基本概念:分子中含有碳碳双键的烃称为烯烃。
分类:按碳架分为链烯烃和环烯烃
结构:由一个σ键和一个π键组成,C原子对π电子吸附不牢,受结构影响电荷分布不均匀,在外电场作用下易极化。
①C1~C4烯烃为气体;C5~C18为液体;C19以上固体;
②在正构烯烃中,随着相对分子质量的增加,沸点升高;
③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;
④反式烯烃的沸点比顺式烯烃的沸点低,而熔点高;
⑤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
基本概念: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
特点:①产率接近100%,易提纯;②催化剂多数是过渡金属;③一般情况下,双键碳原子上取代基少的烯烃容易进行加成反应;④一般情况下,加氢反应产物以顺式产物为主,称顺式加氢
应用:粗石油加氢除烯烃;人造黄油
室温下能迅速反应,实验室用它鉴别烯烃的存在;常用卤素是Br2和Cl2,反应活性:Cl2>Br2,烯烃与溴加成得到的产物是反式加成产物,产物是外消旋体
遵循马氏规则,烯烃不对称性越大,不对称加成规律(马氏规则)越明显
结构影响——烯烃加成反应的活性:
(CH3)2C=CH2 > CH3CH=CH2 > CH2=CH2
质子酸性影响——酸性越强加成反应越快,酸是弱酸如H2O和ROH,则需要强酸作催化剂
丙烯与氯的水溶液反应,生成1-氯-2-丙醇,又称β-氯醇。后者脱HCl,是工业上制备环氧丙烷的方法
烯烃与硼烷加成生成烷基硼的反应称为烯烃的硼氢化反应;特点:①硼烷的H原子加到烯烃双键含氢较少的碳原子上,硼加到含氢较多的碳原子上。②硼氢化反应得到顺式加成产物(与溴和烯烃加成反应相反)。③烯烃碳架不重排。④在碱性条件下用过氧化物氧化烷基硼生成烷氧基硼,后者水解得到醇
第②、③点
第④点
没有过氧化物效应的反应进行得很慢,而有过氧化物效应的反应进行得很快。在光照射下,也得到过氧化物效应的产物;只有溴化氢有过氧化物效应,而氯化氢和碘化氢无过氧化物效应
本质是自由基型反应
浓高锰酸钾溶液
重铬酸钾的H2SO4溶液
过氧化物氧化生成环氧化物
过氧化物引起烯烃加成去想改变的现象叫过氧化物效应,过氧化物对不对称烯烃及HCl等无影响
臭氧氧化
两者反应结果一致,产物与烯烃双键碳上连的氢的数目有关:无氢的(RR'C=)生成酮;有一个氢的(RCH=)生成酸,有两个氢的(H2C=)生成CO2 (可以用来检验双键)
基本概念:与官能团相连的碳原子称为α-碳原子,α-碳原子上连结的氢原子称为α-氢原子,简称α-氢
α-氢的卤代反应:本质是自由基型反应
氧化反应
两个双键与同一个碳原子相连接的烃为累积二烯烃
两个双键间隔多于一个亚甲基结构的烃为孤立二烯烃
两个双键间隔一个单键的烃为共轭二烯烃(重点)
炔烃与溴加成也是反式加成
活性不如烯烃,反应符合马氏规则
炔烃可以与醇、酸等亲核试剂进行亲核加成反应;常称为乙烯基化反应,乙炔称为乙烯基化试剂
1. 加氢氰酸反应
2. 加水反应
加醋酸反应
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
与烯烃相似,三键能与硼烷进行硼氢化反应,若将烯基硼用乙酸处理,得到顺式烯烃
炔烃经KMnO4或臭氧氧化后再水解,在三键处断裂,生成相应的酸(检验三键)
炔氢:与三键碳直接相连的氢称为炔氢。由于三键的影响炔氢有一定的酸性(炔氢的酸性比碳-碳双键上的氢酸性大得多)
C+离子的共轭体系越大越稳定
丙烯基:CH3CH=CH-
烯丙基:H2C=CH-CH2-
硼烷(H-BH2)
X带正电,OH带负电
H带负电,BH2带正电
烯与溴的加成反应机理
——分步、反式的亲电加成机理
(三元环鎓离子中间体机理)
常见过氧化物
不饱和的化合物中,有三个或三个以上互相平行的 p 轨道形成大 p 键,这种体系称为共轭体系
电负性大的原子接在共轭链端上,使共轭电子向电负性大的元素端离域,称做吸电子共轭效应
含有孤对电子的原子接在共轭链一端,使共轭电子背离有电子对的原子端离域,称为给电子共轭效应(+C效应)
双键、单键相间的共轭体系称做π-π共轭体系
双键相连的原子上的p轨道与π键的p轨道形成的共轭体系称做 p – π 共轭体系
σ – π 超共轭体系
σ – p 超共轭体系
电子离域
键长趋于平均化
交替极化现象
高锰酸钾氧化(鉴别烯烃,以高锰酸钾颜色是否褪去为依据)