第三章烯烴、炔烴及二烯烴

第三章烯烴、炔烴和二烯烴

(alkene,alkyneanddiene)

第一節(jié)烯烴第二節(jié)炔烴第三節(jié)二烯烴

新進(jìn)展東京大學(xué)的研究小組在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上首次報(bào)道了向動(dòng)物體內(nèi)植入可運(yùn)載基因的富勒烯（C60），該研究成果拉開(kāi)開(kāi)發(fā)低毒性、高功能基因植入法的序幕。C60又名足球烯，也叫富勒烯。它由60個(gè)碳原子構(gòu)成，含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，具有60個(gè)頂點(diǎn)和32個(gè)面，其中12個(gè)為正五邊形，20個(gè)為正六邊形。圖C60結(jié)構(gòu)

膨體聚四氟乙烯–美容材料膨體聚四氟乙烯主要包括柔軟型和加強(qiáng)型二種，柔軟型的材料接近于真皮，加強(qiáng)型材料的硬度接近于軟骨，因此該材料被廣泛應(yīng)用在需要軟組織或者軟骨充填的整形手術(shù)中，常見(jiàn)的適應(yīng)癥：隆鼻術(shù)、隆下頜術(shù)、面部軟組織填充、前額填充、眶修復(fù)、面部深部皺紋填充等。第一節(jié)烯烴(Alkene)

分子中含有一個(gè)碳碳雙鍵的不飽和烴稱(chēng)為烯烴。碳碳雙鍵是烯烴的官能團(tuán)。烯烴組成通式為

CnH2n。一、烯烴的結(jié)構(gòu)——sp2雜化sp2雜化1s22(sp2)12(sp2)12(sp2)12pz1

軌道雜化后電子排布烯鍵的三個(gè)特性

共平面性雙鍵的不等性(

σ鍵、π鍵)不可旋轉(zhuǎn)性

(官能團(tuán))

位置異構(gòu)

碳鏈異構(gòu)順-2-丁烯反-2-丁烯二、烯烴的構(gòu)造異構(gòu)與順?lè)串悩?gòu)順?lè)串悩?gòu)形成的條件分子存在限制原子旋轉(zhuǎn)因素(雙鍵或環(huán)結(jié)構(gòu))不能自由旋轉(zhuǎn)原子上連接不同原子或基團(tuán)思考題1、寫(xiě)出化學(xué)式為C5H10的（不包括立體異構(gòu)體和環(huán)狀化合物）所有異構(gòu)體。2、下列化合物是否存在順?lè)串悩?gòu)體123三、烯烴的命名1.普通命名法：適用于簡(jiǎn)單的不飽和烴乙烯丙烯異丁烯異戊二烯2.系統(tǒng)命名法a.選含雙鍵最長(zhǎng)碳鏈為主鏈，按主鏈碳原子數(shù)命名為某烯，多于10個(gè)碳用中文數(shù)字加碳烯；b.從主鏈靠近碳碳雙鍵一端向另一端編號(hào)；c.寫(xiě)出取代基的位次、數(shù)目和名稱(chēng)，然后依次寫(xiě)出雙鍵的位置（雙鍵碳原子的較小編號(hào)）、數(shù)目和母體名稱(chēng)。6-甲基-3-丁基-2-庚烯123671-十八碳烯3-甲基-1-丁烯2-甲基-2-丁烯d.烯烴順?lè)串悩?gòu)命名若兩個(gè)雙鍵C上所連的較優(yōu)原子或基團(tuán)位于雙鍵同側(cè)，在烯烴名稱(chēng)前加“Z”，位于雙鍵異側(cè)在烯烴名稱(chēng)前加“E”(Z)-3-甲基-2-戊烯(E)-3-甲基-2-戊烯C═CCH2CH3HCH3CH3C═CCH3HCH3CH2CH3如兩個(gè)雙鍵C連有的原子或基團(tuán)相同，亦可采用順/反構(gòu)型命名法。當(dāng)兩個(gè)雙鍵C連有的原子或基團(tuán)位于雙鍵同側(cè)，烯烴名稱(chēng)前加“順”；位于雙鍵異側(cè)，在烯烴名稱(chēng)前加“反”順-2-丁烯反-2-丁烯(Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯(反)-1,2-二氯-1-溴乙烯(E)-1,2-二氯-1-溴乙烯(順)-1,2-二氯-1-溴乙烯Z-E構(gòu)型命名法適用所有具有順?lè)串悩?gòu)體的烯烴命名。Z-E命名與順?lè)礃?gòu)型無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系烯基:

烯烴去掉一個(gè)H后的基團(tuán).烯基命名：其編號(hào)從游離價(jià)所在的C開(kāi)始

乙烯基1-丙烯基（丙烯基）2-丙烯基（烯丙基）四、烯烴的物理性質(zhì)C2～C4：氣態(tài)C5～C18：液態(tài)＞C19：固態(tài)常溫、常壓1.狀態(tài)2.沸點(diǎn)沸點(diǎn)隨碳原子增加而升高順式異構(gòu)體比反式異構(gòu)體高3.熔點(diǎn)熔點(diǎn)隨碳原子增加而升高反式異構(gòu)體熔點(diǎn)比順式異構(gòu)體熔點(diǎn)高一些烯烴的物理性質(zhì)C═CHHCH3CH3C═CCH3HCH3H六、烯烴的化學(xué)性質(zhì)（一）加成反應(yīng)（Additionreaction)

碳碳雙鍵中π鍵斷裂，雙鍵的兩個(gè)碳原子上各加一個(gè)原子或原子團(tuán)，形成兩個(gè)σ鍵的反應(yīng)稱(chēng)為烯烴的加成反應(yīng)。1.親電加成反應(yīng)a.加鹵素此反應(yīng)定性鑒定C＝C存在

對(duì)于同一烯烴，不同鹵素的加成活性順序?yàn)椋?/p>

Cl2>Br2>I2(CH3)2C═C(CH3)2>(CH3)2C═CHCH3>(CH3)2C═CH2>CH3CH═CH2>CH2═CH2

對(duì)于同一鹵素，不同烯烴的加成活性順序?yàn)椋郝煜N與溴加成反應(yīng)機(jī)制b.加鹵化氫:在烴類(lèi)及中等極性的無(wú)水溶劑中反應(yīng)活性一般為：HI＞HBr＞HCl馬氏(Markovnikov)規(guī)則:當(dāng)結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)烯烴與HX加成時(shí),H加在含H較多的雙鍵C上,X加在含H較少的雙鍵C上。烯烴與鹵化氫加反應(yīng)機(jī)制從中間體碳正離子穩(wěn)定性方面解釋從誘導(dǎo)效應(yīng)方面解釋反馬規(guī)則：過(guò)氧化物存在，僅限于HBr反馬規(guī)則——自由基加成反應(yīng)c.加硫酸：間接水合法制備醇d.加水：直接水合法制備醇e.加次鹵酸2.催化加氫:常用催化劑為鉑、鈀、鎳等金屬3.硼氫化-氧化反應(yīng)：反馬加成氧化制備伯醇?xì)浠趸?二）氧化反應(yīng)：加氧或去氫1.高錳酸鉀氧化

分子中CH2=部分變?yōu)镃O2與H2O，RCH=部分變成羧酸，R2C=部分變成酮，推測(cè)原來(lái)烯烴結(jié)構(gòu)2.臭氧氧化

分子中CH2=部分變?yōu)榧兹?，RCH=部分變成醛，R2C=部分變成酮，推測(cè)原來(lái)烯烴結(jié)構(gòu)3.環(huán)氧化反應(yīng)(三)聚合反應(yīng)

這種發(fā)生在烯烴分子間的加成反應(yīng)稱(chēng)為加成聚合反應(yīng)（加聚反應(yīng)）。發(fā)生加聚反應(yīng)的烯烴等小分子化合物稱(chēng)為單體，聚合后生成的大分子化合物稱(chēng)為聚合物。(四)α-氫原子的反應(yīng)CH3—CH=CH2+Cl2Cl—CH2—CH=CH2+HCl

教學(xué)目標(biāo)掌握炔烴與二烯烴的命名掌握炔烴的化學(xué)性質(zhì)熟悉炔烴的結(jié)構(gòu)了解二烯烴的物理性質(zhì)第二節(jié)炔烴(Alkyne)

經(jīng)我國(guó)科研人員近30年不懈努力，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新一類(lèi)抗腫瘤新藥—力達(dá)霉素（從土壤里篩選出的烯二炔類(lèi)化合物）的研發(fā)取得重大進(jìn)展。力達(dá)霉素是迄今為止所有報(bào)道的抗腫瘤活性最強(qiáng)的物質(zhì)之一。目前，力達(dá)霉素II期臨床研究正在進(jìn)行，一旦進(jìn)入III期臨床，預(yù)示離上市不遠(yuǎn)。新進(jìn)展

毓婷—避孕藥毓婷化學(xué)名稱(chēng)左炔諾孕酮，別名左旋18-甲炔諾酮、左旋甲基炔諾酮、左旋甲基炔諾孕酮、左旋甲炔諾酮第二節(jié)炔烴(Alkyne)

分子中含有一個(gè)碳碳三鍵的不飽和烴稱(chēng)為炔烴。碳碳三鍵是烯烴的官能團(tuán)。炔烴組成通式為

CnH2n-2。一、炔烴的結(jié)構(gòu)碳碳三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成圖：乙炔分子的σ鍵和π鍵二、炔烴的異構(gòu)和命名1.炔烴的構(gòu)造異構(gòu)：無(wú)順?lè)?異構(gòu)1-戊炔2-戊炔3-甲基-1-戊炔

2.炔烴的命名：命名方法與烯烴相似2-戊炔4-甲基-2-己炔烯炔命名選含碳碳雙鍵及三鍵在內(nèi)最長(zhǎng)碳鏈作主鏈，按最低系列原則給雙鍵或三鍵盡可能低位次；當(dāng)雙鍵和三鍵位次相同時(shí)，使雙鍵位次最小，書(shū)寫(xiě)時(shí)先烯后炔3-戊烯-1-炔1,3-己二烯-5-炔三、炔烴的物理性質(zhì)1.乙炔、丙炔和丁炔為氣體，戊炔以上的低級(jí)炔烴為液體，高級(jí)炔烴為固體；2.簡(jiǎn)單炔烴的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)和密度比相應(yīng)烯烴高；3.炔烴難溶于水而易溶于有機(jī)溶劑。一些炔烴的物理性質(zhì)四、炔烴的化學(xué)性質(zhì)（一）炔氫的反應(yīng)末端炔烴（RC≡CH）的定性鑒別（二）加成反應(yīng)1.催化加氫C≡C鑒定2.親電加成(1)加鹵素(2)加鹵化氫(3)加水3.親核加成4.硼氫化-氧化反應(yīng)：反馬加成氧化制備醛（三）氧化反應(yīng)C≡C的定性鑒定.現(xiàn)象:KMnO4溶液褪色，同時(shí)生成MnO2

褐色沉淀(四)聚合反應(yīng)第三節(jié)二烯烴(Diene)

分子中含有兩個(gè)碳碳雙鍵的不飽和烴稱(chēng)為二烯烴。其中組成通式為

CnH2n-2。隔離二烯烴：CH2＝CH–CH2–CH＝CH2

累積二烯烴:CH2＝C＝CH2

共軛二烯烴:CH2＝CH–CH＝CH2二烯烴的類(lèi)型一、二烯烴的分類(lèi)二、二烯烴的命名a.選含兩個(gè)雙鍵的最長(zhǎng)碳鏈作主鏈，從離雙鍵最近一端開(kāi)始編號(hào)，雙鍵位次由小到大排列；b.順?lè)串悩?gòu)體命名時(shí)，雙鍵構(gòu)型寫(xiě)在整個(gè)名稱(chēng)前并標(biāo)位次，編號(hào)遵循“雙鍵編號(hào)盡可能小”原則，若有選擇，編號(hào)由Z型雙鍵端開(kāi)始(2Z,4E)-3-甲基-2,4-庚二烯(2E,5E)-2,5-庚二烯三、1,3-丁二烯的結(jié)構(gòu)圖：1,3-丁二烯分子的共軛π鍵四原子四電子的共軛π鍵四、共軛二烯烴的化學(xué)性質(zhì)(一)1,2-加成與1,4-加成1,2-加成產(chǎn)物1,4-加成產(chǎn)物（低溫）（高溫）1,2-加成產(chǎn)物1,4-加成產(chǎn)物1,2-加成與1,4-加成機(jī)理（二）雙烯合成（Diels-Alder反應(yīng)）

新進(jìn)展