第二章 烯烃的化学性质和应用.ppt

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1、第二章 烯烃的化学性质和应用,第二章 烯烃的化学性质和应用,问题： C2H6叫乙烷，C2H4叫什么？ 怎样把C2H6和C2H4鉴别开来？ 实验室如何制备C2H4？,定义：分子内含有碳碳双键（C=C）的烃，称为烯烃. 通式: CnH2n 用途: 烯烃是基础化工原料，是合成塑料、树脂等化工产品的主要原料。,、亲电加成反应历程,、烯烃的结构,、烯烃的制法,、烯烃的化学性质及其应用,、烯烃的物理性质,、烯烃的命名和顺反异构,目 录,、烯烃的化学性质及其应用,烯烃的主要化学性质主要是由其官能团双键所决定的，而其化学性质又决定了其应用。 任务1：有一混合气体，初步判断含有丙烷，请判断是否含有丙烯，如果有如

2、何对其进行定量？ 任务2 ：如何利用丙烯为原料合成1-溴丙烷、2-溴丙烷。 要想解决该问题，首先要了解丙烯的主要化学性质并选择合适的方法对其进行定性和定量，选择合适的合成路线，这是我们这节课要解决的问题。,1.加成反应,单烯烃在铂、钯或镍等金属催化剂的存在下，可以与氢加成而生成烷烃。,应用: 实验室制备纯烷烃；工业上利用此反应可使粗汽油中的少量烯烃(易氧化、聚合)还原为烷烃，提高油品质量。 根据被吸收的氢气的体积，测定分子中双键的数目。,碳碳双键（C=C）中键容易断裂,在双键的两个碳原子 上各加入一个原子或原子团,这种反应称为加成反应.,(1)催化加氢,（2）亲电加成反应,定义:在烯烃分子中，

3、由于电子具流动性,易被极化，因而烯烃具有供电子性能，易受到缺电子试剂（亲电试剂）的进攻而发生反应，这种由亲电试剂的作用而引起的加成反应称为亲电加成反应., 与卤素加成,应用: 1.实验室制备连二卤代烷.2.此反应可用来检验C=C是否存在.,卤素的反应活性次序： F2 Cl2 Br2 I2,那么，现在我们就可以完成第一个任务了。 任务1：有一混合气体，初步判断含有丙烷，请判断是否含有丙烯，如果有如何对其进行定量？答案：向丙烷和丙烯中加入Br2，能使Br2褪色的为丙烯。, 与卤化氢加成,1. 反应速度：HIHBrHCl,2.不对称烯烃的加成产物遵守马氏规则,马尔科夫尼科夫规则（马氏规则）：不对称烯

4、烃加卤化氢时，氢原子总是加在含氢最多的碳原子上，其余部分加在含氢较少的双键碳原子上。,主要应用：制备卤代烃，作为合成醇等化工原料的中间体.,CH3,3.过氧化物效应,当有过氧化物（如 H2O2, R-O-O-R等）存在时，不对称烯烃与HBr的加成产物不符合马氏规则（反马氏取向）的现象称为过氧化物效应。 应用：合成反马氏规则的溴代烷产物，从而可以合成正某醇. 注意：只适用于溴化氢的加成 .,那么，下面我们可以完成第二个任务。,任务2 ：如何利用丙烯为原料合成1-溴丙烷、2-溴丙烷。, 与硫酸加成,1.遵守马氏规则。,2.应用：硫酸氢酯是有机合成中重要 的有机中间体，可水解成醇、做烷基 化试剂 ，

5、是工业上生产乙醇、异丙 醇的方法-烯烃间接水合法,硫酸氢异丙酯,1. 遵从马氏规则. 2. 应用：合成醇 ，是工业上合成乙醇、异丙醇的主要方法-烯烃直接水合法, 与水加成,烯烃间接水合法与直接水合法在应用上有何区别?,与次卤酸加成,2. 氧化反应-氧化剂氧化,反应的用途： 1. 鉴别烯烃; 2. 制备一定结构的有机酸和 酮; 3.推测原烯烃的结构。,(1）高锰酸钾氧化,(2）过氧化物氧化,用途:用烯烃合成环氧化物,2. 氧化反应-催化氧化,应用:工业上用于生产环氧乙烷, 环氧乙烷是重要的有机合成中间体.,3.聚合反应,烯烃在少量引发剂或催化剂作用下，键断裂而互相加成，形成高分子化合物的反应称为

6、聚合反应。,4. 碳原子上氢原子的卤代,氢受双键的影响，有特殊的活泼性。,烯烃与卤素在室温下可发生双键的亲电加成反应, 但在高温或光照时，则主要发生-氢的卤代反应。,卤代反应中- H的反应活性为：3-H 2-H 1- H,练习,1.完成下列反应,归纳：烯烃的化学反应主要是发生在双键上的，常见反应如下：,、亲电加成反应历程,、烯烃的结构,、烯烃的制法,、烯烃的化学性质及其应用,、烯烃的物理性质,、烯烃的命名和顺反异构,目 录,实验:乙烯与Br2/CCl4则可顺利亲电加成反应,产物为1,2-二溴乙烷,当体系中存在氯化钠时，那么反应产 物为和物质呢?,、亲电加成反应历程,结论：该加成反应并不是键断裂

7、后二个溴原 子同时加到双键碳原子上，而是分步进行的.,快,第一步,第二步,烯烃加溴历程,烯烃加卤化氢历程,第一步,第二步,HX通过碳正离子历程进行加成反应,烯烃加成历程通式,一般Br2, I2通过鎓离子历程，HX等通过碳正离子历程。,马氏规则的理论解释和碳正离子的稳定性,碳正离子的稳定性顺序为：,碳正离子的稳定性越大，越易生成.,、亲电加成反应历程,、烯烃的结构,、烯烃的制法,、烯烃的化学性质及其应用,、烯烃的物理性质,、烯烃的命名和顺反异构,目 录,键键能：264kJ/mol,双键( C=C) = 键 + 键,3、烯烃的结构,对于乙烯,5个键在同一个平面上；电子云分布在平面的上下方。,、亲电

8、加成反应历程,、烯烃的结构,、烯烃的化学性质及其应用,、烯烃的制法,、烯烃的物理性质,、烯烃的命名和顺反异构,目 录,低压聚乙烯HDPE 9001,线性聚乙烯 218W,高氯化聚乙烯（HCPE）明大,线性低密度聚乙烯 高远,低密度聚乙烯LLDPE,氯化石蜡 42 明大,高氯化聚乙烯 HCPE-M 明大,低压聚乙烯 5000S 燕山石化,低压聚乙烯HXF4810H,应用: 聚乙烯是一个电绝缘性能好，耐酸碱，抗腐蚀， 广泛的应用于农业, 工业, 和国防上.聚丙烯用于制造薄 膜,薄板,挤压成型品,电线和电缆的绝缘层以及纤维等.,4、烯烃的制法,烯烃中最重要的是乙烯，其次是丙烯，他们都是有机化学工 业

9、的基础原料。,1、从裂解气、炼厂气中分离,2、醇脱水,工业上生产乙烯、丙烯的方法,实验室中制备烯烃,气相催化脱水:,液相催化脱水：,乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。,、亲电加成反应历程,、烯烃的结构,、烯烃的制法,、烯烃的化学性质及其应用,、烯烃的物理性质,、烯烃的命名和顺反异构,目 录,5、烯烃的物理性质（略）,烯烃的物理性质与烷烃相似。烯烃是无色物质。,（1）沸点：直链-烯烃的沸点随着分子中碳原子数的增多而升高。,（2）相对密度：都小于1，随着分子中碳原子数的增多，直链 -烯烃的相对密度逐渐增大。,（3）不溶于水，能溶解于某些有机溶剂。(相似相溶原理）,、亲电加成反应

10、历程,、烯烃的结构,、烯烃的制法,、烯烃的化学性质及其应用,、烯烃的物理性质,、烯烃的命名和顺反异构,目 录,一、 烯烃的同分异构,1单烯烃的构造异构和命名,碳链异构,碳链异构和官能团位置异构统称构造异构.C5H10的烯烃异构体有几种？C6H12呢？,CH3CH=CHCH3,CH2=CHCH2CH3,官能团位置异构,CH2=CHCH2CH3,1-丁烯,2-丁烯,2-甲基丙烯,1-丁烯,命名,1、普通命名法-适用于简单的单烯烃,CH2=CH2 CH2=CHCH3 乙烯 丙烯,异丁烯,2、衍生命名法 CH2=CHCH3 甲基乙烯 不对称二甲基乙烯,命名,系统命名法 （1）选择含碳碳双键的最长碳链为

11、主链，称为某烯。 (2）从最靠近双键的一端开始，将主链碳原子依次编号。 (3）将双键的位置标明在烯烃名称的前面（只写出双键碳原子中位次较小的一个）。 (4)其它同烷烃的命名原则,2-乙基-1-戊烯,2，5-二甲基-2-己烯,3-甲基-2-乙基-1-丁烯,3,5 -二甲基-2-己烯,3,3-二甲基-1-戊烯,3-甲基环己烯,烯基的命名,2烯烃的顺反异构（几何异构）,沸点3.7 顺2丁烯,沸点0.9 反2丁烯,由于分子中的原子或基团在空间的排布方式不同而产生的同分异构现象，称为顺反异构，也称几何异构。,产生顺反异构体的必要条件： 构成双键的任何一 个碳原子上所连的两个基团要不同。,3顺反异构体的命

12、名,当与双键相连的两个碳原子上连有相同的原子或基团时，采用顺反命名法。 两个双键碳上相同的原子或原子团在双键的同一侧者，称为顺式，反之称为反式。例：,顺反命名法, Z,E-命名法,当两个双键碳原子所连接的四个原子或基团均不相同时,采用Z, E-命名法。,(Z)- 2-氯-1-溴丙烯,(E)- 2-氯-1-溴丙烯,分别比较两个双键碳原子上的取代基团,按“顺序规则” 排出的先后顺序，如果两个双键碳上排列顺序在前的 基团位于双键的同侧，则为Z构型，反之为E构型。 ZZuasmmen，共同； E Entgengen,相反。,（1）将与双键碳原子直接相连的原子按原子序数 大小排列, 原子序数大者为“较优

13、”基团；若为同位素，则质量高者为“较优”基团。 I Br Cl S P F O N C D H如：-Br -OH -NH2 -CH3 H,顺序规则的要点：,Z-1-氯2-溴丙烯,E-1-氯2-溴丙烯,（3）当基团含有重键时，可以把其看作是以单键与两个或三个原子相连。,(2) 如果与双键碳原子直接连接的基团的第一个原子序数相同时，要 顺序往下比，直至比较出较优基团为止。 例如： CH3CH2- CH3- (CH3)3C- CH3CH(CH3)CH-,Z, E-命名法与顺反命名法所依据的规则不同，彼此之间没有必然的联系。,(Z)- 2 -戊烯,顺-3-甲基-2 -戊烯,(E)-3-甲基-2 -戊烯,顺- 2 -戊烯,小节,烯烃的亲电加成，马氏规则 烯烃的过氧化物效应 烯烃的制备（工业、实验室） 烯烃的命名和同分异构,