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文檔簡介

1、第四章,炔二烯烴紅外光譜,(a)炔4.1炔的異構(gòu)化和4.2炔結(jié)構(gòu)4.3炔的物理性質(zhì)4.4炔炔炔的化學(xué)性質(zhì),(ii)二烯烴4.6共軛二烯烴的結(jié)構(gòu)和共軛效應(yīng)4.7秒共軛二烯烴的性質(zhì)4.8共軛二烯烴的性質(zhì)4.9天然橡膠和合成橡膠(3)阿爾金的作用團,分子包含碳三鍵,有:-cc-,(a)阿爾金,4.1阿爾金的異構(gòu)體和命名,(1)異構(gòu)體3354從丁烷金開始就有異構(gòu)體。與烯烴一樣,碳鏈的不同位置和3-鍵位置不同,因此阿爾金的異構(gòu)體比相同碳原子數(shù)的烯烴少。三鍵碳只能有一個取代基,因此阿爾金的異構(gòu)體沒有順反異構(gòu)現(xiàn)象。奧芬阿爾金的異構(gòu)體, ch 3 ch 2ch2 c ch 3 chc ch 1-芬阿爾金ch

2、3 c h2c H3 2 c H3 2-芬阿爾金,3-甲基-1-丁基阿爾金,(1)阿爾金,阿爾金的系統(tǒng)命名方法類似烯烴。包括3鍵在內(nèi)的最長的碳鏈以主鏈、主鏈中的碳原子數(shù)命名為阿爾金,表示3鍵位置的阿拉伯?dāng)?shù)字以最小為原則放在名詞之前,側(cè)鏈組以主鏈中的取代標(biāo)準(zhǔn)命名。(2)阿爾金的名字,系統(tǒng)名稱:(1)阿爾金的名字,包含雙密鑰的阿爾金的名字,一般。碳鏈號碼表示稱為2-penten-4-alkin的兩個數(shù)字之和,例如: CH3-Ch=Ch-C Ch 3-penten-1-alkin乙炔分子在直線上的4.2炔的結(jié)構(gòu)(a)炔,混合軌道理論證明,三鍵碳原子既滿足8電子結(jié)構(gòu)又滿足碳的4價,直形分子,因此在三鍵

3、碳原子結(jié)合時使用了SP混合方法。烷烴碳: SP3混合烯烴碳: SP2混合炔烴: SP混合,(a)炔,SP混合軌道,混合后兩個SP混合軌道(包括1/2 S和1/2 P組件),以及兩個非易卜拉欣P軌道。兩個sp雜化軌道分布為180,兩個非雜化p軌道相互垂直,sp雜化軌道軸所在的直線垂直,(a)阿爾金,三鍵形成 (a)阿爾金,c 3360 2s 22 p 2222 px 12 p12 pz1乙炔的每個碳原子都有兩個互垂的非交聯(lián)p軌道,并且一個碳原子的兩個p軌道和另一個碳原子對應(yīng)的兩個p軌道在側(cè)面交叉帽中形成兩個碳碳碳鍵。(a)阿爾金,混合軌道理論:兩個耦合軌道(1,2),兩個耦合軌道(1 * 2 *

4、)合并在碳碳碳耦合軸周圍對稱分布,圓柱形電子云,(a)碳三結(jié)合在一個鍵和鍵能-乙炔的碳三鍵的鍵能為333636363607 kj/mol;乙烯的碳-碳雙鍵結(jié)合力為:611 kJ/mol。乙烷的碳單鍵擊與3303607 kj/mol.c-h鍵長-p軌道相比,s軌道上的電子云更接近原子核?;旌宪壍郎系膕分量越多,這個混合軌道上的電子也越接近原子核。由sp混合軌道組成的共價鍵因此乙炔的C-H鍵長度(0.106 nm)短于乙烯(0.108 nm)和乙烷(0.110nm)的C-H鍵長度。(5)摘要,(a)炔,(1)炔的物理性質(zhì)與烷烴基本相似,烯烴基本相似。(2)低水平的炔烴在室溫下是氣體,但沸點比同一個

5、碳原子的烯烴稍高。(3)隨著碳原子數(shù)量的增加,沸點增加。(4)位于碳鏈末端的阿爾金(也叫末端阿爾金)的三鍵沸點低于位于碳鏈中間的異構(gòu)體。(5)炔烴不溶于水,但溶于極性較小的有機溶劑,如石油醚、苯基、醚、四氯化碳等。4.3阿爾金的物理特性,(1)阿爾金,4.4阿爾金的化學(xué)特性,阿爾金的主要特性是三鍵加成反應(yīng)和三鍵碳中氫原子的活性(弱酸性)。(4.4.1三鍵碳中氫原子的活性(弱酸性),(a)三鍵碳?xì)滏I由sp雜化軌道和氫原子的結(jié)合組成,三鍵的電負(fù)性比較強,C-H鍵中的電子云更接近碳原子。這種c-h鍵的極化使炔烴容易分解為質(zhì)子和相對穩(wěn)定的基于炔烴的負(fù)離子(-cc-),烷烴C-H容易分解,如氯取代反應(yīng)。

6、(b)炔h原子可以用弱酸性和一些金屬原子代替。(c)阿爾金有酸性,酸性比烷烴和烯烴弱。與本書pKa相比),三鍵碳的氫原子具有弱酸性(pKa=25),能被金屬取代,產(chǎn)生炔烴。生成乙炔、炔、銅是非常敏感的,可以用來識別乙炔和末端炔的明顯現(xiàn)象。干燥的阿爾金或阿爾金銅加熱或振動時容易發(fā)生爆炸,產(chǎn)生金屬和碳。實驗完成后,應(yīng)立即添加鹽酸,分解炔烴,以免發(fā)生危險。乙炔和RCc-h在液氨中與氨基鈉作用,產(chǎn)生炔化鈉。,(d)甲基、乙烯、乙炔負(fù)離子的堿性和穩(wěn)定性,CH3-甲基負(fù)離子,CH2=CH-乙烯負(fù)離子,CHc-乙炔負(fù)離子,(a)炔,r-cchcch h2c=CH2加氫熱=175kj/mol h2c=CH2

7、h2h3c-CH3加氫熱=137kj/moll 因此乙炔加氫更容易。Pt,Pd或Ni H2,Pt,Pd或Ni H2,4.4.2加成反應(yīng),(1)催化加氫,乙炔和乙烯的加氫熱,Lindlar催化劑-碳酸鈣(或BaSO4)上附著的鈀作為乙酸鉛鉛鹽降低鈀的催化活性,防止烯烴加氫。c2h5c2h5 c2h5-cc-c2h5 H2c=c h(凈-2-丁烯)乙炔比加氫反應(yīng)更容易,因此H2的量可以在工業(yè)中占主導(dǎo)地位。將乙烯的微量乙炔加氫轉(zhuǎn)化為乙烯,Lindlar催化劑,Pd-BaSO4,順式烯烴生成,示例1。阿爾金和氯、溴加: hcch cl 2 clch=ch Cl2 HCC L2-chc L2 r-cc-

8、r x2r xc=cxr x2 r-cx2-cx2-cx2-r 3354阿爾金和,(2)親電添加,(a)添加鹵素,* *-添加碘和乙炔-主要是1分子添加產(chǎn)物hcch I2 ich=chi (1,2-二碘乙烯)示例2。選擇性添加: CH2=HC-CH2-CCH br 2 ch 2 brh brch 2 CCH,低溫下緩慢添加溴,三個不參與反應(yīng):烷基碳正離子(中間體)-正碳原子為SP2混合狀態(tài),正電荷容易分散在要通知的上方日元基碳正離子(中間體)sp雜化狀態(tài),正電荷不容易分散。所以能量高,不穩(wěn)定。形成時需要更高的活化能,生成也不容易。還介紹了乙烯和乙炔的電離勢能(1015和1088kJ/mol)。

9、阿爾金的親電不像烯烴那樣活躍,1: r-cc-h hx r-CX=ch2hx r-cx2-ch3x=cl,br,I .示例23360 hcch HCl h2c=ch-CX比Cu2Cl2或hgs4,(b)和烯烴更難的氫鹵酸的添加反應(yīng)。不對稱炔烴的添加反應(yīng)符合馬爾可夫尼科夫定律。* *與烯烴情況相似,在光或過氧化物的存在下,炔和HBr的添加也是自由基的添加反應(yīng),這是反馬爾可夫尼科夫定律的產(chǎn)物。CH3 br ch 3c ch HBR c=c h,光-60c,弧h chch h2c=ch CH3-c=o oho rcch H2O r-c=ch2r-c-chch換句話說,乙醛比乙烯顆粒更穩(wěn)定。因為能量差

10、異不大(63kJ/mol),所以在酸存在的情況下,中間的活性很小。為什么重排?異構(gòu)體互變現(xiàn)象,異構(gòu)體。酮-烯醇互變異構(gòu)現(xiàn)象。H -C=C-OH -C-C=O,補充1: r-CCH路得:甲基酮補充2: r-cc-R 路得:混合酮,以enol為基礎(chǔ)的酮,chch3ohch2=ch-o-CH3反應(yīng)過程3360 CH3OH KOH CH3O-K H2O具有負(fù)電荷的甲氧陰離子CH3O-,能提供電子,傾向于接近正電荷(核),以及反應(yīng)首先從甲氧基負(fù)離子攻擊乙炔開始。chch 3o-ch3o-ch=c-h ch3o-ch=ch2ch 3o-,KOH加熱,加壓,CH3OH,(3)親核添加-與酒精的添加,甲基乙烯

11、基醚,kmno 4 H2O,kmno 4 H2O,4.4.3氧化反應(yīng),僅生成幾個分子的聚合物chchchchchchchch2=ch-CCH乙烯基乙炔CH2=ch-cc 焦炭和石灰在高溫電爐上3c Cao ca C2 co C2 H2O chch ca(oh)2甲烷的部分氧化法2 CH4 chch 3 h24 CH4 O2 chch 2co 7 H2,2000c,1500c 0.01 0.1s,4.5 為了避免爆炸,通常用丙酮浸泡的多孔物質(zhì)(如石棉、活性炭)乙炔吸收后,儲存在圓筒里,以便于搬運和使用。(c)乙炔在氧氣中燃燒: 2 chch 5 O2 4 CO2 2 2 H2O=-270 kj/mol-乙炔產(chǎn)生的氧乙炔火焰高達3000 ,廣泛用于焊接或切割金屬,合成甲醇的合成氣-co H2(混合物),以及他們的聚合物大部分是合成樹脂、塑料、合成纖維和合成橡膠原料。HCl,HOH,CH3OH,HCN,CH3COOH,乙烯化反應(yīng),(d)乙炔為原料和單體,分子中雙鍵的數(shù)量不同,分別為二烯烴、三烯烴.最大烯烴。 CnH2n-2的通識與阿爾金相同的異烯烴的分類:積累異烯烴。兩個雙連接連接到同一個c。不穩(wěn)定。丙酸,(2)二烯烴,注:中間c為sp雜化,(2)共軛二烯烴-兩個雙鍵之間的單鍵分離,共軛。H2C=CH-CH=CH2 1,3-丁二烯(3)分離二烯烴。

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