有机化学汪小兰版.ppt

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1、第三章 烯烃(Alkene),烯烃:分子中含有一个碳碳双键的不饱和开链 化合物.,官能团：碳碳双键,通式General formula：CnH2n烯烃中的烯是指氢稀少的意思,第三章 单 烯 烃,第三章 烷烃（Alkene),31 烯烃同系列和异构现象,一、同系列如:C2H4,C3H6,C4H8,C5H10 前后差 CH2,二、同分异构 1.异构因素：骨架异构 位置异构 顺反异构 与环烷烃是官能团异构。,a,b 与c 为骨架异构；a与b为位置异构;a,b,c与d为官能团异构.,第三章 烯烃（Alkene)31 烷烃及其分类、同系列和异构,对于 b又有两种结构,H在垂直于分子平面的同侧,H在垂直于

2、分子平面的两侧,2.顺反异构 分子中原子的排列次序和方式相同，但因结构限制键的旋转而使原子或原子团在空间产生不同的分布方式而引起的异构。这种现象叫顺反异构现象。顺反异构体：具有顺反异构现象的物体，互称为顺反异构体。,第三章 烯烃（Alkene)31 烷烃及其分类、同系列和异构,顺反异构体产生条件：有刚性结构，即限制旋转的结构。如：双键，环结构 在刚性结构处，至少有两个碳原子，每个原子上连有两个不相同的原子或基团。如：,顺反异构体间物理性质有较大不同，化学性质一般相同。如：上述化合物沸点、熔点,第三章 烯烃（Alkene)31 烷烃及其分类、同系列和异构,H在垂直于分子平面的同侧,H在垂直于分子

3、平面的两侧,熔点:-139-105.5,沸点:3.5 0.9,第三章 烯烃（Alkene)31 烷烃及其分类、同系列和异构,32 烯烃命名,1.主链：选择含双键（且双键最多）、最长的碳链为主链，十碳以内（含十个碳），叫某烯，十碳以上叫某（碳）烯，（-ene),支链当取代基。,一、烯烃,第三章 烯烃（Alkene),2.编号：从靠近双键端开始编号，使取代基位号尽可能小。双键位号以所两个碳原子中较小的位号表示，其名称写在主链名称之前，中间以“”连接。,3.取代基写在主链之前，写法同烷烃取代基前。,1丁烯,若多个双键，其位好合写，用“，”分开，双键个数用汉文数字 表示。写为某数字烯。,1，3戊二烯,

4、3-甲基-1-戊烯,第三章 烯烃（Alkene)32 烯烃命名,乙烯Ethene,丙烯Propene,1丁烯1-Butene,2丁烯2-Butene,第三章 烯烃（Alkene)32 烯烃命名,2-甲基-2-丁烯2-Methyl-2-butene,1 2 3 4,第三章 烯烃（Alkene)32 烯烃命名,6-甲基-2-庚烯6-Methyl-2-heptene,7 6 5 4 3 2 1,第三章 烯烃（Alkene)32 烯烃命名,三、顺反异构体的命名,顺式（cis）：双键碳原子上两个相同的原子或基团处于双键 同侧。反式（trans）：双键碳原子上两个相同的原子或基团处于双键反侧。将顺、反写在

5、全名之前用 相连,1.顺反标记法,第三章 烯烃（Alkene)32 烯烃命名,2.Z、E 标记法,Z式：双键碳原子上两个较优先（大）基团或原子处于双键同侧。E式：双键碳原子上两个较优先（大）基团或原子处于双键异侧。将(Z)、(E)写在全名之前用 相连,E-Z Nomenclature,第三章 烯烃（Alkene)32 烯烃命名,次序规则,单原子取代基,按原子序数大小排列。原子序数大,次序大；原子次序小,顺序小；同位素中质量高的,次序大。,第三章 烯烃（Alkene)32 烯烃命名,多原子基团第一个原子相同,则依次比较与其相连的其它原子的原子序数，从大的原子序数向小原子序数依此比较，原子序数大的

6、为顺序大。,含双键或叁键的基团,则作为连有两个或叁个相同的原子。,次序大的基团称较优基团,较大基团。,第三章 烯烃（Alkene)32 烯烃命名,将(Z)、(E)写在全名之前用 相连,第三章 烯烃（Alkene)32 烯烃命名,Z、E和顺（Cis）、反（Trans）并不总是一一对应的。,（Z）-1,2-二氯-1-溴乙烷反-1,2-二氯-1-溴乙烷,(E)-2-溴 2 丁烷顺-2-溴 2 丁烷,第三章 烯烃（Alkene)32 烯烃命名,E-6-甲基-3-丙基-2-辛烯E-6-Methyl-3-propyl-2-octene,(Dont worry about“trans”until Chapt

7、er 4),第三章 烯烃（Alkene)32 烯烃命名,次序优先基团写在后面,32 烯烃的物理性质,1.物质状态：C24 以下 gas，C5 C18 liquid,C19 以上 solid。2.沸点：1）沸点随碳原子数的增多而升高，2030/C,第三章 烯烃（Alkene)34 烯烃的物理性质,2.）异构体:直链支链：支链多沸点低 顺式反式 双键在中间沸点高,3.熔点(Melting Point)熔点随碳原子数的增多而升高。异构体:顺式反式；反式为线性。双键在中间熔点高。,4.溶解度（Solvability)：like dissolves like.5.密度:1,bp mp/CH2=CHCH(

8、CH3)2 25-135CH3CH=C(CH3)2 39-123顺CH3CH=CHCH3 4-139反CH3CH=CHCH3 1-109,第三章 烯烃（Alkene)34 烯烃的物理性质,35 烯烃的化学性质,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,33 烯烃的化学性质,一、加成反应（Addition Reactions）在反应中，键断开，两个不饱和原子和其它原子或原子团结合，形成两个键，这种反应称为加成反应。,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,(一)、催化氢化(Hydrogenation of Alkenes),催化剂:异相催化剂：铂黑、钯粉、Raney Ni;Fe

9、、Cr、Cu.均相催化剂：主要为过渡金属配合物,吸附 加H 解吸,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,顺式加成，从位阻小的一面进行。,特点：,定量完成。,CH2=CH2 RCH=CH2 RCH=CHR R2C=CHR R2C=CR2,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,烯烃活性：双键碳原子上的取代基越多，不利于加H2。,（二）亲电加成Electrophilic Addition,亲电试剂（E）：凡缺电子物质，如正离子、路易斯酸等。,在烯烃分子中，由于电子具流动性，易被极化，因而烯烃具有供电子性能，易受到缺电子试剂（亲电试剂）的进攻而发生反应，这种由亲电试剂的作用而引

10、起的加成反应称为亲电加成反应。,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,1.与卤素加成,反应特点：X2活性：F2 Cl2 Br2 I2Br 2：反应较适宜。用于鉴别不饱和烃（5%Br 2 的CCl4溶液）反式加成；,溴色退去,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,2.与酸的加成,强酸如硫酸、氢卤酸可以直接作用；弱有机酸（如乙酸）、醇、水等要在强酸催化下进行,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,1)与HX的加成,特点：HX的反应活性：HI HBr HCl HFHF虽反应，但同时有聚合反应的加成无实用价值。工业上多用HCl,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃

11、的化学性质,不对称烯烃与不对称试剂进行加成时，试剂中带正电荷的部分E+总是加到含氢较多的双键碳原子上，试剂中带负电荷的部分（Nu）总是加到含氢较少的双键碳原子上。,马氏规则Markovnikov Rule,不对称烯烃 不对称试剂,顺马加成不对称烯烃的加成产物遵守马氏规则,例如：,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,MARKOVNIKOV RULE,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,2）与硫酸加成Addition of Sulfuric Acid to an Alkene,间接水合制醇,反应特点：烯烃活性：二元取代一元取代乙烯 顺马加成；为2、3级醇。,第三章 烯烃

12、（Alkene)35 烯烃的化学性质,3）与水反应,反应特点：顺马加成；为2、3级醇。,4）与HOX反应（X2+H2O),特点：HOX按HOX解离，而不是H-OX 解离。,X=Cl,Br,顺马加成,HOX可用X2+H2O代替,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,（三）反马加成（Anti-Markovnikov rule）,HBr/过氧化物反应,过氧化物：H2O2，ROOR，CH3COOOH特点：只有HBr有此反应，反应历程为自由基反应,在过氧化物存在下，氢溴酸与不对称烯烃加成时，反应取向是Anti-Markovnikov rule.,历程：自由基历程加成。,加成的区域选择性比较反

13、应中间体(自由基)的稳定性,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,三、氧化反应,（一）用KMnO4氧化1.在低温、稀KMnO4、中性弱 碱性条件下,顺-1，2-二醇,特点：顺式二醇,历程：,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,2.在高温或浓KMnO4或酸性条件下,特点：在酸性介质中，更易氧化，且发生双键断裂,应用：由产物，推测结构；制备有机酸和酮,加热、酸性或碱性条件下,碳-碳双键断裂,生成羧酸或酮。,鉴定不饱和烃：粉红色变为黑褐色,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,（二）催化氧化,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,三、H 的卤代,在高

14、温引发反应,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,四、聚合反应,聚合反应：由单体分子相互作用生成高分子化合物的反应叫聚合反应。,烯烃：常用乙烯和丙烯,条件：高压聚乙烯：150MPa,分子量2,00040,000 低压聚乙烯：0.1 1MPa,分子量20,0003,000,000催化剂：Ziegler-Natta 齐格勒-纳塔催化剂,乙烯（单体）聚乙烯（高分子）,第三章 烯烃（Alkene)35 烯烃的化学性质,实验预习、实验记录和实验报告,共轭烯烃,1 实验预习内容（1）实验题目（2）实验目的（3）实验原理，反应方程式（包括主要副反应）（4）主要试剂、主、副产物的物理常数（5）实验

15、装置图（6）实验操作、现象和结果记录表。（7）对反应操作时间上的合理安排。,实验预习、实验记录和实验报告,1 实验预习内容（1）实验题目（2）实验目的（3）实验原理，反应方程式（包括主要副反应）（4）主要试剂、主、副产物的物理常数（5）实验装置图（6）实验操作、现象和结果记录表。（7）对反应操作时间上的合理安排。,实验预习、实验记录和实验报告,2 实验内容（1）实验题目（2）实验目的（3）实验原理，（合成原理、分离原理）（4）主要试剂、主、副产物的物理常数（5）实验装置图（6）实验操作、现象和结果记录表。（7）结果与讨论（8）思考题（9）对本实验的感想及意见。,实验预习、实验记录和实验报告,实

16、验预习、实验记录和实验报告,实验室安全规则和实验室守则,进行有机实验时必须遵守如下规则：1.进入实验室前，充分预习好实验内容，开始实验前做好各项准备工作，要写出预习报告。2.进入实验室后应保持安静，实验过程中不能擅自离开岗位。3.实验前应检查仪器设备是否存在破损、漏气、漏电等不安全因素，实验中应注意观察现象，如发现异常，应立即中断实验。4.处理有毒或有强刺激性气体时要在通风橱中进行。5.减压操作或处理爆炸性物质及强腐蚀性物质等可能发生危险的实验，应使用防护眼镜、面罩、手套等防护设备。6.公用仪器及药品用后立即归还原处。节约用水、电、煤气及药品。药品及实验后的产品不能随意丢弃以免酿成事故。7.严

17、禁在实验室内吃食物、吸烟，实验后要洗手。6.使用电器前应检查是否漏电或其它不正常现象，不可用湿手接触电插头。不慎触电时，应立即切断电源，必要时进行人工呼吸。,事故的预防及急救措施,1.防止火灾及急救措施 防火的基本原则是使火源远离有机试剂，并尽可能减少有机物挥发到空气中。如果已经着火，很小面积的着火可用湿抹布、石棉布或用砂土盖住即可，大面积着火应用灭火器扑灭并及时报警.如火势过大,迅速撤离现场。2.使用易燃易爆气体，如氢气、甲烷、乙炔等要打开室内排风装置且严禁明火及防止一切火星发生。3.常压操作时整套装置应有一处与大气相通，切不可形成封闭体系，以免因体系内压太大而使反应物冲出或玻璃仪器炸裂。减

18、压蒸馏时，蒸馏瓶和接收瓶应用梨形或圆形、茄形烧瓶，以免平底瓶因其受压不均而炸裂。4.处理强酸、强碱、强氧化剂及其它有剧毒的药品时要带橡皮手套；不要用敞口容器存放有毒的药品。5.处理危险性化合物要严格遵守操作规程。对于久置后会产生易爆物质的过氧化物，应预先处理后方可使用,事故的预防及急救措施,7.实验室应备有急救箱，发生事故时如伤情较轻按以下方法处理：（1）割伤：清洗伤口后涂上红药水或创可贴，用绷带扎住。（2）烫伤：不要用水冲洗，可在烫伤处涂上烫伤膏。（3）试剂烧伤酸：量少时立即用大量水冲洗，再用35%的碳酸氢钠水溶液洗，最后再用水洗，然后涂上硼酸软膏（或氧化锌软膏）；量大时，必须用洁净的柔软物质迅速将酸擦去，再按照酸量少时的办法处理。碱：立即用大量水冲洗后，用2%的醋酸水溶液洗，最后再水洗。若为钠灼伤，用镊子将钠移走后，再按照碱灼伤时相同办法处理。溴：立即用大量水冲洗，再用酒精擦至创面处无溴液时为止，然后涂上甘油。（4）试剂溅入眼内：任何试剂溅入眼内，都要先用大量水冲洗，直至眼睑内没有为止；如溅入眼中的是玻璃，则应仔细地用镊子小心地把玻璃夹出，然后再水洗，严重的经初步处理后要送医院。（5）中毒：毒品溅入口中若无咽下者立即吐出，再用大量水冲洗口腔；如已吞下，应根据毒物性质给以解毒剂。,