内容正文:
chapter 6
第6章 烯烃 炔烃
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6.1 烯烃的结构与分类
6.1.1 烯烃的分类
6.1.2 烯烃的结构
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烯烃:分子中含有碳碳双键( )的烃称为烯烃。
烯烃的官能团为
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6.1.1 烯烃的分类
按碳架分为链烯烃和环烯烃:
链烯烃
环烯烃
丙烯
2-丁烯
环己烯
3-甲基环戊烯
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按双键的位置链烯烃分为端烯烃(又称α-烯烃)和内烯烃:
1-丁烯
2-戊烯
C
H
3
C
H
C
H
C
H
2
C
H
3
按双键的数目分为单烯烃,二烯烃,多烯烃等:
1-己烯
1,3-己二烯
1,3,5-己三烯
C
H
2
C
H
C
H
2
C
H
3
C
H
2
C
H
2
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6.1.2 烯烃的结构
烯烃结构特征是含C=C双键,在
中C原子为sp2杂化。Csp2的电负性为2.75比 C 和 Csp3 的电负性都大,与C-C单键相比:
347.3
610.9
键能/kJ·mol-1
0.154
0.134
键长/nm
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双键由一条σ键和一条π键组成。C=C上电子的密度高,碳核对π电子吸引的不牢,易流动。受分子结构的影响,往往电荷不是均匀分布的。
如:
μ=1.17 × 10-30 C·m
CH3CH=CH2
μ=0
CH3CH2CH3
在外电场的作用下易极化。
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α-H反应
氧化
卤代
加成
氧化
加氢
亲电加成
硼氢化
环氧化
氧化断键
π键:易极化,Lewis碱.
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第五级
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6.2 烯烃的物理性质
6.2.1 烯烃的物理常数
6.2.2 几条规律
6.2.3 光波谱性质
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6.2.1 烯烃的物理常数
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6.2.2 几条规律
C1~C4烯烃为气体;C5~C18为液体;C19以上固体;
在正构烯烃中,随着相对分子质量的增加,沸点升高;
同碳数正构烯烃的沸点比带支链的烯烃沸点高;相同碳架的烯烃,双键由链端移向链中间,沸点,熔点都有所增加;
反式烯烃的沸点比顺式烯烃的沸点低,而熔点高;
烯烃的沸点,折射率,水中溶解度,相对密度等都比烷烃的略大些。
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6.2.3 光波谱性质
990 ~ 965
1680~1620
3100~3000
σ/cm-1
反- = C - H
C = C
= C - H
化学键
1. IR谱
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2. 1H-NMR谱
J=5~14Hz
J=0~3.5Hz
J=0~3.5Hz
δ=5左右
质子
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6.3 烯烃的加成反应
6.3.1 加氢反应
6.3.2 亲电加成反应
6.3.3 亲电加成反应的机理
6.3.4 硼氢化反应
6.3.5 溴化氢自由基加成反应
6.3.6 羰基化反应
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6.3.1 加氢反应
烯烃与氢作用生成烷烃的反应称为加氢反应,又称氢化反应。
只有在催化剂的作用下烯烃加氢反应才能顺利进行,故称催化加氢。
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加氢反应特点:
(1)转化率接近100%,产物容易纯化(实验室
中常用来合成小量的烷烃;烯烃能定量吸收氢,
用这个反应测定分子中双键的数目)。
(2)加氢反应的催化剂多数是过渡金属,不同催化剂,反应条件不一样,有的常压就能反应,有的需在压力下进行。工业上常用多孔的骨架镍(又称雷尼镍)为催化剂。
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(3)加氢反应难易与烯烃的结构有关。一般情况下,双键碳原子上取代基少的烯烃容易进行加成反应。
(4)加氢反应产物以顺式产物为主,称顺式加氢。下例反应顺式加氢产物比例为81.8%,而反式产物为18.2%。
+
25℃
反-1,2-二甲基环己烷
顺-1,2-二甲基环己烷
+
1,2-二甲基环己烯
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加氢反应在工业上有重要应用。石油加工得到的粗汽油常用加氢的方法除去烯烃,提高油品的质量。
常将不饱和脂肪酸酯氢化制备人工黄油,提高食用价值。
加氢反应是放热反应,反应热称氢化焓,不同结构的烯烃氢化焓有差异。
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例1. C4H8 + H2 → C4H10 DrHm
115.3
119.5
126.6
DrHm/(kJ·mol-1)
反应物
例2. C5H10 + H2 →