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1、第三章 烯烃 （Alkene）Date1哈工大(威海)-lifl学习要求知识目标： 能力目标： 1.掌握烯烃的定义、通式和命名2.了解烯烃的结构和物理性质3.理解烯烃的同系列和同分异构现象4.掌握烯烃的化学性质1.能用系统命名法命名烯烃2.能用化学方法鉴别烯烃 Date2哈工大(威海)-lifl第一节 烯烃结构C=Cb（a优先于b）,de（d优先于e） ，则下列顺反异构体的构型分别为：Z-E-IUPAC规定: E - Entgegen-表示“相反”Z - Zusammen-表示“共同” 3-2 烯烃构造异构和命名Date21哈工大(威海)-lifla b a bC=C C=Ca b a b(a
2、a,bb;aa,bb)Z-次序在前的取代基(a和 b)在双键的同侧; E- 次序在前的取代基(a和 b)在双键的异侧a,a,b,b为次序,由次序规则定.(1)Z构型(2) E 构型同碳上下比较3-2 烯烃构造异构和命名Date22哈工大(威海)-lifl第三节 次序规则Date23哈工大(威海)-lifl原子序数不同的原子，按原子序数大小排列，原子序数大的排在前面，孤对电子在最后 。常见的原子优先排列的顺序为：IBrClSFONCH孤对电子 英戈尔(C. K. Ingold)-凯恩(R. S. Cahn)-普雷洛格(V. Prelog)优先次序规则：3-3 次序规则Date24哈工大(威海)-
3、lifl若基团中与双键直接相连的原子的优先次序相同，再比较基团中第二个原子的优先 次序，如仍相同，再比较 第三个例：叔丁基C（C、C、C），异丙基C（C、C、H）-C(CHH),C(CHH),C(CCH) -C(CHH),C(CHH),C(CHH)优先次序规则3-3 次序规则Date25哈工大(威海)-lifl当基团中有不饱和键时，可以看作一个原子二次与另一个原子结合，例：优先次序规则3-3 次序规则Date26哈工大(威海)-lifl根据以上原则，确定下列化合物的构型：Z-E-顺、反与Z、E命名法是二种不同的标记顺反 异构体的方法，二者没有必然联系，一个化合物 用Z、E标记法标记时其构型为Z
4、，当用顺反标记 法标记时，其构型可能为顺式也可能为反式。顺-顺- Z-E-3-3 次序规则Date27哈工大(威海)-lifl-CCl3-CHCl2-COCl-CH2Cl-COORCOOH 例1: Br ClC=CH3C H 例2: H3C CH2CH2CH3C=C CH3CH2 CH2CH3 例3: Br ClC=C Cl H注意: 顺式不一定是Z构型;反式不一定是E构型.(Z) -1-氯-2-溴丙烯(E)-3-甲基-4-乙基-3-庚烯(Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯3-3 次序规则Date28哈工大(威海)-lifl命名下列化合物:H HCH3 C=CC=C CH3H H（2）顺，顺-2，
5、4-己二烯（3）（Z，Z）-2，4-己二烯（1）（2Z，4Z）-2，4-己二烯 3-3 次序规则Date29哈工大(威海)-lifl第四节 烯烃来源和制法Date30哈工大(威海)-lifl石油裂解(乙烯):C6H14 CH4 + CH2=CH2 + CH3-CH=CH2 + 其 它15% 40% 20% 25%1. 醇脱水(浓H2SO4,170) CH3-CH2OH CH2=CH2 + H2O(Al2O3,350360) CH3-CH2OH CH2=CH2 + H2O98%一、烯烃的工业来源和制法二、 烯烃的实验室制法3-4 烯烃来源和制法Date31哈工大(威海)-liflCH3-CH-C
6、H2CH2CH3 CH3- CH=CHCH2CH3OH 2-戊烯(主要产物) + CH2=CH- CH2CH2CH31-戊烯 H2SO4 -H2O脱氢方向查依采夫规则条件-在乙醇溶液内进行,在强碱(常用KOH,NaOH) 下,脱卤化氢.CH3CH-CHCH2CH3 + KOHH BrCH3CH=CHCH2CH3 + KBr + H2O2-戊烯CH3CH2OH2. 卤烷脱卤化氢条件3-4 烯烃来源和制法Date32哈工大(威海)-lifl第五节 烯烃的物理性质Date33哈工大(威海)-lifl(1) 含24个碳原子的烯烃为气体，518个 碳原子的烯烃为液体。 (2)直链烯的沸点要高于带支链的异
7、构体， 但差别不大。 顺式异构体的沸点一般比反式的要高; 而熔点较低。 (3)烯烃的相对密度都小于1。 (4)烯烃几乎不溶于水，但可溶于非极性溶 剂(戊烷,四氯化碳,乙醚等)。3-5 烯烃的物理性质Date34哈工大(威海)-lifl构型不同的顺反异构体，其熔 沸点不 同。=0 b.p=0.9 m.p=-105 =0.33 b.p=3.9 m.p=-139 3-5 烯烃的物理性质Date35哈工大(威海)-lifl第六节 烯烃的化学性质Date36哈工大(威海)-lifl碳碳双键 断裂乙烷C-C 单键需要347kJ/mol 断裂 C-C 键断裂需要264kJ/mol 双键使烯烃有较大的活性.
8、- 烯烃在起化学反应时往 往随着 键的断裂又生成两个新的 键,即在双键 碳上各加一个原子或基团.C=CC=C HBr HCl，其主要原因是HI分子中I原子 半径大，变形性强，其可极化性也大。3-6 烯烃的化学性质Date43哈工大(威海)-liflCH3CH2CH2CH=CH2 CH3CH2CH2CH- CH3IKI + H3PO4A 烯烃与碘化氢的加成B 工业上氯乙烷的制备:-是乙烯和氯化氢在氯乙烷溶液中,在催化剂无 水氯化铝存在下进行的. AlCl3起促进 HCl 离解 的作用.AlCl3 + HCl AlCl4- + H+3-6 烯烃的化学性质Date44哈工大(威海)-lifl烯烃和卤
9、化氢(以及其它酸性 试剂H2SO4,H3O+) 第一步: -C=C- + H+ X - -C-C- + X- 生成碳正离子 H 第二步:碳正离子迅速与 X- 结合生成卤烷。-C-C - + X- -C-C- H H X+第一步的反应速度慢，为速率控制步骤。C 加成反应历程第一步反应是由亲电试剂的攻击而发生的，所以与HX 的加成反应叫亲电加成反应。3-6 烯烃的化学性质Date45哈工大(威海)-lifl异丁烯和 HBr 的亲 电加成过程及能量变 化异丁烯与HBr亲电加成反应过程3-6 烯烃的化学性质Date46哈工大(威海)-lifl正碳离子（carbonium ion）含有一个三价碳原子和带
10、有一个正电荷的 离子叫正碳离子。正碳离子是亲电加成反应的 中间体,常见的正碳离子一般有以下四类：叔丁基正碳离子3异丙基正碳离子2乙基正碳离子1甲基正碳离子D 碳正离子的结构和稳定性分析3-6 烯烃的化学性质Date47哈工大(威海)-lifl正碳离子的中心碳原子 为sp2杂化，还有一个未参 与杂化的p轨道，p轨道缺 电子而带正电荷。以乙基 正碳离子为例其结构如下 ：烯烃分子的一个碳原子的价电子状态由 原来sp2的杂化转变为sp3杂化.另一个带正电的碳原子,它的价电子状态 仍然是sp2杂化,它具有一个p空轨道(缺电子).3-6 烯烃的化学性质Date48哈工大(威海)-lifl物理学证明：一个带
11、电要体系的稳定性随其 所带电荷分散程度的增大而增加。甲基为斥电子 基团，可使中心碳原子的电荷分散，因此几种正 碳离子的稳定性大小为：3 2 1 CH3+乙基碳正离子的空p轨道3-6 烯烃的化学性质Date49哈工大(威海)-liflCH3 CH3CH3CCH3 CH3 CH CH2(inductive effect) -和杂化碳原子相连的甲基及 其它烷基都有给电子性或供电性(与相连的氢原子比较).这是 分子内各原子间静电的诱导作用而形成电子云偏移的结果,电 子云偏移往往使共价键的极性也发生变化.这种因某一原子或 基团的电负性（sspsp2sp3p）而引起电子云沿着键链向 某一方向移动的效应叫诱
12、导效应.由于诱导效应,也由于超共轭效应,三个甲基都将电子云推 向正碳原子,就减低了正碳原子的正电性,或者说,它的正电荷 并不是集中在正碳原子上,而是分散到三个甲基上.+诱导效应诱导效应按照静电学,一个带电体系,电荷越分散,体系越稳定.稳定性比较+3-6 烯烃的化学性质Date50哈工大(威海)-lifl诱导效应是分子本身固有的，是一种永久性 的效应，诱导效应的结果：共用电子对并不是完 全转移到另一个原子上，只是成键原子间的电子 云密度发生了变化，即键的极性改变。诱导效应的强弱取决于原子的电负性大小， 原子的电负性与氢原子的差距越大，其诱导效应 越强。诱导效应的特点：诱导效应沿碳链传递时，随链的
13、增长而迅 速减弱；诱导效应具有加和性。3-6 烯烃的化学性质Date51哈工大(威海)-lifl给电子基和吸电子基给电子基团：电负性比氢小的，如烷基、负离子等。吸电子基团：电负性比氢大的，如正离子、卤原子、 带氧或带氮的基团、不饱和烃基。3-6 烯烃的化学性质Date52哈工大(威海)-liflCH3 CH3 H CH3CCH3 CH3 C CH3 -C CH3H H+比较伯,仲,叔碳正离子和甲基碳正离子的稳定性叔(30)R+ 仲(20)R+ 伯(10)R+ CH3+试比较下列碳正离子的稳定性,由大到小顺序排列:3-6 烯烃的化学性质Date53哈工大(威海)-lifl第一步:形成各种碳正离子的稳定性和碳正离子生 成难易的比较: 例如:2-甲基丙烯的加成需要的能量低,易 生成,稳定需要的能量高,不 易生成,不稳定形成碳正离子时的能量3-6 烯烃的化学性质Date54哈工大(威海)-lifl碳正离子的结构和稳定性-CH3 C
