有机化学教案 第四章 第四章炔烃二烯烃红外光谱 学习目的和要求 炔烃部分 上,掌握炔烃的异构和命名方法。 2.掌握炔烃的结构 3。掌握炔烃的物理性质 4.掌握块烃的化学性质包括加成反应、三CHH反应、碳负离子、酸性、氧化反应、聚 合反应。 5。了解重要的炔烃—乙炔。 二烯烃部分 1.掌握共轭二烯的结构和共轭效应 2.掌握共轭二烯烃的反应包括1,1-加成和1,2加成,双烯合成、聚合反应。 3.掌握丁二烯的分子结构 4。了解天然橡胶和合成橡胶。 红外光谱部分 1.了解电磁波的概念。 2.了解红外光谱的原理 3.了解红外光谱、光谱在有机物结构测定中的应用。 s. 本章节重点、难点 炔烃的结构、炔烃的化学性质包括加成反应、叁键的反应、碳负离子、酸性、氧化反应、 聚合反应、共轭二烯的结构和共轭效应、共轭二烯烃的反应包括1,4加成和1,2加成 双烯合成、聚合反应、红外光谱在有机物结构测定中的应用。 二.教学内容 (一)炔烃 炔烃和二烯烃都是通式为Cm2-2的不饱和烃,炔烃是分子中含有-C=C-的不饱和烃, 二烯烃是含有两个碳碳双键的不饱和烃,它们是同分异构体,但结构不同,性质各异
4.1炔烃的异构与命名 (1)炔烯的命名与烯烃相似,只需将“烯”改为“炔”即可,例如: CHCH2C=CH CH3-CH-CECCH3 CHEC-CHEC-CH2- CH3 1-丁炔 甲基2丁炔 乙炔基 2丙炔基 (2)烯炔(同时含有三键和双键的分子)的命名: (1)选择含有三键和双健的最长碳铣为主链 (2)主链的编号遵循链中双、三键位次最低系列原则. (3)通常使双键具有最小的位次。 H,C=CH-CH2-C三CHCH3-CH=CH-C三CH 1-戊烯-4炔 3-戊烯-1-炔(不叫2-戊烯-4-炔》 CH3 TCH2一C≡CH (CHCH,CH),CHC=CCH 1-甲基-2-(2-丙炔基)-环己烯 1丁基-2-庚炔 4.2炔烃的结构 最简单的炔烃是乙块,现代物理方法证明,乙块分子是一个线型分子,分之中四个原了 排在一条直线上: 0.106nm0.12nm 180° 杂化轨道理论认为乙炔分子中碳原子成键时采用了SP杂化方式, 即杂化轨道的形成过程如下: 口版发 田条化 团 条化后形吸即条化道(合见s和12P限分.里甲不未条化尚P轨道两
有机化学教案 第四章】 个s即杂化轨道成180布,两个未杂化的P轨道互相垂直,且都垂直于s即杂化轨道轴所在 的直线,如下所示: 三键的形成过程如下:两个碳原子各用一个$即杂化轨道以“头碰头”方式重叠形成碳碳 0键:每个碳原子余下的一个即杂化道分别与其它原子或基团结合形成一个。单键;这样 而形成的三个▣键均处同一直线上,两个碳原子各剩余两个未参与杂化的轨道,并垂直于 该平面,且互相平行,从而侧面重叠形以“肩并肩”方式成两个π键。所以碳碳叁键相当于 由一个碳碳。键和两个碳碳π键组成,元电子云呈水桶形分布。 H 乙块的中子云 乙烯分子的成健情况 4.3炔烃的物理性质 乙炔的物理性质与烷烃、烯烃相似,比对应的烯烃高10-20°C,比重比对应的烯烃稻大. 在水里的溶解度也比烷和烯烃大些。 4.4炔烃的化学性质 4.4.1三键碳上氢原子的微弱酸性 三键碳上的氢原子具有微弱酸性(Ka25),可被金属取代,生成炔化物。因为,=C-H 键是sps键,其电负性Csp>Hs(电负性Csp=3.29,H2.2),因而显极性,具有微弱的酸 性。 2AgNO3+2NH4OH Ag-C=C-Ag+2NHaNO3+2H2O H-C=C-H- 乙热银(白色) 2Cu2CI2+2NHOH -Cu-C=C-Cu+2NHaCI+2H2O 乙炔亚渊(棕红色)
生成炔银、炔铜的反应很灵敏,现象明显,可用来鉴定乙炔和端基炔烃,此反应可以推 测炔烃的结构,可用于鉴定末端炔烃和链中炔烃。 但要注意的是干燥的炔银或炔铜受热或震动时易发生爆炸生成金属和碳。所以,实验完 毕,应立即加盐酸将炔化物用酸分解,以免发生危险 Ag-C=C-Ag 2Ag 2C +364KJ/mol Ag-C=C-Ag 2HC1 H-C=C-H 2AgCl 乙炔和C=C-H在液态氨中与氨基钠作用生成炔化钠. 2 H-C CH+2NaNh蓝态氢H-C=CNa附·NH R-C=C-H+NaNH NH5()R-C GNd.NH 炔化钠是重要的有机合成中间体,可用来合成炔烃的同系物。例如 CHCH-C=CNa CH.CH-CH-Br CH,CC=CCH,CCH+NaBr(卤代烃 般用伯卤代烃)。 4.4.2加成反应 (1)催化加氢 R-C=C-R'+H2 NI R-CH-CHRHN R-CHCHR 催化氢化常用的催化剂为Pt,P,Ni,但一般难控制在烯烃阶段。 使用林德拉(Lindlar)催化剂,可使炔烃只加一分子氢而停留在烯烃阶段。且得顺 式烯烃。 R-C=CR+片nr雀化R
有机化学教案 第四章 -c=c-O+h①c④ H 在液氨中用钠或锂还原炔烃,主要得到反式烯烃。 n-CaH7-C Cn-CgHz_ Na,NM液)n-CH>C-CH+NaNH H n-CgH7 4辛炔 (E4辛烯(97%) (2)亲电加成 )与卤素加成: RCR+B2→R&e=c2R-e R R 2)与卤化氢加成: H× R-C=C-H与Ⅸ等加成时,遵循马氏规则。块烃的亲电加成比烯烃困难,所以有时要 用催化剂。例如: CH2-CH2+Br2/CC14 溴褪色快 H-C=C-H Br2/CC14 溴褪色慢 H-C=C-H+HCI Hocluc -CH2=CH-CI 120-180℃ 氯乙烯 炔烃的亲电加成比烯烃困难原因有两个:一是炔碳原子是sp杂化的,杂化轨道中$的成 分大,$的成分大,键长就越短,健的离解能就越大。二是电子云叠程度比乙烯中的要大, 5