《【清华】有机化学A1-Chapt-3【GHOE】》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【清华】有机化学A1-Chapt-3【GHOE】（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章第三章烯烃烯烃 Alkene Alkene 第三章第三章烯烃烯烃 Alkene Alkene 一 烯烃的结构和命名一 烯烃的结构和命名 烯烃的化学反应烯烃的化学反应二 二 烯烃的化学反应烯烃的化学反应 1 加成反应1 加成反应 2 氧化反应2 氧化反应 3 3 氢的反应氢的反应3 3 氢的反应氢的反应 4 聚合反应4 聚合反应 三三烯烃的制备烯烃的制备三三 烯烃的制备烯烃的制备 有机化学A1 chapt31 一 烯烃的结构和命名 烯烃的结构和命名 分子形状为平面三角型分子形状为平面三角型 由 sp由 sp2 2杂化轨道形成 键和由 p 轨道形成杂化轨道形成 键和由 p 轨道形成 键组成烯
2、烃分子中的双键键组成烯烃分子中的双键 有机化学A1 chapt32 键组成烯烃分子中的双键键组成烯烃分子中的双键 分子轨道切面图 分子轨道切面图 有机化学A1 chapt33 CC 键键 键 键 键的特点键的特点键的特点键的特点 电子云呈轴对称电子云呈轴对称 具有可旋转性具有可旋转性 重叠程度高重叠程度高键较牢固键较牢固 键键 键的特点键的特点键的特点键的特点 1 1 键只有对称面没有对轴 所以 双键碳原子之间 键只有对称面没有对轴 所以 双键碳原子之间 重叠程度高重叠程度高 键较牢固键较牢固 不能以两碳核间联线为轴自由旋转 不能以两碳核间联线为轴自由旋转 2 由两个 p 轨道侧面重叠而成的
3、键 重叠程度比 2 由两个 p 轨道侧面重叠而成的 键 重叠程度比 键小的多 所以 键不如 键稳定 比较容易 破裂 C C 双键键长比 C C 碳碳单键的键长短 键小的多 所以 键不如 键稳定 比较容易 破裂 C C 双键键长比 C C 碳碳单键的键长短 有机化学A1 chapt34 0 134nm0 134nm 0 154nm0 154nm CC CC 键能为 610 9 347 3 键能为 610 9 347 3 键能为 键能为 347 3 KJ mol347 3 KJ mol 0 0 134nm134nm 263 6KJ 263 6KJ molmol 347347 3 3 KJ molK
4、J mol 3 键电子云比较分散 3 键电子云比较分散 有较大流有较大流学学 CC 有较大有较大的的流流动性 化动性 化学学 反应反应性性较强 较强 CC 有机化学A1 chapt35 性性 烯烃的同分异构现象烯烃的同分异构现象 构造异构构造异构 构造异构构造异构 1 碳链异构碳链异构 2 双键的位置异构双键的位置异构 顺反异构 立体异构 顺反异构 立体异构 有机化学A1 chapt36 1 1 构造异构 构造异构 1 1 构造异构 构造异构 分子式为分子式为C C H H 的烯烃的五个构造异构体的烯烃的五个构造异构体 CHCH CHCHCH 分子式为分子式为C C5 5H H10 10的烯烃
5、的五个构造异构体 的烯烃的五个构造异构体 双键双键CH2CH CH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3 双键双键 位置位置 异构异构 CH3 323 CH3 异构异构 CH2C CH2CH3 CH3C CH CH3 CH 碳 链 碳 链 异异 CH3CH CH3 CHCH2 异异 构构 有机化学A1 chapt37 3 2 2 2 顺反异构 几何异构 顺反异构 几何异构 2 2 顺反异构 几何异构 顺反异构 几何异构 CC H CH3 CC CH3 CH3 CC CH3 H CC H H 顺 2 丁烯反 2 丁烯顺 2 丁烯反 2 丁烯 当双键碳原子上各连有两个不相同的基团时 由于双键
6、当双键碳原子上各连有两个不相同的基团时 由于双键 能自由旋转能自由旋转在空就会形成排列方式在空就会形成排列方式形成反形成反不不能自由旋转能自由旋转 在空在空间间就会形成就会形成不同的不同的排列方式排列方式 形成形成顺顺反反 异构体 异构体 有机化学A1 chapt38 烯烃的命名烯烃的命名 1 选择1 选择含有烯键的最长链含有烯键的最长链为母体 为母体 2 2给给双键以最小双键以最小的编号的编号2 2 给给双键以最小双键以最小的编号的编号 3 指出 3 指出烯键的位置烯键的位置 编号 编号 多于一个烯键时 分别用二烯 三烯等表示烯键个数 多于一个烯键时 分别用二烯 三烯等表示烯键个数 有机化学
7、A1 chapt39 如果双键处于末端 在不引起混淆的 情况下 可将 如果双键处于末端 在不引起混淆的 情况下 可将 1 1 省略 省略 有机化学A1 chapt310 4 对于环状烯烃 4 对于环状烯烃 编号从双 键开始 并沿双键通过 编号从双 键开始 并沿双键通过 从使得烯键编小从使得烯键编小从从而而使得烯键编使得烯键编号最号最小小 2 甲基 1 3 环己二烯 2 甲基 1 3 环己二烯 不是不是 1 1 甲基甲基 1 51 5 环己二烯环己二烯 有机化学A1 chapt311 不是不是 1 1 甲基甲基 1 1 5 5 环己二烯环己二烯 有机化学A1 chapt312 Cis and T
8、rans Isomerization of Alkenes For double bonds that are disubtituted 2 other carbons attached cis and trans isomerization is possible p 对于双键有两个以上的取代基的烯烃 会有顺 反 两种异对于双键有两个以上的取代基的烯烃 会有顺 反 两种异 构体构体构体构体 H H cis 3 heptene H H H trans 3 heptene 反式反式 庚烯庚烯 cis 3 heptene 顺式顺式 庚烯庚烯 H 有机化学A1 chapt313 反式反式庚烯庚烯顺式
9、顺式庚烯庚烯 反反 2 2 丁烯丁烯 E Z Nomenclature of Alkenes 反反丁烯丁烯 of Alkenes CH3 2 CH3 CH3 Substituents are ranked 1 or 2 on 1 H ranked 1 or 2 on each end of the double bond 1 2 double bond 1 s opposite side so E E from entgegen German oppositeZ from zusammen German together 2 有机化学A1 chapt314 g g pp g 烯烃顺反异构体的的
10、命名 烯烃顺反异构体的的命名 Z E E ZE Z命名法命名法 E from entgegen German oppositeZ from zusammen German together 有机化学A1 chapt3 E from entgegen German oppositeZ from zusammen German together 15 Z Z 2 2 甲基甲基 1 31 3 二氯二氯 2 2 丁烯丁烯 有机化学A1 chapt316 Z Z 2 2 甲基甲基 1 1 3 3 二氯二氯 2 2 丁烯丁烯 CC BrCl BrH BCl ClHCC Cl H CC Cl Cl Br C
11、l Cl H Br Cl Cl H Z 1 2 二氯溴乙烯二氯溴乙烯 反反 1 2 二二氯溴乙烯氯溴乙烯 E 1 2 二氯溴乙烯二氯溴乙烯 顺顺 1 2 二二氯溴乙烯氯溴乙烯 有机化学A1 chapt317 反反 1 2氯溴乙烯氯溴乙烯顺顺 1 2氯溴乙烯氯溴乙烯 1 3 二甲基环己烯1 3 二甲基环己烯 Z Z 4 甲基 7 氯 3 辛烯 4 甲基 7 氯 3 辛烯 1 5 5 6 四甲基 3 乙基环己烯1 5 5 6 四甲基 3 乙基环己烯 有机化学A1 chapt318 Melting Points of Cis and Trans Alkenes 一般情况下 反式烯烃的熔点比顺式异构体
12、的熔点高 一般情况下 反式烯烃的熔点比顺式异构体的熔点高 这是由于反式异构体分子极性小 对称性好 反式异构这是由于反式异构体分子极性小 对称性好 反式异构 体热力学能低 比较稳定体热力学能低 比较稳定 通常通常反式异构体反式异构体比比顺顺 式异构体式异构体稳定 并且 有较 稳定 并且 有较高高的熔点 的熔点 顺反异构体不能通过顺反异构体不能通过 单键的旋转而互相单键的旋转而互相 单键的旋转而互相单键的旋转而互相 转化 但受热时 顺转化 但受热时 顺 反异构体可以通过 反异构体可以通过 键的断裂互相转化键的断裂互相转化 有机化学A1 chapt319 键的断裂互相转化键的断裂互相转化 二 烯烃的
13、化学反应二 烯烃的化学反应 一 加成反应 一 加成反应 1 加氢卤酸 HCl HBr HI 1 加氢卤酸 HCl HBr HI 碳碳双键是烯烃 的官能团 与烷烃相 碳碳双键是烯烃 的官能团 与烷烃相 比比烯烃的特征反应烯烃的特征反应 2 酸催化水合反应 3 烯烃与卤素的加成反应 2 酸催化水合反应 3 烯烃与卤素的加成反应 烯烃与次卤素的成反应烯烃与次卤素的成反应 比比 烯烃的特征反应烯烃的特征反应 发生在双键和碳氢键 上 发生在双键和碳氢键 上 4 4 烯烃与次卤素的烯烃与次卤素的加加成反应成反应 5 烯烃的硼氢化氧化反应5 烯烃的硼氢化氧化反应 6 6在过氧化物存在下在过氧化物存在下HBH
14、B 与与 在化学反应中 在化学反应中 烯烯烃双烃双键的键的 键键断裂断裂 6 6 在过氧化物存在下在过氧化物存在下 HBHBr r与与 烯烃的加成反应 自由基烯烃的加成反应 自由基 加成加成 烯键的烯键的键键断裂断裂 在原来在原来 键的两个碳 原子上各连一个原子 键的两个碳 原子上各连一个原子 或基团的反应称作加或基团的反应称作加 加成加成 7 烯烃的催化加氢反应7 烯烃的催化加氢反应 8 8 乙酸汞乙酸汞盐盐催化水和还原催化水和还原 或基团的反应称作加或基团的反应称作加 成反应 成反应 8 8 乙酸汞乙酸汞盐盐催化水和还原催化水和还原 9 环氧乙烷形成 10 与 9 环氧乙烷形成 10 与卡
15、宾卡宾加加成成 有机化学A1 chapt320 卡宾成卡宾成 重点重点重点重点 烯烃加成的三种主要类型烯烃加成的三种主要类型烯烃加成的三种主要类型烯烃加成的三种主要类型 亲电加成亲电加成亲电加成亲电加成 重点重点重点重点 亲电加成亲电加成亲电加成亲电加成 自由基加成自由基加成自由基加成自由基加成自由基加成自由基加成自由基加成自由基加成 催化加氢催化加氢催化加氢催化加氢 21有机化学A1 chapt3 亲电加成亲电加成 键电子云分布在分子平面的两边键电子云分布在分子平面的两边 易被亲电试剂进攻易被亲电试剂进攻 CCEY CC Elhil CCEY CC EY E electrophiles 亲电
16、试剂亲电试剂 HX HOH 卤化氢卤化氢 水水 H HOSO2OH HOH 硫酸硫酸 水水 H XX XOH 卤素 次卤酸 卤素 次卤酸 X2 H2O or X2 OH 亲电试剂亲电试剂 试剂在进攻反应中心时 试剂的正电部分较活泼 总是先加在反应中 心电子云密度大的原子上 即电子云密度较大的双键碳上 常见的亲电试剂有卤素 Cl2 Br2 无机酸 H2SO4 HCl HBr Hl HOCl HOBr 有机酸 F3C COOH CI3C COOH 等 22有机化学A1 chapt3 1 加氢卤酸 HCl HBr HI 1 加氢卤酸 HCl HBr HI 不饱和烃都含有不饱和烃都含有 键 键 如烯烃分子中 轨道处于双键的 如烯烃分子中 轨道处于双键的 上方和下方上方和下方 电子是裸露的电子是裸露的易于受亲电试剂的攻击易于受亲电试剂的攻击上方和下方上方和下方 电子是裸露的电子是裸露的 易于受亲电试剂的攻击易于受亲电试剂的攻击 反应活性 反应活性 HCl HBr HIHCl HBr R2CH RCH2 CH3 HI R3C R2CH RCH2 CH3 H I F Cl Br I R 供电子 烷基
