纺织化学 教学课件 作者 魏玉娟 主编 胡雪敏 崔景东 副主编第4章炔烃和二烯烃.ppt

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1、第四章炔烃和二烯烃炔烃是含有碳碳三键的不饱和烃，二烯烃则是含有两个碳碳双键的开链不饱和烃。通式都是：CnH2n-2本章引述及小结有机合成影响整个国民经济的发展，二烯烃和炔烃是大多数有机合成的基础。其中乙炔是最重要的炔烃。它不仅大量的用作高温氧炔焰的燃料，更是一种有机合成的重要基本原料，它可以通过叁键加成转变成许多工业上有用的原料或单体，如聚乙烯、乙醛、丙烯腈、乙酸乙烯酯等，它们的聚合物大多数是合成树脂、塑料、合成纤维及合成橡胶的原料。在二烯烃中，共轭双键二烯烃是最重要的一类，其中丁二烯和异戊二烯是合成橡胶

2、的重要原料。本章主要介绍炔烃的结构、命名、物理和化学性质；二烯烃的分类、命名及共轭二烯烃的性质。§4-1炔烃的结构和命名一、炔烃的结构轨道杂化理论认为，在乙炔分子中，碳原子的原子轨道发生了sp杂化，即1个2s轨道和一个2p轨道杂化，形成了两个能量相等的sp杂化轨道，2p轨道的特征含有1/2s轨道成分和1/2P轨道成分。另外还有两个未参与杂化的2p轨道。如图4-2所示。图4-1碳原子的SP杂化轨道图4-2SP杂化碳原子的P轨道分布图4-3乙炔分子中的σ键图4－4乙炔分子中的π键二、炔烃的命名与烯烃的命名相同

3、，把烯改为炔。从丁炔开始也有碳链异构和三键位置异构，但无顺反异构。CH3CH2C三CHCH3C三CCH31-丁炔2-丁炔另外,当分子中同时含有双键和三键时,一般以烯炔命名,选择含有三键和双键的最长碳链为主链，编号时在满足使不饱和键的位置之和最小的前提下优先给双键以低位次。如:4—甲基—3—己烯—1—炔4—甲基—4—己烯—1—炔1—戊烯—4—炔§4-2炔烃的物理性质炔烃的物理性质与烯烃相似，其沸点、熔点、密度比之稍高一些。难溶于水，易溶于非极性有机溶剂如石油醚、苯、乙醚、丙酮。§4-3炔烃的化学性质两个π键

4、，其不饱和程度比烯烃大，发生加成、氧化、聚合反应，另外与三键碳原子相连的氢表现一定的弱酸性。一、加成反应1、催化加氢催化剂不同，反应进行的程度不同，活性大的催化剂Pt、Pd、NiLindlar：用醋酸铅把沉积在硫酸钡上的钯部分毒化以降低活性——选择催化加氢加氢选择催化：只把叁键变成双键，双键不变2、加卤素和卤化氢1，2—二溴乙烷1，1，2，2—四溴乙烷对于分子中同时具有双键和三键的烃，亲电试剂先加到双键，而三键仍然保留。此为工业上生产氯乙烯方法。在催化剂下，炔烃可与卤化氢加成，但不如烯烃容易。不对称炔烃与

5、氯化氢加成时也遵守不对称加成规则，如：3、水化炔烃与烯烃不同，在酸催化下，直接水化很难，需加催化剂（硫酸汞）才能反应。乙炔和水蒸气通入含有硫酸汞的稀硫酸中，约在100℃生成乙醛。其它炔烃水化时，也符合马氏规则，生成酮。4.加氢氰酸和羧酸:炔烃与氢氰酸、乙酸、甲醇等进行加成该反应历程与烯烃不同，为亲核加成反应。烯烃一般不发生此类反应。不对称炔烃与亲核试剂发生加成反应，依然符合不对称加成规则。二、氧化反应使KMnO4褪色。三、聚合反应与烯烃不同，炔烃的聚合很难生成高聚物，只能生成二聚物、三聚物、四聚物。四、炔

6、氢的反应与三键碳原子相连的氢。炔氢比较活泼。呈现弱酸性，能与碱金属作用生成金属炔化物。炔氢被重金属取代：鉴别具有炔氢的炔烃：将乙炔通入硝酸银的氨溶液或氯化亚铜的氨溶液，则析出白色的乙炔银沉淀，或棕红色的乙炔亚铜沉淀。§4-4乙炔一、制备1、碳化钙法碳化钙俗称电石，由焦炭和石灰在高温下电炉中反应而成。2、甲烷裂解法二、用途聚氯乙烯、醋酸、聚丙烯晴、胶粘剂、氯丁橡胶§4-5二烯烃的分类和命名一、二烯烃的分类根据两个双键的位置分类1、累积二烯烃丙二烯2、隔离二烯烃性质与典型烯烃相似3、共轭二烯烃两个双键被一个单

7、键隔开的二烯烃二、二烯烃的命名1、标明两个双键的位次，并以阿拉伯数字列于“二烯”之前。2—甲基—1，3—丁二烯2、顺反异构命名时要逐个标明构型一、1，3-丁二烯的结构1，3-丁二烯的构造式CH2=CH—CH=CH21，3-丁二烯的分子结构§4-6共轭二烯烃的结构和共轭效应1，3-丁二烯分子中的大π键如图:超共轭效应比Π—Π共轭效应弱得多，因甲基的碳原子为sp3杂化，不与邻近的p轨道平行重叠，只能部分重叠。二、共轭效应在共轭体系中，由于电子的离域而产生的原子间的相互影响，称为共轭效应。在单键、双键交替排列的

8、共轭体系中，由л电子离域而产生的共轭效应，称为л-л共轭效应。在共轭体系中，由于л键离域，体系能量降低，稳定性增加。CH3CH=CHCH=CH2+2H2→CH3CH2CH2CH2CH3氢化热226.3kj/molCH2=CHCH2CH=CH2+2H2→CH3CH2CH2CH2CH3氢化热254.4kj/molp-π共轭效应p-π共轭体系具有p轨道且与双键碳原子直接相连的原子，其p轨道与双键π轨道平行并侧面重叠形成共轭，这种共轭