有机化学开链烃烯烃公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

烯烯 烃烃 alkeneCnH2n第1页第1页(1)选择选择含碳碳双键含碳碳双键最长碳链为主链最长碳链为主链(母体母体);(2)碳链编号时碳链编号时,应从应从靠近双键靠近双键一端开始一端开始;(3)烯前要冠以官能团烯前要冠以官能团位置位置数字数字(编号最小编号最小);(4)其它同烷烃命名规则其它同烷烃命名规则.一、一、烯烃命名烯烃命名命名规则命名规则(系统命名系统命名):CH3-CH-CH=CH2 3-甲基丁烯甲基丁烯 CH3第2页第2页(1)乙烯分子所有碳和氢原子都分布在同一平面乙烯分子所有碳和氢原子都分布在同一平面.双双键键上上碳碳采采用用 sp2杂杂化化,形形成成处处于于同同一一平平面面上上三三个个 sp2 杂化轨道杂化轨道1、乙烯结构乙烯结构二、二、烯烃结构烯烃结构第3页第3页sp2杂化轨道和乙烯杂化轨道和乙烯 键键(2)sp2杂化轨道杂化轨道第4页第4页C:2s12px12py12pz1碳原子上未参与杂化碳原子上未参与杂化p轨道轨道,它们对称轴它们对称轴垂直垂直于乙烯分子于乙烯分子所在平面所在平面,它们互相平行以侧它们互相平行以侧面互相交盖而形成面互相交盖而形成 键键.(3)乙烯乙烯 键键 键没有键没有轴对称轴对称,不能左右旋转不能左右旋转.第5页第5页(4)碳碳单键和双键电子云分布比较碳碳单键和双键电子云分布比较C-C 键键C-C 键键电子云不易与外界靠近电子云不易与外界靠近电子云暴露在外电子云暴露在外.易靠近亲电试剂易靠近亲电试剂第6页第6页因为双键不能自由旋转,当双键两个碳原子各连接不同原子或基团时,可能产生不同异构体.2、顺反异构现象顺反异构现象(立体异构现象立体异构现象)第7页第7页 a a a b C=C C=C b b b a命名命名:在前加一在前加一顺顺(cis-)或或反反(trans-)字表示字表示.条件:组成双键任何一个碳原子上所连接两个原子或基团都要不同;顺式顺式(两个相同基团处于双键同侧两个相同基团处于双键同侧)反式反式(异侧异侧)顺反异构现象顺反异构现象(立体异构现象立体异构现象)第8页第8页 a a a c C=C C=C a b a d 注注意意:只只要要任任何何一一个个双双键键上上同同一一个个碳碳所所连连接接两两个个取取代基是代基是相同相同,就没有顺反异构就没有顺反异构.没有没有顺反异构顺反异构第9页第9页 CH3 CH3 CH3 CH3 C=C C=C H H H Cl CH3 H CH3CH2 CH3 C=C C=C H CH3 H H 比如比如:顺顺-2-丁烯丁烯反反-2-丁烯丁烯顺顺-2-氯氯-2-丁烯丁烯顺顺-2-戊烯戊烯第10页第10页若若顺顺反反异异构构体体双双键键碳碳原原子子上上没没有有相相同同基基团团,顺顺反反命命名发生困难名发生困难.Br Cl Br H C=C C=C CH3 H CH3 Cl3、E-Z标识法标识法顺序规则顺序规则IUPAC要求要求:E-Entgegen-表示表示“相反相反”Z-Zusammen-表示表示“共同共同”第11页第11页 a b a b C=C C=C a b a b(aa,bb;aa,ba,bb;ab)Z-顺序在前取代基顺序在前取代基(a和和 b)在双键在双键同侧同侧;E-顺序在前取代基顺序在前取代基(a和和 b)在双键在双键异侧异侧a,a,b,b为顺序为顺序,由顺序规则定由顺序规则定.(1)Z构型构型(2)E 构型构型同碳上下比较同碳上下比较第12页第12页(1)首首先先由由和和双双键键碳碳原原子子直直接接相相连连原原子子原原子子序序数数决决定定,大在前：大在前：IBrClSPFONCD(氘氘1中子中子)H -Br -OH -NH2 -CH3 -H(2)若若双双键键碳碳原原子子直直接接相相连连第第一一原原子子原原子子序序数数相相同同,则则比较以后原子序数比较以后原子序数 -CH2CH3 -CH3(3)取取代代基基为为不不饱饱和和基基团团,应应把把双双键键或或三三键键原原子子当当作作是是它以单键和多个原子相连它以单键和多个原子相连:C C CCC C-CH=CH2 相称相称于于-CH-CH2，-C C 相称相称于于-C-CHE-Z标识法标识法顺序规则顺序规则第13页第13页第14页第14页例例1:Br Cl C=C (Z)-1-氯氯-2-溴丙烯溴丙烯 H3C H例例2:H3C CH2CH2CH3 C=C (E)-3-甲基甲基-4-乙基乙基-3-庚烯庚烯 CH3CH2 CH2CH3例例3:Br Cl C=C (Z)-1,2-二二氯氯-1-溴乙烯溴乙烯 Cl H注意注意:顺式不一定是顺式不一定是Z构型构型;反式不一定是反式不一定是E构型构型.第15页第15页 二烯烃命名二烯烃命名 H H CH3 C=C C=C CH3 H H（2）顺，顺）顺，顺-2，4-己二烯己二烯（3）（）（Z，Z）-2，4-己二烯己二烯（1）（）（2Z，4Z）-2，4-己二烯己二烯 (北大北大)第16页第16页1、含含24个个碳碳原原子子烯烯烃烃为为气气体体,518个个碳碳原原子子烯烯烃烃为为液体液体.2、直链烯沸点要高于带支链异构体、直链烯沸点要高于带支链异构体,但差别不大但差别不大.3、顺式异构体顺式异构体沸点普通比反式要高沸点普通比反式要高;而熔点较低而熔点较低.4、烯烯烃烃几几乎乎不不溶溶于于水水,但但可可溶溶于于非非极极性性溶溶剂剂(戊戊烷烷,四四氯化碳氯化碳,乙醚等乙醚等).三、三、烯烃物理性质烯烃物理性质第17页第17页Pt铂铂,Pd钯钯,Ni镍催化剂镍催化剂 CH2=CH2 +H2 CH3-CH3 1、催化加氢、催化加氢四、四、烯烃化学性质烯烃化学性质第18页第18页(1)与卤化氢加成与卤化氢加成:C=C CH3-CH CH2 -和和杂杂化化碳碳原原子子相相连连甲甲基基及及其其它它烷烷基基都都有有给给电电子子性性或或供供电电性性(与与相相连连氢氢原原子子比比较较).这这是是分分子子内内各各原原子子间间静静电电诱诱导导作作用用而而形形成成电电子子云云偏偏移移结结果果,电电子子云云偏偏移移往往往往使使共共价价键键极极性性也也发发生生改改变变.这这种种因因某某一一原原子子或或基基团团电电负负性性（sspsp2sp3p）而而引引起起电电子云沿着键链向某一方向移动效应叫诱导效应子云沿着键链向某一方向移动效应叫诱导效应.由由于于诱诱导导效效应应,也也由由于于超超共共轭轭效效应应,三三个个甲甲基基都都将将电电子子云云推推向向正正碳碳原原子子,就就减减低低了了正正碳碳原原子子正正电电性性,或或者者说说,它它正正电电荷荷并并不不是是集集中中在在正碳原子上正碳原子上,而是分散到三个甲基上而是分散到三个甲基上.+诱导效应诱导效应诱导效应诱导效应按照静电学按照静电学,一个带电体系一个带电体系,电荷越分散电荷越分散,体系越稳定体系越稳定.稳定性比较稳定性比较+第24页第24页 CH3 CH3 HCH3CCH3 CH3 C CH3-C CH3 H H +比较伯比较伯,仲仲,叔碳正离子和甲基碳正离子稳定性叔碳正离子和甲基碳正离子稳定性叔叔(30)R+仲仲(20)R+伯伯(10)R+CH3+补充补充:比较下列碳正离子稳定性比较下列碳正离子稳定性,由大到小顺序排列由大到小顺序排列:第25页第25页电子效应电子效应诱导效应诱导效应共轭效应共轭效应给电子诱导效应给电子诱导效应吸电子诱导效应吸电子诱导效应给电子共轭效应给电子共轭效应吸电子共轭效应吸电子共轭效应+I，-I+C，-Cconjugated effectinductive effectelectric effect第26页第26页 共轭效应：在有机化合物分子中，由于相邻原子P轨道发生重叠和形成大键结果，致使单双键键长趋于平均化，分子能量减少，这种电子效应称为共轭效应。第27页第27页第28页第28页第29页第29页(2)烯烃烯烃H2SO4与加成与加成(3)烯烃与水加成烯烃与水加成第30页第30页 Br CH3CH=CH2+Br2 CH3-CH-CH2 Br注注1:烯烃与卤素加成也是亲电加成烯烃与卤素加成也是亲电加成,得到得到反式加成产物反式加成产物.(4)与卤素加成与卤素加成注注2:溴溴 CCl4 溶液溶液为为黄色黄色,它与烯烃加成后形成二溴化它与烯烃加成后形成二溴化物即转变为无色物即转变为无色.褪色反应不久速褪色反应不久速,是是检查碳碳双键检查碳碳双键是否是否存在一个特性反应存在一个特性反应.第31页第31页反式加成历程反式加成历程对称结构对称结构环状溴鎓环状溴鎓离子离子12无重排产物无重排产物第32页第32页 H2O+Br2 HO-Br+HBr C=CC C +HX OH X按按照照 ,带带正正电电X 加加到到含含有有较较多多氢氢原原子子双双键键碳碳上上.-OH加加到到连连有有较较少少氢氢原原子子双双键键碳碳上上.X2H2O(5)与与HO-Br或或HO-Cl加成加成马尔科夫尼科夫规律马尔科夫尼科夫规律第33页第33页在在日日光光和和过过氧氧化化物物存存在在下下,烯烯烃烃和和 HBr 加加成成取取向向正正好好和和马马尔尔科科夫夫尼尼科科夫夫规规律律相相反反,叫叫做做烯烯烃烃与与HBr加加成成过氧化物效应过氧化物效应.3、自由基加成自由基加成过氧化物效应过氧化物效应只有只有HBr有过氧化有过氧化物效应物效应注注意意:烯烯烃烃只只能能和和 发发生生自自由由基基加加成成，和和HCl和和HI加加成成是是吸吸热热反反应应,反反应应需需要要很很大大活活化化能能，故故HCl和和HI、HCN等等无过氧化物效应无过氧化物效应.HBr第34页第34页(1)空气催化氧化空气催化氧化 CH2=CH2+O2 CH2-CH2 O CH2=CH-CH3+O2 CH2=CH-CHO+H2O 丙烯醛丙烯醛 Ag250CuO3704、氧化反应氧化反应第35页第35页稀稀KMnO4(中性中性或或碱性碱性)溶液溶液-可用四氧化锇可用四氧化锇(OsO4)代代 CH2-O O CH2-OH CH2=CH2+MnO4-Mn +MnO2 CH2-O O-CH2-OH*在双键位置引入在双键位置引入顺式顺式两个羟基两个羟基,生成生成连二醇连二醇.OH-H2O(2)高锰酸钾氧化高锰酸钾氧化第36页第36页A:RCH=CH2 RCOOH+CO2B:R R”R O R-C=C-H R-C=O +HO-C-R”KMnO4 紫红色酸性高锰酸钾溶液快速褪色紫红色酸性高锰酸钾溶液快速褪色 是检查是否有双键一个主要办法是检查是否有双键一个主要办法.KMnO4 在酸性高锰酸钾溶液中在酸性高锰酸钾溶液中,继续氧化继续氧化,双键位置发生断裂双键位置发生断裂,得到酮和羧酸混合物得到酮和羧酸混合物:第37页第37页 R R O R RCH=C +O3 C C R”H O-O R”R +H2O RCHO+O=C +H2O2 R”溴溴氧氧化化物物水水解解所所得得醛醛或或酮酮保保持持了了本本来来烯烯烃烃部部分分碳碳链链结结构构.该反应能够该反应能够推导本来烯烃结构推导本来烯烃结构.臭氧化物臭氧化物锌粉锌粉+H2O(3)臭氧化臭氧化第38页第38页和和双双键键碳碳直直接接相相连连碳碳原原子子叫叫 碳碳原原子子,碳碳上上氢氢叫叫做做 氢氢原子原子.氢原子受双键影响氢原子受双键影响,比较活泼比较活泼.CH3-CH=CH2+Cl2 CH2-CH=CH2+HCl Cl自由基型自由基型氯代反应氯代反应.(2)氧化氧化 CH2=CH-CH3+3/2 O2 CH2=CH-COOH+H2O 丙烯酸丙烯酸CH2=CH-CH3+NH3+3/2 O2 CH2=CH-CN+3H2O 丙烯丙烯腈腈(jing)500MoO3400 磷钼酸铋磷钼酸铋470 5、-氢原子氢原子反应反应(1)氯代氯代(取代取代)熟记：熟记：Cl2；500。低温易加成反应。低温易加成反应。第39页第39页聚聚合合反反应应-由由低低相相对对分分子子质质量量有有机机化化合合物物互互相相作作用用而而生生成高分子化合物反应叫聚合反应成高分子化合物反应叫聚合反应.nCH2=CH2 .CH2-CH2.+.-CH2-CH2-n自自由由基基聚聚合合反反应应(高高压压聚聚乙乙烯烯(150300MPa),低低密密度度聚聚乙乙烯烯(0.92g/cm3)或软聚乙烯或软聚乙烯)齐齐格格勒勒-纳纳塔塔催催化化剂剂作作用用下下,低低压压聚聚乙乙烯烯(0.11MPa),高高密密度聚乙烯度聚乙烯(0.94g/cm3)或硬聚乙烯或硬聚乙烯.引起剂引起剂6、聚合反应、聚合反应(1)聚乙烯聚乙烯第40页第40页诺贝尔化学奖第41页第41页 n CH=CH2 -CH-CH2-n CH3 CH3(3)共聚反应-不同单体共同聚合而成 如:乙烯,丙烯共聚反应得:乙丙橡胶(4)二聚体,三聚体 CH3 CH3 CH3-C-CH=C-CH3 (1)CH3 CH3 CH3 CH3-C=CH2+CH2=C-CH3 CH3 CH3 CH3-C-CH2-C=CH2 (2)CH3三烷基铝三烷基铝-三氯化钛三氯化钛50,1MPa(2)聚丙烯聚丙烯第42页第42页第43页第43页 聚四氟乙烯（聚四氟乙烯（PTFE）“塑料王”，“特氟隆”、“全氟碳”全氟碳代血浆电镜照片全氟碳代血浆电镜照片第44页第44页小结一、烯烃命名二、烯烃结构（顺反异构）三、烯烃物理性质四、烯烃化学性质：催化加氢、亲电加成、自由基反应、氧化、-氢反应、聚合第45页第45页