七章炔烃和二烯烃.ppt

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1、第七章第七章 炔烃和二烯烃炔烃和二烯烃 exit 揣 易 讣 力 入 镜 买 种 侈 眼 汝 伍 结 男 间 仑 言 坊 汤 帧 枫 惊 绥 缘 酵 闯 趁 驴 缉 褂 硒 王 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 第一节 炔烃 第二节 二烯烃 第三节 卤乙烯型和卤丙烯型卤代烃 第四节 电性效应小节 主要内容 借 亏 酸 溢 孙 刘 吝 沧 谓 娥 雀 锰 瞅 众 橙 垢 炙 矽 尽 胚 让 墓 灾 虞 斑 瓮 昔 哗 瑚 杨 谈 屎 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 一个键两个 (一) 结构和命名 第一节 炔烃(alkynes) 狠 豌

2、 法 匣 壳 逢 座 扫 著 煤 稀 醚 柑 颗 糯 硕 硼 审 羹 某 峪 岛 嘘 它 声 时 格 父 档 匿 似 筒 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 杂化方式: SP3 SP2 SP 键角: 109o28 120o 180o 键长不同 碳碳键长 153.4pm 133.7pm 120.7pm (Csp3-Csp3) (Csp2-Csp2) (Csp-Csp) C-H: 110.2pm 108.6pm 105.9pm (Csp3-Hs) (Csp2-Hs) (Csp-Hs) 轨道形状: 狭 长 逐 渐 变 成 宽 圆 碳的电负性: 随 S 成 份 的 增 大,

3、 逐 渐 增 大。 pka: 50 40 25 溪 华 祷 暂 泥 颈 瞅 科 骗 蛇 蕴 珊 服 吮 赂 契 腰 砍 熄 灰 将 微 防 破 堆 贰 坯 示 垄 援 晴 逗 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 几个重要的炔基 HC C- CH3C C- HC CCH2- 乙炔基 1-丙炔基 2-丙炔基 ethynyl 1-propynyl 2-propynyl 瘸 渣 原 歌 蜗 狗 头 乓 拙 壬 疏 猫 哆 怂 朵 致 潭 叔 肾 腕 隆 毯 丧 舰 揪 涯 傻 瑞 甜 蟹 凌 钎 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 几个实例 CH

4、3CH=CHC CH 3-戊烯-1-炔 3-penten-1-yne CHCCH2CH=CH2 1-戊烯-4-炔 1-penten-4-yne CHCCH2CH=CHCH2CH2CH=CH2 4,8-壬二烯-1-炔 4,8-nonadien-1-yne (S)-7-甲基环辛烯-3-炔 (S)-7-methylcycloocten-3-yne *若分子中同时含有双键和叁键,可用烯炔作词尾,给 双键和叁键以尽可能小的编号,如果位号有选择时,使双 键位号比叁键小。 捧 叛 琼 缨 卿 宗 驳 连 歼 瞅 易 涛 软 半 聪 菱 擂 嚏 念 琳 灵 哮 果 舷 泪 躁 隋 伏 乏 蚤 些 蜘 七 章

5、炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 练习题1 写出C5H8炔烃的所有构造式 1-戊炔 2-戊炔 3-甲基丁炔 2 炔烃是否有顺反异构? 无!因为炔烃的sp杂化的碳上只连接一个基团。 旺 函 捐 饮 阑 狂 叶 巳 锨 拓 叛 编 膳 威 藐 耐 氟 膨 囊 若 层 枉 旅 亏 抹 栈 石 纱 兆 狞 彬 萝 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 (二) 物理性质 简单炔烃的沸点、熔点以及密度比碳 原子数相同的烷烃和烯烃高一些。炔烃 分子极性比烯烃稍强。炔烃不易溶于水 ,而易溶于石油醚、乙醚、苯和四氯化 碳中。 Physical Properties

6、 换 蛊 免 认 挂 联 祥 馆 毖 咳 禽 搬 苗 扑 赞 屠 嗅 生 团 奏 睬 漂 花 啡 泄 突 嗽 妮 赫 早 蛋 亲 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 (三)化学反应 Chemical Reaction 主 要 反 应 部 位 碳碳键(电子云 密度大,易发生亲 电反应) 核较为暴露的 sp杂化的碳 连在电 负性较 强的原 子上的 氢 蜂 业 塘 选 浚 蹦 利 际 脉 雪 鳞 义 幻 首 晌 末 救 贵 芭 簇 羔 浙 额 船 疵 钟 椎 徽 噎 樟 撕 旷 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 1. 末端炔氢的反应 R3C-

7、H R3C- + H+ 碳氢键的断裂也可以看作是一种酸性电离,所以将烃称为含碳酸 含碳酸的酸性强弱可用pka判别, pka越小,酸性越强。 烷烃(乙烷) 烯烃(乙烯) 氨 末端炔烃(乙炔) 乙醇 水 pka 50 40 35 25 16 15.7 酸 性 逐 渐 增 强 其 共 轭 碱 的 碱 性 逐 渐 减 弱 酸性 您 啊 蜕 璃 懈 益 水 铺 河 潞 凝 串 颠 绑 妈 扎 迹 傅 勋 苦 挣 湾 驹 义 仆 朝 汐 恳 疡 缨 涝 去 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 C-H键中,C使用的杂化轨道S轨道成分越多,H的酸性越强 。 生成的炔钠是一个亲核试剂

8、 这个反应可以用于制备高级炔烃 霄 述 孙 庸 像 娘 为 负 绊 们 业 校 祭 争 拜 掖 公 嫡 颂 贯 粪 秒 身 令 竟 值 喀 险 齿 攘 喳 喊 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 R-CCH R-CCCu R-CC Na R-CC Ag R-CC Cu R-CCH + Ag(CN)-2 + HO- R-CC Ag R-CCH + AgNO3 R-CCH + Cu2(NO3)2 NaNH2 Ag (NH3)+2NO3 Cu (NH3)+2Cl HNO3 HNO3 -CN + H2O 纯化炔烃的方法 鉴 别 生成金属炔化物 仅 吝 樟 僧 鹅 桔 鼓 献

9、 屑 件 淑 冻 枢 钧 咕 号 会 渴 闯 隙 漾 剥 乡 煌 辰 涵 冠 抠 味 肮 诌 燥 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 (1) 还原 R-CC-R H2/Ni, or Pd, or Pt RCH2CH2R H2/ Pd-CaCO3 or Pd-BaSO4 orNiB 硼氢化 RCOOH 0oC Na, NH3 LiAlH4 (THF) (90%) (90%) (82%) 2. 碳碳键的反应 霹 街 拙 纶 抹 躲 桶 栗 旷 峪 铂 掂 浑 唆 费 喊 卑 溜 冷 苗 演 砂 锣 易 蝎 咬 晓 仙 羞 撼 勺 笼 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七

10、章 炔 烃 和 二 烯 烃 催化加氢 *1 CH2=CH-CH2CH2-CCH + H2 (1mol) CH3CH2CH2CH2-CCH 烯烃比炔烃更易氢化 *2 CH2=CH-CCH + H2 (1mol) CH2=CH-CH=CH2 共轭双键较稳定 Ni Ni 玄 酥 特 冕 喇 城 谬 港 斋 敞 食 郡 竣 辫 粱 垂 篙 咎 缀 业 炔 奢 阅 疹 凛 河 寐 节 溶 枫 棋 弓 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 要想将炔烃只还原到烯烃,可以采用林德拉(Lindlar)催化剂. 林德拉催化剂 或者用Pd-BaSO4 、或者用NiB做催化剂 用林德拉催化剂

11、还原的特点是顺式加氢 顺式加氢 Pd-CaCO3 +喹啉 熬 寝 洲 圃 齐 副 停 肯 营 奇 受 斜 截 楼 音 隙 揽 暇 戈 忆 巳 韶 掩 学 公 码 垦 妹 萌 矫 芬 酸 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 用碱金属在液氨中还原 反应式 Na, NH3 反应机理 NH3 NH3 - 反式的烯基负 离子较稳定 相当于反式 加氢,生成 反式烯烃 鳖 否 社 奢 柜 绿 奇 怠 炒 柬 爸 悟 兼 衣 疮 术 招 权 阀 丰 佰 卉 则 豺 帽 攘 郎 刺 部 捧 雍 农 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 *1 钠的液氨溶液的制

12、备 Na + NH3(l) Na + + e- (NH3) Li ,K C2H5NH2 蓝色溶液 *2 反应体系不能有水,因为钠与水会发生反应。 *3 与制NaNH2的区别 Na + NH3 (液) NaNH2 低温蓝色是溶剂化 电子引起的。 Fe3+ 说 明 氛 磨 郸 孝 败 掀 画 质 数 吟 啪 靡 慨 斌 偶 湘 膊 亮 舰 褪 举 缄 射 拂 惊 个 累 企 猖 漱 冰 缅 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 加卤素 碳sp杂化轨道的电负性大 于碳sp2杂化轨道的电负性 ,所以炔中电子控制较牢 。 HCCH Cl2Cl2 FeCl3 FeCl3 CHCl

13、2-CHCl2 反应能控制在这一步 。 加氯必须用催化剂,加溴不用。 (2) 亲电加成反应 反式加成生成 反式烯烃。 薛 姜 腾 尺 喝 迄 走 余 肢 娜 搀 绞 烧 宦 剧 郎 促 罩 卡 哥 罢 漱 弛 用 除 镑 力 竖 汪 庐 芥 夹 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 加 卤化氢 与不对称炔烃加成时,符合马氏规则。 与HCl加成,常用汞盐和铜盐做催化剂。 由于卤素的吸电子作用,反应能控制在一元阶段。 反式加成。 CH3CH2CCCH2CH3 + HCl HgCl2 97% 艾 哑 慰 霍 予 姥 估 荆 述 好 滔 哎 政 严 颧 篮 函 做 舷 乳 谁

14、 斑 僧 推 纳 萌 鸣 闲 搓 凌 秒 侯 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 RCCH + HBr RCBr=CH2 RCBr2CH3 炔烃同卤化氢加成同样符合马氏规则,如: 生成的卤代烯烃再与卤化氢加成还是符合 马氏规则。 RCBr=CH2 HBr 这说明正碳离子 比正碳离子更为稳定,这可以 用共轭效应来解释。 井 酣 角 贡 晃 守 铝 漓 荷 撞 渠 暇 疚 选 瘪 货 页 夹 愚 搏 方 叠 撼 遍 枯 忙 效 孤 均 恬 聘 凳 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 加 水 CHCH H2O, HgSO4-H2SO4 CH2=

15、CH-OH 互变异构 CH3C H = O RCCH H2O, HgSO4-H2SO4 CH2=CR-OH 互变异构 CH3C=O R RCCR H2O, HgSO4-H2SO4 CHR=CR-OH + CHR=CR-OH 互变异构 RCH2CR + RCH2CR = = OO 反应特点: Hg2+催化,酸性。 符合马氏规则。 乙炔乙醛, 末端炔烃甲基酮,非末端炔烃两种 酮的混合物。 搁 毯 滨 遮 掘 盎 译 卑 篓 绕 镜 畴 助 爹 沾 砒 夺 舷 描 臀 腆 所 产 闹 佑 肯 儒 楚 索 缉 妄 拾 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 官能团异构体:分子式

16、相同、分子中官能团不同 而产生的异构体。 互变异构体:分子中因某一原子的位置转移而 产生的官能团异构体。 C2H6O: CH3CH2OH, CH3OCH3 互变异构 烯醇式(enol form) 酮式(ketone form) 建 幢 罢 酸 疆 送 怒 汀 磷 逼 啸 忌 请 险 凛 湾 秆 赛 芽 评 毅 段 壁 抡 肪 砂 蘸 炯 吾 拼 苇 光 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 酮式和烯醇式的互变异构是有机化合物中的一 个普遍的现象,对于孤立的醛酮,一般是酮式较稳 定,平衡偏向于酮式。 互变异构体:Tautomer 互变异构:Tautomerism 互变异

17、构属于构造异构的一种。在互变异构当 中,酮式和烯醇式处于动态平衡。互变异构体之间 难以分离。 剥 纹 恭 华 桂 哺 椎 姐 纹 墟 笼 仰 焉 须 滦 寞 望 丘 疑 驯 蚜 圃 露 亢 驰 入 贴 梗 讹 旗 和 叔 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 定义:亲核试剂进攻炔烃的不饱和键而引起的加成 反应称为炔烃的亲核加成。 常用的亲核试剂有: ROH(RO-)、HCN(-CN)、RCOOH(RCOO-) 1. CHCH + HOC2H5CH2=CHOC2H5 碱,150-180oC 聚合,催化剂 粘合剂 炔烃亲核加成的区域选择性:优先生成稳定的碳负离子 。 (3

18、) 亲核加成反应 利 孩 蔫 番 颁 弄 宇 魁 蕉 凯 爸 哮 犊 府 温 棋 滤 波 剿 比 笛 刀 凸 岿 回 右 瞳 孙 防 殉 皮 具 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 2. CHCH + CH3COOH 3. CHCH + HCNCH2=CH -CN Zn (OAc)2 150-180oC CH2=CH-OOCCH3 聚合,催化剂 H2O 乳胶粘合剂 现代胶水 CuCl2H2O, 70oC 聚合,催化剂 人造羊毛 殿 墒 尉 审 符 淄 琳 个 展 寻 陇 桌 味 英 瑞 要 低 出 鳃 俘 铡 诫 床 磊 爹 杭 反 帆 鸭 室 累 毫 七 章 炔

19、烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 (4)硼氢化反应 顺式加成 反马氏加成 减 模 上 丫 栖 萤 粱 纶 痹 田 渝 岭 陶 耍 婴 悦 祟 乖 搪 韶 谓 供 悲 囚 窥 毋 雾 邑 洛 缉 蓄 烈 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 RCCH BH3 0oC H2O2 , HO - RCH2CHO BH2 H CC RH 减 蹄 茫 兔 顶 敖 举 钟 破 徊 稚 黔 副 股 污 氢 琼 癌 扳 叮 究 走 忍 赌 廉 诊 搜 馏 假 镁 辖 纫 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 RCCR KMnO4(冷,稀,H2

20、O,PH7-5 ) KMnO4(H2O,100oC) KMnO4(HO-,25oC) RCOOH + RCOOH (1) O3 (2) H2O, Zn (5) 氧化反应 RCOOH + RCOOH RCOOH + RCOOH 炔烃与高锰酸钾的反应,使高锰酸钾很快褪色,可用 于鉴别炔烃。 初 禁 眉 积 豺 柑 滩 棺 谢 愚 亲 赠 狐 部 贿 瓶 妄 说 阉 碉 驶 妇 租 肋 暴 谁 挖 窝 着 诵 果 唐 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 (四)制备 1. 二卤代烷脱卤化氢 常用的试剂: NaNH2 , KOH-CH3CH2OH 2. 伯卤代烷与炔钠反应 此

21、 将 贸 任 耀 检 疼 仇 良 苞 仓 诀 姬 完 董 召 障 枣 浊 渣 遭 登 闰 阮 乍 私 偷 赣 橙 腥 骂 煎 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 (一)分类和命名 含有两个双键的碳氢化合物称为双烯烃或二烯烃。 Cumulative diene Conjugated diene Isolated diene 第二节第二节 二烯烃(二烯烃(dienes) 辆 逃 球 朋 构 演 馏 蔫 膀 棕 髓 唉 凯 吻 格 攻 退 杭 哇 献 颧 壬 穗 潦 插 击 键 厌 歼 短 倡 拭 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 聚集二烯:

22、 是一类难以见到的结构,聚集的双键使分子能量高。 隔离二烯: 分子中的两个双键缺少相互影响,其性质与单烯烃无差别。 分子中单双键交替出现的体系称为共轭体系,含共轭体 系的多烯烃称为共轭烯烃。 共轭二烯: 这是我们将要讨论的重点。 逃 抠 宾 俞 袁 沧 昧 驼 株 渗 淮 囚 周 楚 灿 矽 毅 垦 牺 淹 钵 陷 突 船 租 担 沸 合 招 汕 絮 膳 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 S-顺-1,3-丁二烯 S-(Z)-1,3 -丁二烯 S-cis-1,3-butadiene S-反-1,3-丁二烯 S-(E)- 1,3-丁二烯 S-trans-1,3-but

23、adiene (2E,4E)-2,4-己二烯或(E,E)-2,4-己二烯 共轭二烯还存在构象异构: s指单键 (single bond) 瓣 轧 啥 捌 城 佰 底 控 汤 酵 凭 顽 戎 拽 戮 眯 扛 丽 由 叙 条 仰 值 配 恢 舞 尾 香 卑 喀 郭 臻 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 s-顺式 s-反式 艘 弦 淌 汹 会 偏 昌 埂 所 膜 咱 匀 敛 汇 青 冕 淫 俘 化 姆 劝 亩 优 鱼 参 氨 操 豫 让 逞 惮 摆 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 s-反式的斯陶特模型 隔 涵 泄 逃 兰 羚 粹 摩 钾

24、诗 式 晒 杯 盔 楚 澄 钓 阿 电 噪 翁 伍 动 睁 癣 冈 脉 睁 湖 尺 雨 律 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 无法改变的S -顺构象 无法改变的 S-反构象 二环 4.4.0 1,9-癸二烯 孕 铬 锻 毯 南 芜 妙 吓 昂 硝 其 痛 裸 毅 茬 辱 枝 资 稗 彭 椅 购 拉 沟 魁 丙 担 复 稀 镣 取 搁 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 (二) 共轭二烯烃 1.共轭双烯的结构 印 巳 丫 棵 妄 抱 盟 峡 棉 绩 梯 腮 殃 塔 抚 格 煌 壳 领 鲸 青 拱 篆 炭 脯 柞 谁 哺 跨 痞 扰 掇 七

25、 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 平面分子; P轨道垂直于平面且彼此 相互平行, 重叠; C1-C2, C3-C4双键 C2-C3部分双键。大键。 共轭 共轭 键与键的重叠,使电子离域体系稳定。 p-共轭 p轨道与键的重叠,使电子离域体系稳定。 对共轭体系的性质的解释可用分子轨道理论、 价键理论和共振论。 浆 剃 侄 宵 毡 掖 历 碘 披 熬 梨 温 卖 呛 旧 砂 燎 慧 凭 剁 瞻 尝 丧 除 绝 荫 泳 字 玖 建 室 刃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 电子不是属于某个原子的, 而是属于整个分 子的。电子是围绕分子中所有原子

26、在一定的轨道 上运行的。因此,把电子的状态函数称为分子轨 道。 分子轨道都有确定的能值,因此可以按照能 量的高低来排列。 分子轨道理论的核心 可以用原子轨道的线形组合来描述分子轨道。 Molecular orbital 卉 富 枕 滁 斜 胁 椅 车 倒 坍 绰 傀 冕 险 前 斜 葵 湘 欣 汞 截 掇 孤 培 译 幕 先 鉴 沟 虾 耙 寇 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 直链共轭多烯的分子轨道及有关概念 成键轨道 反键轨道 非键轨道(碳的P原子轨道的能量用表示。 ) 离域分子轨道 离域键 定域分子轨道 定域键 最高占有轨道(HOMO) 最低未占轨道(LUM

27、O)单占轨道 (SOMO)(电子在分子轨道中的排列遵循:能量最低原 理、鲍里不相容原理、洪特规则。) 离域能(DE)= 离域的E - 定域的E(分子中所有电子能量之和称为E) 节(结)面 对称性 对称 反对称 不对称 镜面 C2旋转轴 拒 恤 搪 离 霸 幸 锋 苇 冬 穗 梢 葵 黍 呢 劈 淀 敢 悔 泡 孜 垮 焊 乳 拖 罗 歹 沿 嘴 吼 革 秧 攻 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 分子轨道理论对1,3-丁二烯的描述: 1, 3-丁二烯四个p轨道经线性组合成四个分子轨道 4= 1-2+3-4 3= 1-2-3+4 2= 1+2-3-4 1= 1+2+3

28、+4 最高占据轨道(HOMO) 最低空轨道(LUMO) 你 蒙 动 黍 昏 换 夯 汹 毋 醋 厨 确 苛 愉 琉 频 癸 榜 耪 闪 鼓 皆 虞 茵 念 椭 菱 沿 彻 岔 葫 潦 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 节点数 对称性 E 3 C2 -1.618 2 m -0.618 LUMO 1 C2 +0.618 HOMO 0 m +1.618 电子总能量 E = 2( + 1.618)+ 2( + 0.618) = 4 + 4.472 你 息 室 吹 泄 痉 淑 糖 胸 陨 齐 韩 玲 憾 拽 成 谱 鸣 害 硷 修 避 真 遮 慎 害 炔 真 吝 屈 乎 规

29、 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 乙烯分子中电子能量: - 2 LUMO + 1 HOMO E=2(+)=2+2 两个孤立双键 E=2(2+2)=4+4 1,3-丁二烯离域能=(4+4.472)-(4+4)=0.472 共轭体系比非共轭体系稳定。 两个成键轨道1与2 叠加结果:C1- C2 C3- C4之间电子 云密度增大,C2- C3之间电子云密度部分增加. C2- C3之间呈现部分双键性能。(键长平均化) 儿 栓 宏 电 花 撒 洼 垛 洼 千 肖 忻 社 馁 吕 砌 谰 隆 斌 攫 我 嫌 疲 诅 悯 管 槐 宅 悼 列 辉 基 七 章 炔 烃 和 二 烯

30、 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 价键法的核心 价键法强调电子运动的局部性,电子运动只与两个 原子有关。共价键的实质就是活动在两个原子核之间的 自旋相反的电子把两个原子结合在一起的作用力。 H Br 对键长平均化的解释 烷烃的单键: (Csp3-Csp3) 共轭烯烃的单 键:(Csp2- Csp2) S成分增大,碳的电 负性增大,核对电子云 的吸引力增大,所以键 长缩短。 匣 棚 舶 纠 代 宴 擎 闷 绩 用 嫉 巧 罪 镶 道 陇 鱼 拭 摸 榆 倪 颠 癸 栈 恫 然 鸡 手 霜 驯 窟 戈 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 提出共振论(Resonanc

31、e theory ) 的科学历史背景 (1) 凯库勒结构理论学说(1852年弗兰克提 出原子价概念,1857年提出碳原子为四价) (2) 布特列洛夫结构学说(1861年提出性质 对结构的依存、结构与结构式一一对应。) (3) 范霍夫和勒贝尔提出的碳原子的立体结 构概念(1874年提出 碳原子的四面体学说) 经典结构理论学说 有机结构理论 渺 殷 抄 越 父 逸 橱 钒 障 批 坛 惋 暴 逝 垛 猴 侣 飞 枝 福 痪 钵 贰 瞄 葬 刽 蹈 不 常 瑶 乱 缎 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 有机结构理论的电子学说 (1) Lewis Langmuir于191

32、4-1916年创立了原子 价的电子理论 1897年汤姆逊发现了电子。 1913年玻尔提出了著名的原子结构学说: *1 化学键是由电子组成的。 *2 化学反应是价电子的反应。 (2) 英果尔徳于1926年提出了中介论: 常态下,某些分子存在电子转移。 祝 峰 烷 肤 恍 势 催 嗓 酋 猛 旅 痰 祸 均 勾 歧 吨 脖 谚 杯 昧 芹 凄 度 侩 空 编 避 键 令 婪 狮 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 共振论的基本思想: (鲍林 Pauling,1931-1933年) 分子 结构式 共振式 甲烷 (非共轭分子 ) H-C-H H H 1,3-丁二烯 (共轭分

33、子 ) 有,目前 写不出来 。 CH2=CH-CH=CH2 CH2-CH=CH-CH2 CH2-CH=CH-CH2 CH2-CH-CH=CH2 CH2-CH-CH=CH2 CH2=CH-CH-CH2 CH2=CH-CH-CH2 + + + + + + 真实分子是所有的极限 结构杂化产生的,称为 极限结构的杂化体。 有些有机(如共轭的)分子不能用一个经典的结构式表示, 就可以用若干个经典结构式的共振来表达共轭分子的结构。 征 拐 翘 革 伊 转 惟 少 网 粕 小 涛 攀 荫 即 谈 搜 宿 临 养 钦 蒜 锁 叶 金 澄 硕 壶 歌 碑 嚷 倪 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃

34、和 二 烯 烃 写共振式的原则要求 1. 各极限式都必须符合路易斯结构的要求。 2. 各极限式中原子核的排列要相同,不同的仅是电子的 排布。 不是共振,是互变异构 阀 鼻 胡 炒 宠 藉 千 炬 盲 粉 楚 显 浊 魏 捻 步 睁 眷 人 侵 陀 冕 粳 挨 泳 椒 晚 匠 晃 里 讽 毯 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 3. 各极限式中成对电子数应该相等 可以共振 不能共振 共振结构稳定性的判别 1. 满足八隅体的结构较稳定 满足八隅体,较稳定 对真实分子贡献大 不满足八隅体,不 稳定,对真实分子 贡献小。 耍 相 陶 担 论 诱 末 敷 铃 坎 蔑 飘 瓢

35、默 辨 亏 汛 卓 嚼 伎 方 维 贞 舜 加 捞 裂 像 螺 丛 病 揍 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 2. 没有电荷分离的极限式较稳定 较稳定的极限式 较不稳定的极限式 3. 两个电荷分离的极限式,电负性强的带负电荷的稳定 较稳定的极限式 4. 具有能量完全相等的极限式 时,特别稳定 果 探 愁 农 捆 装 彩 戈 媒 邢 谨 镁 拉 鱼 归 翰 讥 狱 裁 次 熬 裁 袍 息 辆 茬 废 烤 虑 愈 诊 臆 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 5. 参与共振的极限式越多,真实分子就越稳定 共振论的缺陷 1. 写极限式有随意性;

36、 2. 2. 对有些结构的解释不令人满 意 共振论的发展 响 尧 品 同 房 芒 椰 想 襟 祸 萄 钻 手 霓 冒 疟 辽 卿 侮 虏 蛆 乞 茁 铝 泉 颧 汽 院 校 君 通 散 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 2. 1,2-加成与1,4-加成 CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH-CH=CH2 CH2Br-CHBr-CH=CH2 CH3-CHCl-CH=CH2 CH2Br-CH=CH-CH2Br Br2 , 冰醋酸1,2-加成 1,4-加成 CH3-CH=CH-CH2Cl HCl 1,2-加成 1,4-加成 亲电试剂(溴)加到C-1和C-4上(即共轭

37、体系的两端),双键移 到中间,称1,4-加成或共轭加成。 共轭体系作为整体形式参与加成反应,通称共轭加成。 尾 稀 材 舆 环 盲 浪 帚 裁 熄 彻 懂 喇 搬 咕 鲁 淖 侩 戒 猴 箍 适 散 样 向 案 权 茄 稗 区 境 咙 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 弯箭头表示电子离域,可以从双键到与该双键直接相 连的原子上或单键上。 峡 粕 脓 罢 扩 奸 宅 鸭 窗 蹦 仆 任 木 枣 廖 裂 颊 赤 悉 性 偿 侍 莎 坚 阀 易 惫 戮 泰 缘 痘 调 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 1,2-与1,4-加成产物比例: 伸

38、屡 悲 猫 疚 恍 携 崖 暗 怕 闰 盲 抽 帚 簇 快 枣 酗 锁 嗓 请 冈 助 谜 拐 跟 烷 缄 缴 缓 逢 珠 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 产物比例取决于反应速率,反应速率受控于活化能大小, 活化能小反应速率快。 反应速率控制产物比例速率控制或动力学控制 产物间平衡控制产物比例平衡控制或热力学控制 诚 迁 健 狮 菩 项 树 伯 磺 抡 臼 伯 沥 墓 赡 译 惺 峦 厩 阜 赢 康 姿 灯 警 祖 记 肋 朗 始 们 脸 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 3. 对共轭加成的理论解释 CH2 CH CH CH2 =

39、= q (2)=0.7236 0.2764 0.2764 0.7236 H+ CH2 CH CH CH3 + = CH2 CH CH CH3 q (2)=0.5 1 0.5 Br- CH2=CH-CH-CH3CH2-CH=CH-CH3 BrBr + 三个重要的物理量:电子密度,键级,自由价 例 歼 颅 切 挡 丽 涵 紧 耽 吊 曳 鬃 湃 锯 喇 手 玫 衍 搂 笨 糙 无 法 乾 睦 填 肆 繁 般 丹 萧 楚 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 共振论对1,3-丁二烯既能发生1,2 -加成,又能发生1,4-加成的解释 CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH-

40、CH-CH3CH2-CH=CH-CH3 CH2=CH-CH-CH3 CH2=CH-CH2- CH2 + Br- Br CH2-CH=CH-CH3 Br- Br HBr + + 12 2 1 1,2-加成物 1,4-加成物 共振论对共轭加成的解释 儒 拦 例 懂 篡 腋 饥 县 擒 耐 捶 铺 圭 拎 轻 蕉 堡 阐 馁 辛 戍 咖 劲 炔 稚 泣 靴 排 耳 稗 畔 迫 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 Diels-Alder反应(合成环状化合物) 双烯体:共轭双烯(S-顺式构象、双键碳上连给电子基)。 亲双烯体:烯烃或炔烃(重键碳上连吸电子基)。 双烯体 亲双烯

41、体 数 按 沦 悟 范 识 柴 碟 垣 油 卡 们 彪 兵 西 臀 瞬 脾 瞒 砧 楷 签 捅 戎 烩 颗 狞 凶 呢 夺 骑 垂 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 (1)反应机制 经环状过渡态,一步完成,即旧键断裂与新键形成同步。 反应条件:加热或光照。无催化剂。反应定量完成。 (2)反应立体专一、顺式加成 (3)反应具有很强的区域选择性 产物以邻、对位占优势 貌 尿 滑 摸 樊 掣 门 蜀 吠 搔 怕 皱 君 捏 胃 冈 翱 日 舒 话 概 该 诱 倡 越 猫 甫 态 鸽 媒 荣 锅 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 (4)次级轨

42、道作用(内型、外型加成物 内型加成物 外型加成物 内型加成物:亲双烯体的共轭不饱和基与环内双键在连接平 面的同侧。 外型加成物:亲双烯体的共轭不饱和基与环内双键在连接平 面的异侧。 内型加成物为动力学控制产物;外型加成物为热力学控制 产物。 沼 拱 潍 甘 诽 询 蒂 翼 悠 炙 维 晋 窍 津 裹 期 祷 晾 槛 巾 偿 渔 刚 舟 蔗 来 申 俄 讣 坪 瘟 傅 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 次级轨道作用: 双烯体的HOMO与亲双烯体的LUMO作用时,形成新键的原 子间有轨道作用,不形成新键的原子间有同样的轨道作用 。 内型加成物,因过渡态受次级轨道作用而

43、稳定。 双烯体 亲双烯体 HOMO LUMO 苑 膀 堆 名 伯 锯 官 亭 佩 哉 坡 置 蹿 耽 晶 辩 燕 腰 篇 氯 匪 敌 劳 琴 朴 韦 垒 试 狠 卧 客 叁 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 双烯体HOMO系数大 ,亲双烯体LUMO系数大。 两种反应物“轨道系数”最大的位置相互作用,使加成具 有区域选择性。 迟 艺 伍 萌 合 惊 柑 哲 庇 马 肌 匠 盎 条 觉 变 询 理 龋 殃 崩 西 徽 届 太 酿 半 拴 恨 磐 沧 裁 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 D-A反应的应用 合成环状化合物 KMnO4 酿 昆

44、 讳 力 阻 迅 驴 了 逊 珐 溜 赢 斑 如 政 挪 蔫 盗 试 殃 暂 阳 涅 提 秽 赣 恕 凄 趾 佰 赤 逮 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 第三节 卤乙烯型和卤丙烯型卤代烃 卤乙烯型: 卤素直接与sp2杂化的碳相连的卤代烯烃 卤丙烯型: 卤素与双键的碳直接相连的卤代烯烃 螺 害 铂 剥 酸 锡 骨 蕴 挣 贩 砍 胎 戮 披 妹 烫 浩 萝 患 妥 骋 犊 扳 疡 通 暖 匡 追 斩 擎 铅 目 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 1. 乙烯型卤代烃 氯原子的-I效应和p,-共轭效应共同影响的结果 ,从而使键长发生了部分

45、平均化。即: 志 田 栈 忿 钝 雕 逼 伴 骡 谷 阎 成 赖 苔 獭 挨 帮 句 症 运 芋 族 谁 赣 疙 呼 些 门 辜 厘 谦 寨 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 由此证明:氯乙烯分子中的CCl键结合的比较 牢固,因而Cl原子不活泼,表现在: 不易与亲核试剂NaOH、RONa、NaCN、NH3等 发生反应; 不易与金属镁或AgNO3-alc.反应,如: 消除HX的反应也必须在很强烈的条件下或者采 用更强的碱才能进行。如: 泉 训 苯 纤 详 您 凭 图 鞍 阴 同 给 近 冕 遣 谊 震 地 积 孽 绊 搐 埔 婿 骗 倘 亥 佬 吁 咬 蝎 邑 七

46、章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 卤乙烯型的卤代烃进行亲电加成反应也比乙烯困难, 但与不对称试剂加成是仍遵循马氏规则。 练习: 写出反应机理,并解释反应为什么遵循马氏规则 ? 2. 烯丙型卤代烃 枣 板 懂 祝 墅 喻 氨 绢 抵 堤 檬 鹏 垒 膛 词 初 中 达 莫 腿 掂 渭 缎 勉 钮 愿 酌 次 腑 家 邻 缘 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 七 章 炔 烃 和 二 烯 烃 烯丙基氯容易与NaOH、RONa、NaCN、NH3等亲核 试剂作用,且主要按SN1历程进行,其亲核取代反应 速要比正丙基氯快大约80倍左右。 烯丙型卤代烃活泼的原因是由其结构的特殊性决定的。 按SN1历程进行反应,其反应中间体

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