一、烯烃的系统命名
1、 选择主链选择含有双键做主链,以主链的碳原子的数目叫做“某烯烃”;
2E-3,5-二甲基-2-己烯
2、 给主链进行标号,把主链的碳原子进行标号;
3、 标明双键的位次;将双键的位置放在最小的位次,放在烯烃的名称前面;
4、 其它烯烃的命名与烷烃的相同;
5、 顺式与反式的命名
对于顺式和反式只适用于有两个基团相同的情况
顺式--结合在双键碳原子上的两个基团在同侧的情况。反式--结合在双键碳原子上的两个相同的基团在异侧。 C l C H 3
H
H 3C
(1E )-1-chloro-2-m ethylbut-1-ene
对于复杂的烯烃的命名。常用Z/E命名法
规则:A>B,C>D--Z
AD--E型结构 A
6
21型结构 C 5A 621C 5
B 3D 4B 3D 4
Z 型结构 E型结构 H 3C H 3
C H 3
H 3C
二、烯烃的化学性质 (2Z )-3-m ethylpent-2-ene (3E )-2,3-dim ethylhex -3-ene H 3C H C H 3C H 3
(一)亲电加成反应
1与酸的反应:马氏规则
(1) 与卤化氢的反应:卤化氢和烯烃的加成,可得到一卤代物。
反应在CS2、石油醚或冰醋酸,浓的氢溴酸和氢碘酸也能和烯烃的反应,浓盐酸反应需要加入催化剂(AlCl3)才可以发生反应。卤化氢的酸性强度为:HI>HBr>HCl。
马氏规则:凡是不对称的烯烃和酸的加成,酸中的氢离子加到含氢多的碳原子上,其他的卤素原子加到含氢原子少的碳原子上。 H 3C
but-1-ene
(2) 与卤素的加成反应
烯烃能与卤素单质发生加成反应,生成在相邻的两个碳原子上个带一个卤素原子。(反应在常温下就是迅速、定量的进行)
溴的CCl4溶液与烯烃的反应,作为烯烃物质的检验方法。 +CH 2H Br 3C Br CH 32-brom obutane
烯烃与碘单质很难反生反应,一般用氯化碘或溴化碘与之反应可以与碳碳双键定量的反应。
卤素的活泼性:氟>氯>溴>碘 烯烃与卤素的水溶液可以发生加成反应,卤素与水发生化学反应,卤素原子带有正电荷,加成在含氢原子较多的碳原子上。
3. 与乙硼烷的反应与键对烯烃的加成反应,成为硼氢化反应。
两个甲硼烷生成一个乙硼烷。乙硼烷在空气中以自燃,把氟化硼的乙醚溶液加入到硼氢化钠与乙烯的混合物中,使B2H6一生成即与烯烃反应。
二、自由基的加成反应
过氧化物(H2O2,或R-O-O-R), 溴化氢与丙稀或其他不对称烯烃的反应,反应规则:反马氏规则。
自由基的加成反应:规则:链引发、链传递、链终止。
只有与烯烃的加成反应(HBr) 在有过氧化物存在的情况下,符合反马氏规则。过氧化物存在对于(HCl 、HI )无影响,即符合马氏规则。
三、催化氢化
1、催化加氢
氢化反应时一种还原反应。在催化剂存在的情况下,有机化合物与氢气的反应是-----催化
氢化。
常用的催化剂有金属钯粉、铂黑、瑞尼Ni 。
2. 氢化热与烯烃的稳定性
氢化热:氢化反应是放热反应。1mol 不饱和化合物氢化时所放出的热量。从结构上来看,连接在碳原子上的烷基基团越多的烯烃,氢化热越小,稳定性越高。
四、氧化反应
1.KMnO4或OsO4氧化反应(可通过反应产物的结构推测原烯烃的结构)
(1)烯烃在酸性高锰酸钾中反应得到的-C=C--键断裂的氧化产物。 氧化后:
RCH=→RCOOH CH2=→CO2
R2C=→R2C=O
(2)烯烃在碱性(中性或是稀的高锰酸钾)的高锰酸钾溶液中的反应,生成醇。在反应中高锰酸钾溶液紫色褪去,生成棕色多的二氧化锰沉淀。用于鉴定烯烃。
2、过氧酸氧化反应
在室温和惰性溶剂中烯烃与过氧酸反应(CH2Cl2、H2O) ,生成环氧化合物,在经过水解,得到反式邻二醇。
3、臭氧化反应
将含有臭氧(6%-8%)的氧气通入液态的烯烃或烯烃的CCL4溶液时,臭氧迅速而定量的与烯烃作用,生成黏糊状的臭氧化合物---臭氧化反应。
过氧化氢是氧化剂,为了防止氧化,通常加入Zn/H2O,生成醛或酮。可用Pd/H2,可以得到醛或酮。
用氢化铝锂或硼氢化钠还原可以得到醇。
臭氧化反应可以研究烯烃的结构。
4、催化加氢反应
环氧乙烷可以乙二醇。
瓦克尔反应
用氯化钯和氯化铜催化氧化生成醛和酮。
以氧化钼与氧化铋或磷酸鉬反应,丙烯晴的合成反应。
5、聚合反应
烯烃在一定的条件下,分子间一个又一个的相互的结合,成为分子量巨大的高分子化合物。
齐格勒---纳塔(催化剂)四氯化钛烷基铝,可以合成聚合物。
六、α---氢的自由基加成反应
在低温下,外界的能量不能使碳和氢原子之间的键断裂,只能在碳原子与碳原子之间进行加成反应。在较高的温度下,碳原子与氢原子之间的键可以断裂----自由基加成反应。
由于碳原子与氢原子之间的键的断裂时,存在解离能的问题,有解离能可以判断其活性
E 乙烯>E伯>E仲>E叔>E烯丙基 炔烃和二烯烃
炔烃的命名
简单的炔烃使用衍生物法进行命名,以乙炔作为母体进行命名,叫做“某基乙炔”。
英语的命名,则将相应的烷烃的命名的ane 变成yne 。
同时含有双键和三键的分子成为炔烯。命名规则为:选择含有双键和三键的最长碳链为主链,位次的编号为
最低序列原则。是三键和双键的最小的位次。双键和三键处在相同的位置时,使双键的位次最小原则。书写的规则按照先烯后炔,词尾为“几烯几炔”。
炔烃的化学性质(存在加成反应、氧化反应、聚合反应)
1、 亲电加成反应(反式加成)
烯烃与炔烃一样,能与卤素和;氢卤酸发生加成反应。
R-C CH 与氢卤酸加氢时先得到一
卤代烯,后可以得到二卤代物。产物符合马氏规则。
乙炔在于氯化氢反应时,需要
用氯化汞盐酸溶液浸渍在活性炭制成的催化剂中反应
聚氯乙烯的合成反应PVC
烯炔与卤素反应,卤素首先加成在双键碳原子上。
2、 水化反应
炔烃在酸性的水溶液中水化,水分子加到-C C-上,生成不稳定的乙烯醇。羟
基直接碳碳双键相连的醇----烯醇。 烯醇不稳定,会变成羰基化合物(互变异构)
库切洛夫反应:
炔烃在含有硫酸汞的稀硫酸溶液中易于水发生反应,汞盐作为催化剂。
其他的炔烃的水化,变成酮。
3、 氧化反应
炔烃氧化时三键断裂成羧酸,CH —变成生成CO2;.
反应后高锰酸钾的颜色褪去,析出棕色的二氧化锰。可以用于鉴定炔烃化合物。
三键铋双键难以氧化三键与双键在一起时,先氧化双键。臭氧化反应,三键将会生成两个羧酸化合物,可以利用这个原理推测炔烃的结构。
4、 炔化物的生成
三键碳原子上的氢原子具有弱酸性,可以被金属取代生成炔化物。
端炔烃化合物可以与硝酸银的氨溶
液或氯化铜的氨溶液反应,生成白色的炔化银或棕色的乙炔亚铜。 不是端炔烃没有以上的性质。
(1) 干燥的银或亚铜的炔化物受热
或震动时一发生爆炸生成金属和碳,实验完毕后用浓盐酸清洗炔化物。
(2) 炔烃在液态氨中与氨基钠中生
成炔化钠。乙炔中的氢原子活泼的原因:
SP 杂化的碳原子的电负性大于SP2杂化的碳原子。
2、增长碳链的方法
炔化物合成炔烃。
5、 还原反应
(1) 催化氢化
乙炔与两分子的H2反应,生成相应的烷烃。
选用适合的试剂乐意是炔烃生成烯烃。
Pd-CaCO3生成的为顺式加成产物;简称为林德拉(Lindlar)。
(2) 用钠或铝还原:在液氨中用锂
或钠还原炔烃---反式烯烃。
五、乙炔
1、制法
(1)电石法
生产电石的原料是氧化钙和焦炭. 碳化钙和水反应生成乙炔。
2、 性质
乙炔容易爆炸,高压的乙炔、液态和固态的乙炔收敲打或撞击时容易爆炸。
3、 乙炔可以发生聚合反应
在氯化亚铜和氯化铵的强酸溶液中发生发生反应。
乙烯基乙炔是氯丁橡胶的原料;。
乙炔在高温的条件下发生聚合生成苯环。
乙炔聚合主要生成环辛四烯。 在一定的条件下,乙炔可以聚合生成聚氯乙烯。
六、乙炔的制备
乙炔的制备主要在于消除反应和三键连接起来。
1、二卤代烷脱去卤化氢
脱卤化氢在碱性的醇溶液中进行。生成三键的情况在NaNH2作用下。
2、 由炔化物制备
末端的氢原子可以被金属取代形成炔负离子,进行卤代发应,可以得到二取代乙炔
可以增长碳链长度。
二烯烃
二烯烃的分类和命名
1、 累积二烯烃:双键累积在一个碳原子上的烯烃。
2、 共轭二烯烃:双键被一个单键分开的烯烃。
3、 独立二烯烃:双键被两个及其两个以上的碳碳单键隔开的烯烃。 命名:
对于几烯烃,在命名时及要求用数字:“二、三”,英语的表示方法是“diene,triene,trearene”表示。 利用z/e 进行命名。与烯烃的命名一致。
二、二烯烃的结构及其稳定性
三、丁二烯和异戊二烯
1、1,3丁二烯
(1)正丁烷的一步脱氢法:以氧化铝作为催化剂。
(2)正丁烷的二步脱氢法
(3)丁烯的氧化脱氢法
利用丁二烯合成聚丁二烯。最早的人工橡胶。
3、异戊二烯:1,3---丁二烯。
四、共轭二烯烃的反应
1、1.2加成和1,4加成(亲电加成) 共轭二烯烃与卤素和氢卤酸等可以发生加成反应
2、狄尓斯---阿尔德反应
单双键碳原子上有吸电子集团时,有-CHO,COOR,-COR ,-CN,-NO2,反应液能够顺利的进行。
亲双烯体---与双烯体进行合成反应的饱和化合物。在光火热的作用下,进行1,4加成反应。
生成六圆环的反应机理。
双烯合成法用于鉴定共轭二烯烃。
五、共轭效应的产生和类型
1、π-π共轭效应
单双键交替分布的,形成的π键和P 轨道的相互重叠。
2、p-π键共轭效应
单间的异侧有π键,另一侧有公用电子对,或有一平行的的P 轨道。
3、超共轭效应
Π键和C-H 的σ键共轭则形成为π-σ共轭。
六、共轭的特征
1、键长趋于平均化
2、共轭二烯烃体系的能量低
3、折射率较高
七、共轭效应的传递
共轭效应是通过π键来传递的。
八.脂环烃
1、脂环烃的分类
(1)不饱和脂环烃---环烷烃
(2)不饱和脂环烃---环烯烃
2、按分子中碳原子数目分类
(1)单环脂环烃---环烷烃分为小环(C3-C4), 普通环(C5-C7), 中环(C8-C11), 大环(C12以上)
(2)二环烃和多环烃
九、脂环烃的命名
1、单脂环烃
单脂环烃的命名法语相应的烷烃一样,以相应的开链烃一样,加一个“环“字。
单在环上有一个取代基时,则将母体进行进行标号,以含碳最少的取代基作为第一位。
环烯烃的命名,以双键的最小位置进行标号。
2、多脂环烃的命名
(1)桥环烃
两个碳环或两个以上的碳环的环烃---桥环烃。
① 找出桥头碳原子,原则是:子桥的一端开始,有最长的碳环到次长的碳环,进行一次标号。
② 注明环数。后面的环的大小有打到小进行,无碳原子,则为0.
③ 方括号的后面注明碳原子组成的“环某烷。”
(2)螺环烃和稠环烃
两个碳原子公用一个碳原子的----螺环烃。
命名规则:
① 有螺环烃的碳原子数目成为“螺某烷。”
② 用阿拉伯数字标明除了螺原子外的碳原子数目,数字有小到大。 ③ 编号时,从较小的环且螺原子最近的一个碳原子上开始编号,如果有取代基,是取代基的位次尽可能的小,进行标号。
④ 经过最小环岛最大环进行编号。 ⑤ 数字之间用角圆点隔开。
两个碳环共用两个碳原子---稠环烃。命名规则为:桥环烃。
十、环烷烃的性质
1、取代反应
2、氧化反应
常温下,环烯烃与一般氧化剂(KMnO4)不起反应。
加热、强化剂作用下,或在催化剂存在下用空气氧化,可以生成各种氧化物。
3 加成反应
(1) 加氢
在催化加氢时,环丙烷、环丁烷易于加入1molH2生成烷烃。
环己烷必须在较激烈的条件下才能与1molH2反应。
(2) 加溴
室温条件下:
加热条件:
(3) 加卤化氢
符合马氏规则。氢原子加在含氢较多的碳原子上。环己烷不与溴化氢反应。
十一、对映异构
十二、芳烃
芳烃的分类
1、 单环芳烃
分子中含有一个苯环的芳烃,它包括了苯的同系物、乙烯苯、乙炔苯。
2、 多环芳烃
分子中含有两个以上的苯环的芳烃,可以分为三类。
(1) 联苯
苯环各以环上一个碳原子直接连接。
(2) 多苯代脂肪烃
以苯环取代脂肪烃分子中的氢原子。
(3)稠环烃
苯环中有相连的两个及其两个以上的碳原子稠和而成。
十三、苯环的命名和异构现象
单环芳烃可以看成是苯环上的氢原子被烃基取代的产物,有一烃基苯、二烃基苯。
3命名规则:
1、 简单的烃基苯的命名,主要以苯环作为母体进行命名,烃基作为取代基处理。
(1) 取代基如硝基/亚硝基/卤素/通
常只作为取代基,不做为母体,具有这些取代基的芳烃衍生物作为母体。
(2) 取代基为氨基/羟基/磺酸基/醛
基/羰基,将其作为母体:叫做苯胺/苯酚/苯环酸/苯甲醛/苯甲酸。
(3) 当苯环上有多个取代基时,选
好母体进行编号。母体的顺序规则:(取代基)-NO2〉-X 〉-R 〉-OR 〉-NH2〉-OH 〉-COR 〉-CHO 〉-CN 〉-CONH2〉-COX 〉-COOR 〉-SO3H 〉-COOH 〉-NR3(母体)
2、 苯环上的烃基复杂的情况下,将苯环作为取代基进行命名,简称为苯基(PH )
3、 二烃基苯有三种异构体,有:邻位/间位/对位。
4、 邻位是指在两个取代基在两个相连的碳原子上,间位是指两个取代基之间相差一个碳原子。对位是指两个取代基在苯环的对角的位置上。
三个取代基的苯环,有三个取代基在相连的位置上。简称为邻位。偏则是三个取代基偏于一边。均:表示三个取代基均匀分布。
基团的命名:
芳基(aryl 简称为Ar ):芳烃分子中去掉一个氢原子的剩下的原子基团。
苯基(phenyl简称为Ph 或Ф) :苯环上的消去一个氢原子的剩下来
的原子基团。
苄基(benzyl简称为Bz) :甲苯中消去一个氢原子剩下来的原子基团。
4单环芳烃的性质
(1) 物理性质:
无色有特殊气味的液体,不溶于水,易溶于有机溶剂,在火焰上燃烧带有较浓的黑烟。
(2) 化学性质:
亲电取代反应,芳烃不易发生加成反应,易于发生亲电取代反应。 硝化反应/卤代反应/磺化反应
①硝化反应:向苯环中引入硝基的反应。
苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在55C-60C 反应,苯环上的氢原子被硝基取代,生成硝基苯。
产生的活泼中间体---硝基正离。无水的硝酸中含有硝基正离子,浓度很低,在浓硫酸中有利于硝正离子的生成。
浓硫酸在反应中不做为脱水试剂,主要与硝酸的作用生成硝正离子。 反应的机理:
分为两步反应:亲电加成---消除反应。
②卤代反应:
单有催化剂如铁粉和卤化铁存在时,苯和氯和溴作用时,苯环上的氢原子被氯或溴取代,生成了氯苯和溴苯。 甲苯催化剂存在的情况下,生成邻位和对位产物。氯和溴是亲电试剂,在路易斯酸2的活化下才能使溴和氯发生异裂。
③磺化反应---可逆反应
苯与98%硫酸在75-80C 时发生作用,
苯环上的氢原子被磺酸基取代,生成苯磺酸。
磺化反应:有机化合物中引入磺酸基的反应。
磺化反应在低温时容易生成邻位产物,高温时容易生成对位产物。 苯磺酸为有机强酸,在热的蒸气作用下,与稀硫酸和稀盐酸共热时可以脱水水解生成磺酸基。
④博瑞德尔-卡拉夫茨反应(Friedel-Crafts )
I 、烷基化反应
苯与溴乙烷在无水三氯化铝的催化下生成乙苯。
无水三氯化铝是烷基化反应中常用
的催化剂。可以用三氯化铁,三氟化硼,无水氟化氢,四氯化锡,氯化锌。
A 、催化剂的活性:
AlCl3〉FeCl3〉BF3〉TiCl4〉ZnCl4〉HF 〉H2SO4〉H3PO4。
B、烷基化反应(RX)活性
烯丙基〉苄基〉叔烷基〉仲烷基〉伯烷基〉-C=C-〉ROH。 C、R〉=3,有重排现象。
苯环上有硝基、叔氮离子、羧基、酮基、-CF3、-SO3H,不会发生烷基化反应。
II 、酰基化反应
在路易斯酸的催化作用下,酰氯和酸酐与芳烃发生亲电取代反应。
只有一取代物,没有发生重排现象。 ⑤加成反应
A、加氢反应
芳烃比烯烃难发生还原反应。苯只有在高温和催化剂存在的情况下,发生气相加氢―――生成环己烷。
芳烃在碱金属溶液中发生1,4加成反应。Na、NH3、C2H5OH B、加氯反应
发生自由基的加成反应。六六六的生成。
甲苯与氯气反应,在不同的催化剂的作用下,所得到的产物不同。
在有铁作为催化剂的时候,生成的产物为苯环上的取代物,在光照的条件
下,生成---苯环侧链上的取代产物。 有铁时的反应----离子型取代产物。在光照的条件下---自由基取代产物。
四、氧化反应
苯环不易被氧化,在高锰酸钾或重铬酸钾的酸性或碱性溶液中,氧化苯环上的烃基,生成羧酸。
在有强氧化剂的时候,则生成酸酐。 苯环上的亲电取代反应---定位及效应
三类定位基的效应
(1)活化苯环的定位基
有孤对子电子存在或是有
,
一、烯烃的系统命名
1、 选择主链选择含有双键做主链,以主链的碳原子的数目叫做“某烯烃”;
2E-3,5-二甲基-2-己烯
2、 给主链进行标号,把主链的碳原子进行标号;
3、 标明双键的位次;将双键的位置放在最小的位次,放在烯烃的名称前面;
4、 其它烯烃的命名与烷烃的相同;
5、 顺式与反式的命名
对于顺式和反式只适用于有两个基团相同的情况
顺式--结合在双键碳原子上的两个基团在同侧的情况。反式--结合在双键碳原子上的两个相同的基团在异侧。 C l C H 3
H
H 3C
(1E )-1-chloro-2-m ethylbut-1-ene
对于复杂的烯烃的命名。常用Z/E命名法
规则:A>B,C>D--Z
AD--E型结构 A
6
21型结构 C 5A 621C 5
B 3D 4B 3D 4
Z 型结构 E型结构 H 3C H 3
C H 3
H 3C
二、烯烃的化学性质 (2Z )-3-m ethylpent-2-ene (3E )-2,3-dim ethylhex -3-ene H 3C H C H 3C H 3
(一)亲电加成反应
1与酸的反应:马氏规则
(1) 与卤化氢的反应:卤化氢和烯烃的加成,可得到一卤代物。
反应在CS2、石油醚或冰醋酸,浓的氢溴酸和氢碘酸也能和烯烃的反应,浓盐酸反应需要加入催化剂(AlCl3)才可以发生反应。卤化氢的酸性强度为:HI>HBr>HCl。
马氏规则:凡是不对称的烯烃和酸的加成,酸中的氢离子加到含氢多的碳原子上,其他的卤素原子加到含氢原子少的碳原子上。 H 3C
but-1-ene
(2) 与卤素的加成反应
烯烃能与卤素单质发生加成反应,生成在相邻的两个碳原子上个带一个卤素原子。(反应在常温下就是迅速、定量的进行)
溴的CCl4溶液与烯烃的反应,作为烯烃物质的检验方法。 +CH 2H Br 3C Br CH 32-brom obutane
烯烃与碘单质很难反生反应,一般用氯化碘或溴化碘与之反应可以与碳碳双键定量的反应。
卤素的活泼性:氟>氯>溴>碘 烯烃与卤素的水溶液可以发生加成反应,卤素与水发生化学反应,卤素原子带有正电荷,加成在含氢原子较多的碳原子上。
3. 与乙硼烷的反应与键对烯烃的加成反应,成为硼氢化反应。
两个甲硼烷生成一个乙硼烷。乙硼烷在空气中以自燃,把氟化硼的乙醚溶液加入到硼氢化钠与乙烯的混合物中,使B2H6一生成即与烯烃反应。
二、自由基的加成反应
过氧化物(H2O2,或R-O-O-R), 溴化氢与丙稀或其他不对称烯烃的反应,反应规则:反马氏规则。
自由基的加成反应:规则:链引发、链传递、链终止。
只有与烯烃的加成反应(HBr) 在有过氧化物存在的情况下,符合反马氏规则。过氧化物存在对于(HCl 、HI )无影响,即符合马氏规则。
三、催化氢化
1、催化加氢
氢化反应时一种还原反应。在催化剂存在的情况下,有机化合物与氢气的反应是-----催化
氢化。
常用的催化剂有金属钯粉、铂黑、瑞尼Ni 。
2. 氢化热与烯烃的稳定性
氢化热:氢化反应是放热反应。1mol 不饱和化合物氢化时所放出的热量。从结构上来看,连接在碳原子上的烷基基团越多的烯烃,氢化热越小,稳定性越高。
四、氧化反应
1.KMnO4或OsO4氧化反应(可通过反应产物的结构推测原烯烃的结构)
(1)烯烃在酸性高锰酸钾中反应得到的-C=C--键断裂的氧化产物。 氧化后:
RCH=→RCOOH CH2=→CO2
R2C=→R2C=O
(2)烯烃在碱性(中性或是稀的高锰酸钾)的高锰酸钾溶液中的反应,生成醇。在反应中高锰酸钾溶液紫色褪去,生成棕色多的二氧化锰沉淀。用于鉴定烯烃。
2、过氧酸氧化反应
在室温和惰性溶剂中烯烃与过氧酸反应(CH2Cl2、H2O) ,生成环氧化合物,在经过水解,得到反式邻二醇。
3、臭氧化反应
将含有臭氧(6%-8%)的氧气通入液态的烯烃或烯烃的CCL4溶液时,臭氧迅速而定量的与烯烃作用,生成黏糊状的臭氧化合物---臭氧化反应。
过氧化氢是氧化剂,为了防止氧化,通常加入Zn/H2O,生成醛或酮。可用Pd/H2,可以得到醛或酮。
用氢化铝锂或硼氢化钠还原可以得到醇。
臭氧化反应可以研究烯烃的结构。
4、催化加氢反应
环氧乙烷可以乙二醇。
瓦克尔反应
用氯化钯和氯化铜催化氧化生成醛和酮。
以氧化钼与氧化铋或磷酸鉬反应,丙烯晴的合成反应。
5、聚合反应
烯烃在一定的条件下,分子间一个又一个的相互的结合,成为分子量巨大的高分子化合物。
齐格勒---纳塔(催化剂)四氯化钛烷基铝,可以合成聚合物。
六、α---氢的自由基加成反应
在低温下,外界的能量不能使碳和氢原子之间的键断裂,只能在碳原子与碳原子之间进行加成反应。在较高的温度下,碳原子与氢原子之间的键可以断裂----自由基加成反应。
由于碳原子与氢原子之间的键的断裂时,存在解离能的问题,有解离能可以判断其活性
E 乙烯>E伯>E仲>E叔>E烯丙基 炔烃和二烯烃
炔烃的命名
简单的炔烃使用衍生物法进行命名,以乙炔作为母体进行命名,叫做“某基乙炔”。
英语的命名,则将相应的烷烃的命名的ane 变成yne 。
同时含有双键和三键的分子成为炔烯。命名规则为:选择含有双键和三键的最长碳链为主链,位次的编号为
最低序列原则。是三键和双键的最小的位次。双键和三键处在相同的位置时,使双键的位次最小原则。书写的规则按照先烯后炔,词尾为“几烯几炔”。
炔烃的化学性质(存在加成反应、氧化反应、聚合反应)
1、 亲电加成反应(反式加成)
烯烃与炔烃一样,能与卤素和;氢卤酸发生加成反应。
R-C CH 与氢卤酸加氢时先得到一
卤代烯,后可以得到二卤代物。产物符合马氏规则。
乙炔在于氯化氢反应时,需要
用氯化汞盐酸溶液浸渍在活性炭制成的催化剂中反应
聚氯乙烯的合成反应PVC
烯炔与卤素反应,卤素首先加成在双键碳原子上。
2、 水化反应
炔烃在酸性的水溶液中水化,水分子加到-C C-上,生成不稳定的乙烯醇。羟
基直接碳碳双键相连的醇----烯醇。 烯醇不稳定,会变成羰基化合物(互变异构)
库切洛夫反应:
炔烃在含有硫酸汞的稀硫酸溶液中易于水发生反应,汞盐作为催化剂。
其他的炔烃的水化,变成酮。
3、 氧化反应
炔烃氧化时三键断裂成羧酸,CH —变成生成CO2;.
反应后高锰酸钾的颜色褪去,析出棕色的二氧化锰。可以用于鉴定炔烃化合物。
三键铋双键难以氧化三键与双键在一起时,先氧化双键。臭氧化反应,三键将会生成两个羧酸化合物,可以利用这个原理推测炔烃的结构。
4、 炔化物的生成
三键碳原子上的氢原子具有弱酸性,可以被金属取代生成炔化物。
端炔烃化合物可以与硝酸银的氨溶
液或氯化铜的氨溶液反应,生成白色的炔化银或棕色的乙炔亚铜。 不是端炔烃没有以上的性质。
(1) 干燥的银或亚铜的炔化物受热
或震动时一发生爆炸生成金属和碳,实验完毕后用浓盐酸清洗炔化物。
(2) 炔烃在液态氨中与氨基钠中生
成炔化钠。乙炔中的氢原子活泼的原因:
SP 杂化的碳原子的电负性大于SP2杂化的碳原子。
2、增长碳链的方法
炔化物合成炔烃。
5、 还原反应
(1) 催化氢化
乙炔与两分子的H2反应,生成相应的烷烃。
选用适合的试剂乐意是炔烃生成烯烃。
Pd-CaCO3生成的为顺式加成产物;简称为林德拉(Lindlar)。
(2) 用钠或铝还原:在液氨中用锂
或钠还原炔烃---反式烯烃。
五、乙炔
1、制法
(1)电石法
生产电石的原料是氧化钙和焦炭. 碳化钙和水反应生成乙炔。
2、 性质
乙炔容易爆炸,高压的乙炔、液态和固态的乙炔收敲打或撞击时容易爆炸。
3、 乙炔可以发生聚合反应
在氯化亚铜和氯化铵的强酸溶液中发生发生反应。
乙烯基乙炔是氯丁橡胶的原料;。
乙炔在高温的条件下发生聚合生成苯环。
乙炔聚合主要生成环辛四烯。 在一定的条件下,乙炔可以聚合生成聚氯乙烯。
六、乙炔的制备
乙炔的制备主要在于消除反应和三键连接起来。
1、二卤代烷脱去卤化氢
脱卤化氢在碱性的醇溶液中进行。生成三键的情况在NaNH2作用下。
2、 由炔化物制备
末端的氢原子可以被金属取代形成炔负离子,进行卤代发应,可以得到二取代乙炔
可以增长碳链长度。
二烯烃
二烯烃的分类和命名
1、 累积二烯烃:双键累积在一个碳原子上的烯烃。
2、 共轭二烯烃:双键被一个单键分开的烯烃。
3、 独立二烯烃:双键被两个及其两个以上的碳碳单键隔开的烯烃。 命名:
对于几烯烃,在命名时及要求用数字:“二、三”,英语的表示方法是“diene,triene,trearene”表示。 利用z/e 进行命名。与烯烃的命名一致。
二、二烯烃的结构及其稳定性
三、丁二烯和异戊二烯
1、1,3丁二烯
(1)正丁烷的一步脱氢法:以氧化铝作为催化剂。
(2)正丁烷的二步脱氢法
(3)丁烯的氧化脱氢法
利用丁二烯合成聚丁二烯。最早的人工橡胶。
3、异戊二烯:1,3---丁二烯。
四、共轭二烯烃的反应
1、1.2加成和1,4加成(亲电加成) 共轭二烯烃与卤素和氢卤酸等可以发生加成反应
2、狄尓斯---阿尔德反应
单双键碳原子上有吸电子集团时,有-CHO,COOR,-COR ,-CN,-NO2,反应液能够顺利的进行。
亲双烯体---与双烯体进行合成反应的饱和化合物。在光火热的作用下,进行1,4加成反应。
生成六圆环的反应机理。
双烯合成法用于鉴定共轭二烯烃。
五、共轭效应的产生和类型
1、π-π共轭效应
单双键交替分布的,形成的π键和P 轨道的相互重叠。
2、p-π键共轭效应
单间的异侧有π键,另一侧有公用电子对,或有一平行的的P 轨道。
3、超共轭效应
Π键和C-H 的σ键共轭则形成为π-σ共轭。
六、共轭的特征
1、键长趋于平均化
2、共轭二烯烃体系的能量低
3、折射率较高
七、共轭效应的传递
共轭效应是通过π键来传递的。
八.脂环烃
1、脂环烃的分类
(1)不饱和脂环烃---环烷烃
(2)不饱和脂环烃---环烯烃
2、按分子中碳原子数目分类
(1)单环脂环烃---环烷烃分为小环(C3-C4), 普通环(C5-C7), 中环(C8-C11), 大环(C12以上)
(2)二环烃和多环烃
九、脂环烃的命名
1、单脂环烃
单脂环烃的命名法语相应的烷烃一样,以相应的开链烃一样,加一个“环“字。
单在环上有一个取代基时,则将母体进行进行标号,以含碳最少的取代基作为第一位。
环烯烃的命名,以双键的最小位置进行标号。
2、多脂环烃的命名
(1)桥环烃
两个碳环或两个以上的碳环的环烃---桥环烃。
① 找出桥头碳原子,原则是:子桥的一端开始,有最长的碳环到次长的碳环,进行一次标号。
② 注明环数。后面的环的大小有打到小进行,无碳原子,则为0.
③ 方括号的后面注明碳原子组成的“环某烷。”
(2)螺环烃和稠环烃
两个碳原子公用一个碳原子的----螺环烃。
命名规则:
① 有螺环烃的碳原子数目成为“螺某烷。”
② 用阿拉伯数字标明除了螺原子外的碳原子数目,数字有小到大。 ③ 编号时,从较小的环且螺原子最近的一个碳原子上开始编号,如果有取代基,是取代基的位次尽可能的小,进行标号。
④ 经过最小环岛最大环进行编号。 ⑤ 数字之间用角圆点隔开。
两个碳环共用两个碳原子---稠环烃。命名规则为:桥环烃。
十、环烷烃的性质
1、取代反应
2、氧化反应
常温下,环烯烃与一般氧化剂(KMnO4)不起反应。
加热、强化剂作用下,或在催化剂存在下用空气氧化,可以生成各种氧化物。
3 加成反应
(1) 加氢
在催化加氢时,环丙烷、环丁烷易于加入1molH2生成烷烃。
环己烷必须在较激烈的条件下才能与1molH2反应。
(2) 加溴
室温条件下:
加热条件:
(3) 加卤化氢
符合马氏规则。氢原子加在含氢较多的碳原子上。环己烷不与溴化氢反应。
十一、对映异构
十二、芳烃
芳烃的分类
1、 单环芳烃
分子中含有一个苯环的芳烃,它包括了苯的同系物、乙烯苯、乙炔苯。
2、 多环芳烃
分子中含有两个以上的苯环的芳烃,可以分为三类。
(1) 联苯
苯环各以环上一个碳原子直接连接。
(2) 多苯代脂肪烃
以苯环取代脂肪烃分子中的氢原子。
(3)稠环烃
苯环中有相连的两个及其两个以上的碳原子稠和而成。
十三、苯环的命名和异构现象
单环芳烃可以看成是苯环上的氢原子被烃基取代的产物,有一烃基苯、二烃基苯。
3命名规则:
1、 简单的烃基苯的命名,主要以苯环作为母体进行命名,烃基作为取代基处理。
(1) 取代基如硝基/亚硝基/卤素/通
常只作为取代基,不做为母体,具有这些取代基的芳烃衍生物作为母体。
(2) 取代基为氨基/羟基/磺酸基/醛
基/羰基,将其作为母体:叫做苯胺/苯酚/苯环酸/苯甲醛/苯甲酸。
(3) 当苯环上有多个取代基时,选
好母体进行编号。母体的顺序规则:(取代基)-NO2〉-X 〉-R 〉-OR 〉-NH2〉-OH 〉-COR 〉-CHO 〉-CN 〉-CONH2〉-COX 〉-COOR 〉-SO3H 〉-COOH 〉-NR3(母体)
2、 苯环上的烃基复杂的情况下,将苯环作为取代基进行命名,简称为苯基(PH )
3、 二烃基苯有三种异构体,有:邻位/间位/对位。
4、 邻位是指在两个取代基在两个相连的碳原子上,间位是指两个取代基之间相差一个碳原子。对位是指两个取代基在苯环的对角的位置上。
三个取代基的苯环,有三个取代基在相连的位置上。简称为邻位。偏则是三个取代基偏于一边。均:表示三个取代基均匀分布。
基团的命名:
芳基(aryl 简称为Ar ):芳烃分子中去掉一个氢原子的剩下的原子基团。
苯基(phenyl简称为Ph 或Ф) :苯环上的消去一个氢原子的剩下来
的原子基团。
苄基(benzyl简称为Bz) :甲苯中消去一个氢原子剩下来的原子基团。
4单环芳烃的性质
(1) 物理性质:
无色有特殊气味的液体,不溶于水,易溶于有机溶剂,在火焰上燃烧带有较浓的黑烟。
(2) 化学性质:
亲电取代反应,芳烃不易发生加成反应,易于发生亲电取代反应。 硝化反应/卤代反应/磺化反应
①硝化反应:向苯环中引入硝基的反应。
苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在55C-60C 反应,苯环上的氢原子被硝基取代,生成硝基苯。
产生的活泼中间体---硝基正离。无水的硝酸中含有硝基正离子,浓度很低,在浓硫酸中有利于硝正离子的生成。
浓硫酸在反应中不做为脱水试剂,主要与硝酸的作用生成硝正离子。 反应的机理:
分为两步反应:亲电加成---消除反应。
②卤代反应:
单有催化剂如铁粉和卤化铁存在时,苯和氯和溴作用时,苯环上的氢原子被氯或溴取代,生成了氯苯和溴苯。 甲苯催化剂存在的情况下,生成邻位和对位产物。氯和溴是亲电试剂,在路易斯酸2的活化下才能使溴和氯发生异裂。
③磺化反应---可逆反应
苯与98%硫酸在75-80C 时发生作用,
苯环上的氢原子被磺酸基取代,生成苯磺酸。
磺化反应:有机化合物中引入磺酸基的反应。
磺化反应在低温时容易生成邻位产物,高温时容易生成对位产物。 苯磺酸为有机强酸,在热的蒸气作用下,与稀硫酸和稀盐酸共热时可以脱水水解生成磺酸基。
④博瑞德尔-卡拉夫茨反应(Friedel-Crafts )
I 、烷基化反应
苯与溴乙烷在无水三氯化铝的催化下生成乙苯。
无水三氯化铝是烷基化反应中常用
的催化剂。可以用三氯化铁,三氟化硼,无水氟化氢,四氯化锡,氯化锌。
A 、催化剂的活性:
AlCl3〉FeCl3〉BF3〉TiCl4〉ZnCl4〉HF 〉H2SO4〉H3PO4。
B、烷基化反应(RX)活性
烯丙基〉苄基〉叔烷基〉仲烷基〉伯烷基〉-C=C-〉ROH。 C、R〉=3,有重排现象。
苯环上有硝基、叔氮离子、羧基、酮基、-CF3、-SO3H,不会发生烷基化反应。
II 、酰基化反应
在路易斯酸的催化作用下,酰氯和酸酐与芳烃发生亲电取代反应。
只有一取代物,没有发生重排现象。 ⑤加成反应
A、加氢反应
芳烃比烯烃难发生还原反应。苯只有在高温和催化剂存在的情况下,发生气相加氢―――生成环己烷。
芳烃在碱金属溶液中发生1,4加成反应。Na、NH3、C2H5OH B、加氯反应
发生自由基的加成反应。六六六的生成。
甲苯与氯气反应,在不同的催化剂的作用下,所得到的产物不同。
在有铁作为催化剂的时候,生成的产物为苯环上的取代物,在光照的条件
下,生成---苯环侧链上的取代产物。 有铁时的反应----离子型取代产物。在光照的条件下---自由基取代产物。
四、氧化反应
苯环不易被氧化,在高锰酸钾或重铬酸钾的酸性或碱性溶液中,氧化苯环上的烃基,生成羧酸。
在有强氧化剂的时候,则生成酸酐。 苯环上的亲电取代反应---定位及效应
三类定位基的效应
(1)活化苯环的定位基
有孤对子电子存在或是有
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