4.4炔烃的化学性质(课件）-《有机化学》同步教学（高教版）

第四章 炔 烃 炔烃的通式、同分异构和命名； 炔烃的结构； 炔烃的物理性质； 炔烃的化学性质； 炔烃的制法。 主要内容： 掌握炔烃的命名； 理解碳原子的sp杂化； 掌握炔烃的化学性质与应用； 了解炔烃的制备方法。 学习目标： 　　炔烃的化学性质主要表现在官能团C≡C三键的加成反应上和炔烃的酸性上—炔氢被取代。 催化剂常用的是铂、钯、镍等。在氢气过量的情况下，反应往往不易停留在烯烃阶段。 第四节 炔烃的化学性质 一、加成反应 　1.催化加氢 　　炔烃催化加氢，生成烯烃。进一步加氢生成烷烃。 林德拉Lindlar催化剂：该催化剂是一种钯沉淀于碳酸钙上，再利用醋酸铅处理而得到的加氢催化剂。铅可以降低钯的活性，使生成的烯烃不再加氢，而对炔烃的加氢仍然有效，因此加氢可停留在烯烃阶段。 2.亲电加成 （1）加氯或溴 　　炔烃与氯加成，可加上一分子或两分子氯，生成1，2-二氯乙烯（或对称二氯乙烯）或1，1，2，2—四氯乙烷（或对称四氯乙烷）。 反应在液相中进行。四氯化碳、对称四氯乙烷是常用的溶剂，有时也加入无水氯化铁做催化剂。 　　乙炔与溴加成，加一分子或两分子溴，分别生成1，2-二溴乙烯获1，1，2，2，-四溴乙烷。C≡C三键与溴加成后，溴的红棕色消失，因此可以通过溴的退色来检验炔烃。 C≡C三键与氯或溴加成是亲电加成，但三键的反应活性较双键低。当分子内同时存在双键和三键时，双键先与溴加成，在溴不过量的情况下，只有双键加成而三键保留。如： （2）加氯化氢或溴化氢 　　乙炔与氯化氢加成。在氯化汞-活性碳的催化下，气相，150~160℃，乙炔与氯化氢加成生成氯乙烯。此法是工业生产氯乙烯的方法。 乙炔与溴化氢加成。加上一分子活儿分子溴化氢，分别生成溴乙烯或1，1-二溴乙烷（主要产物）。 C≡C三键与氯化氢或溴化氢加成是亲电加成，不对称炔烃与卤化氢的加成产物与马尔科夫尼科夫规则一致。如： （3）加水 　　一般情况下，乙炔与水不发生反应。但在酸性水溶液中炔烃与水加成，先生成烯醇，后立刻转变为更稳定的羰基化合物（含基的化合物）。这是工业上生产一贯的一个方法。如： 乙炔与水加成生成乙醛，其它炔烃生成酮。炔烃与水加成首先生成不稳定的烯醇，然后烯醇异构化（重排）得到醛（酮）。不对称炔烃与水的加成也遵守马氏规则。 （1）加醇　　在碱的催化下,乙炔与醇加成生成乙烯基醚。C≡C三键与醇的加成是亲核加成。如： 甲基乙烯基醚 3.亲核加成 由负离子(或带未共用电子对的中性分子）亲核试剂(H－Nu)进攻而引起的加成。 （2）加醋酸 　　在醋酸锌-活性炭的催化下，气相，170~230℃,乙炔可与醋酸加成生成醋酸乙烯酯。醋酸乙烯酯是生产聚乙烯醇和醋酸乙烯酯的原料。 乙酸乙烯酯 　　乙炔也能聚合。在不同条件下乙炔可生成链状的二聚物或三聚物，也可生成环状的三聚物或四聚物。 二、聚合反应 乙炔的二聚物与氯化氢加成，得到2-氯-1，3-丁二烯。是合成氯丁橡胶的单体。 　　与C＝C双键相似，C≡C三键也被高锰酸钾烟花。最终的产物是二氧化碳（C≡C三键断裂），高锰酸钾被乙炔还原生成棕色的二氧化锰沉淀。 三、氧化反应 如果是非末端炔烃，氧化的最终产物是羧酸（C≡C三键断裂）。如： 可以利用氧化反应，检验分子中是否存在叁键，以及叁键的位置。 　　1.炔钠的生成——炔烃的制备 　　硫酸的酸性强度比醋酸大许多，所以醋酸根负离子可以定量地把硫酸转变为硫酸氢根负离子。 乙炔（CH≡C—H，pKa=25）的酸性强度比氨（H2N—H，pKa=34）大很多（大109倍），氨基负离子可定量地把乙炔转变为乙炔基负离子。 四、炔烃的反应 在液氨中，用氨基钠（1mol）处理乙炔是实验室中制备乙炔钠的普遍方法。 2.炔银和烃亚铜的生成——末端炔烃的鉴定 　　当炔烃的三键在链端时，三键碳原子上的氢有微弱的酸性，可与银氨溶液或铜氨溶液反应生成白色或红棕色的金属炔化物沉淀，用这个反应可以鉴定三键在链端的炔。 炔银（RC≡C-Na+）与炔亚铜（RC≡CCu）分子中的碳-金属键基本丧失共价键。与离子键的炔钠不同（RC≡C-Na+）不同，炔银和炔亚铜不与水反应，也不溶于水。但是可被稀盐酸分解，重新生成末端炔烃。 　　炔银和炔亚铜在潮湿时比较稳定，干燥时，因撞击、震动或受热会爆炸。 　　乙炔石油及化学工业的一个基础原料，用于生产乙醛、乙酸、乙酐、聚乙烯醇以及氯丁橡胶。乙炔在氧气中燃烧时生成的氧乙炔焰能达到3000℃以上高温，工业上常用于焊接或切断金属材料。 生成高聚合物，20世纪70年代首次合成聚乙炔薄膜，掺杂后得导电高聚物，三位科学家因发现高聚物的金属导电性荣获2000年