内容正文:
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第6章 烯烃 炔烃
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6.9 炔烃的分类和结构
6.9.1 炔烃的分类
6.9.2 炔烃的结构
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6.9.1 炔烃的分类
按碳架分类:链炔烃和环炔烃。
按三键位置分类:端炔烃和内炔烃。
按三键数目分类:单炔烃、二炔烃、多炔烃等。
炔烃:分子中含有碳-碳三键( C≡C )的烃称为炔烃。炔烃官能团是 。
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6.9.2 炔烃的结构
炔烃结构特征是三键,C为sp杂化状态。Csp的电负性为3.29,在乙炔中为3.44,比Csp2的电负性大。
键长/nm 0.154 0.134 0.120
键能/kJ.mol-1 347.3 610.9 836.8
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三键由一个σ键和两个π键组成,两个π键互相垂直,C≡C上电子云的密度高,在C-C间形成筒状
分布, ,
碳核对电子吸引较不牢,π电子易流动,受分子结构影响,往往电荷不是均匀分布,π电子较易极化。
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6.10 炔烃的化学性质
6.10.1 加成反应
6.10.2 氧化和还原反应
6.10.3 聚合反应
6.10.4 炔氢的反应
6.10.5 异构反应
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氧化
加成
亲电加成
亲核加成
炔氢酸性
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6.10.1 加成反应
1. 炔烃与烯烃加成反应的异同点
炔烃与烯烃一样可以进行加成反应,两者有相同处和不同处。
相同处:
(1) 能与卤素、卤化氢等亲电试剂进行亲电加成反应,遵守马氏加成规则。
(2) 与溴化氢加成时也有过氧化物效应。
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不同处:
(1) 炔烃亲电加成比烯烃难,需要催化剂才能顺利进行。
(2) 三键可以加成两分子试剂,加成是分步进行的,可以控制停留在加一分子试剂的阶段。
(3) 三键可以进行亲核加成,亲核加成烯烃比炔烃难。
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2. 亲电加成反应
(1)加卤化氢反应
加一分子氯化氢得卤代烯烃,加入两分子氯化氢得到同碳二卤代烷:
乙炔加HCl需要有催化剂才能顺利反应,是合成氯乙烯的工业方法:
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溴化氢也能与炔烃加成:
15℃
内炔烃加卤化氢是反式加成,例如:
炔烃与HBr加成也能按自由基机理进行,得到反马氏规则产物:
(CH3)4N+CI-
CH3COOH,25℃
1-溴丙烯(88%) 2-溴丙烯(12%)
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(2)加卤素反应
炔烃与溴加成也是反式加成:
-20℃
乙醚
反-2,3-二溴-2-丁烯
(控制 加成)
20℃
CCI4
2,2,3,3-四溴丁烷
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分子中同时含有三键和双键时,加入限量的溴,优先加在双键上:
1-戊烯-4-炔
4,5-二溴-1-戊炔
(收率95%)
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(3)水合反应
烯烃水合反应需酸催化,而炔烃水合反应需要在HgSO4的H2SO4溶液中才能顺利进行:
98~105℃
重排
乙烯醇
乙醛
是工业合成乙醛的方法之一
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端炔烃水合得到甲基酮。
炔烃亲电加成反应,用的是毒性很大的汞盐,现在大部分改成非汞催化剂。
C
H
3
C
H
2
C
H
2
C
H
2
C
C
H
O
H
H
C
H
C
H
2
C
H
2
C
H
2
C
C
H
O
H
2
C
H
3
C
H
2
C
H
2
C
H
2
C
C
H
3
O
+
Hg2+/H+
重排
甲基酮
(4)加醋酸反应
75~80℃
生成的醋酸乙烯是聚乙烯醇的单体。
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3. 亲核加成反应
(1)炔烃可以与醇、酸等亲核试剂进行亲核加成反应。
20%KOH溶液
60℃
Zn(O2CCH3)2/C
甲基乙烯基醚
醋酸乙烯酯
常称为乙烯基化反应,乙炔称为乙烯基化试剂。
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(2)亲核加成反应的机理:
以乙炔与甲醇在氢氧化钾催化下反应为例说明:
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5. 加成反应规律
比较烯烃、炔烃的亲电加成和亲核加成反应,可知:亲电加成双键比三键容易,亲核加成三键比双键容易。
4. 加氢氰酸反应
25℃
由乙炔合成丙烯腈的工业方法。
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1. 氧化反应
炔烃经K