2.4 炔烃（课件）《有机化学》（上海交通大学出版社）

有 机 化 学 主讲：xxx 1 2.4 炔烃 2 想一想 你知道炔烃和烯烃在结构上的异同点吗？它们又是如何实现相互转化的？ 中国科学院大连化学物理研究所和厦门大学的科研团队强强联手，在催化炔烃选择加氢反应的研究中取得重大进展。 合作团队研制出一类新型催化剂，并应用于炔烃选择性加氢反应中，实现了高选择性催化炔烃加氢制烯烃。 3 炔烃比同碳原子数的烯烃少两个氢原子，其通式为CnH2n-2。 相同碳原子数的炔烃和二烯烃互为同分异构体，这种同分异构体属于官能团不同的构造异构体。 知识角 分子中含有碳碳叁键（ ）的不饱和烃 炔烃 4 2.4.1 炔烃的结构 乙炔是最简单、最重要的炔烃。下面以乙炔为例，介绍炔烃的结构。 乙炔分子为直线型，即两个碳原子和两个氢原子在同一直线上。在乙炔分子中， 的碳原子为sp杂化。两个sp杂化轨道对称地分布在一条直线上，两者之间的夹角为180°，如图所示。 5 在乙炔分子中，每个碳原子都以一个sp杂化轨道与氢原子的1s轨道相互重叠成为一个σ键，两个碳原子又各以一个sp杂化轨道相重叠，形成σ键。此外，每个碳原子尚余两个p轨道，它们的对称轴互相垂直，且都与sp杂化轨道的对称轴垂直，这两对p轨道可以平行重叠形成两个互相垂直的π键，因此炔烃的 中有一个σ键、两个π键。 实际上， 中两个π键的电子云是混合在一起的，它们围绕两个碳原子核的连线呈圆筒形分布，如图所示。 2.4.1 炔烃的结构 6 炔烃的命名方式与烯烃相同，把“烯”字改为“炔”字即可。例如： 1-丁炔 2-戊炔 5-甲基-2-庚炔 2.4.2 炔烃的分类和命名 7 分子中同时含有 和 时，以炔烃命名，称为某烯炔。 命名时，应选含 和 的最长碳链作为主链；编号时在保证 和 位次之和最小的前提下，应使 的位次尽量小；主链的碳原子数写在“烯”前面。例如： 3-己烯-1-炔 （不是3-己烯-5-炔） 1-己烯-5-炔 （不是5-己烯-1-炔） 2.4.2 炔烃的分类和命名 8 1．物理性质 炔烃的物理性质与烷烃、烯烃相似，也随炔烃相对分子质量的变化而规律性地递变。 简单炔烃的熔点、沸点、相对密度一般比同碳原子数的烷烃和烯烃高一些。 常温常压下，乙炔、丙炔和丁炔是气体，戊炔以上是液体，高级炔烃是固体。 名称 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度（） 乙炔 -80.8（压力下） -84.0（升华） — 丙炔 -102.5 -23.2 — 一些常见炔烃的物理常数 2.4.3 炔烃的性质 9 名称 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度（） 1-丁炔 -125.7 8 — 2-丁炔 -24 27.0 0.694 1-戊炔 -98 40.2 0.695 2-戊炔 -101 56 0.714 1-己炔 -124 71 0.719 1-庚炔 -80 100 0.733 1-辛炔 -70 126 0.747 一些常见炔烃的物理常数(续表) 1．物理性质 2.4.3 炔烃的性质 10 中含有两个π键，其化学性质与烯烃相似，可发生加成、氧化、聚合等反应。 但这两个π键的p轨道重叠程度比 的大，不易被极化，因此， 的活性不如 。 此外，由于 所显示出的极性等原因，炔烃还可发生特征性的反应。 2．化学性质 2.4.3 炔烃的性质 11 炔烃在催化剂（如铂、钯、镍等）的存在下可与氢气发生加成反应，生成烷烃。 例如： 2．化学性质 1）加成反应 （1）催化加氢 2.4.3 炔烃的性质 12 2．化学性质 1）加成反应 （2）加卤化氢 2.4.3 炔烃的性质 炔烃与HX加成，先生成单卤代烯烃，然后进一步加成得二卤化物，反应符合马氏规则。 例如： 13 1,2-二溴乙烯 乙炔 1,1,2,2-四溴乙烷 2．化学性质 1）加成反应 （3）加卤素 2.4.3 炔烃的性质 炔烃与卤素发生亲电加成反应可生成相应的二卤化物，进一步反应生成四卤化物。 例如： 14 提示 属于离子反应，是指亲电试剂进攻有机化合物分子中不饱和键引起的加成反应 亲电加成反应 指在有机化学反应中对含有可成键电子对的原子或基团有亲和作用的原子或分子 亲电试剂 指在有机化学反应中能提供可成键电子对的原子或基团 亲核试剂 15 乙炔与水在硫酸汞的稀硫酸溶液催化下反应，先生成乙烯醇，然后很快变成乙醛。 例如： 乙烯醇 乙醛 不对称炔烃