳原子相连,称为累积双键. 例如: 二丙烯
二 烯 烃二烯烃的分类 (2) 共轭双键二烯烃 即含有 结构的二烯烃.两个双键被 一个单键隔开,称为共轭双键.含有共轭双键的体系叫共轭体系. 例 : 1,3-丁二烯 1,3-环己二烯
二 烯 烃二烯烃的分类 (3) 隔离双键二烯烃 也称为孤立双键二烯烃,即含有 (n≥1) 结构的二烯烃.两个双键或两个以上的单键隔开,称为隔离双键. 例 : n 1,4-戊二烯
二 烯 烃 二烯烃的分类和命名 二烯烃的命名 分子中含有两个(或多个)双键,叫二(或多)烯,命名时用数字标明两个(或多个)双键的位次. 例如: 2-甲基-1,4-戊二烯 2-甲基-1,3-丁二烯 1,3,5-己三烯
二 烯 烃 二烯烃的命名 二烯烃的顺反异构体比单烯烃复杂,命名时必须逐个标明构型. 例 : Z 顺,顺-2,4-己二烯 (Z,Z-2,4-己二烯) Z
二 烯 烃 二烯烃的命名 E Z 顺,反-2,4-己二烯 (Z, E-2,4-己二烯) E 反,反-2,4-己二烯 (E,E-2,4-己二烯) E
二 烯 烃 一 二烯烃的分类和命名 二 1,3-丁二烯的结构与共轭效应 三 共轭二烯烃的性质