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文檔簡介
1、通式為通式為 C Cn nH H2n2n,碳碳雙鍵是烯烴的官能基。,碳碳雙鍵是烯烴的官能基。分子中具有一個分子中具有一個碳碳雙鍵碳碳雙鍵的開鏈的開鏈不飽和烴不飽和烴叫做烯叫做烯烴。烴。第三章第三章 烯烴烯烴 乙烯和丙烯無異構體,從丁烯開始,乙烯和丙烯無異構體,從丁烯開始,除碳鏈異構外除碳鏈異構外, 碳碳雙鍵位置的不同也可引起同分異構現(xiàn)象碳碳雙鍵位置的不同也可引起同分異構現(xiàn)象。1234 1-丁烯(1-butene) 2-丁烯(2-butene) 2-甲基丙烯(2-methylpropene)又稱異丁烯332211(1) (1) 烯烴的構造異構現(xiàn)象烯烴的構造異構現(xiàn)象3.1 烯烴的構造異構和命名烯烴
2、的構造異構和命名規(guī)則規(guī)則: 1)1)選選含有碳碳雙鍵的最長碳鏈為主鏈含有碳碳雙鍵的最長碳鏈為主鏈,碳原子數(shù)在,碳原子數(shù)在1010以內以內, 稱為稱為某烯某烯;碳原子數(shù)在;碳原子數(shù)在1010以上以上,稱為,稱為某碳烯某碳烯。 2)2)從靠近雙鍵的一端開始編號從靠近雙鍵的一端開始編號,使雙鍵的位次盡可能小使雙鍵的位次盡可能小。 命名時要標出官能團雙鍵的位置。雙鍵位置在第一個命名時要標出官能團雙鍵的位置。雙鍵位置在第一個 碳上時,碳上時,“1”1”可省略??墒÷?。 3) 3) 其余取代基按烷烴的系統(tǒng)命名規(guī)則來命名其余取代基按烷烴的系統(tǒng)命名規(guī)則來命名。1-戊烯戊烯2-戊烯戊烯2-甲基甲基-2-丁烯丁烯
3、(2) (2) 烯烴的命名烯烴的命名2-甲基甲基-1-丁烯丁烯或或 2-甲基丁烯甲基丁烯3-甲基甲基-1-丁烯丁烯或或 3-甲基丁烯甲基丁烯4,6-二甲基二甲基-5-乙基乙基-2-庚烯庚烯 例例 題題3.2.1 乙烯的結構乙烯的結構 物理方法證明,乙烯分子中的物理方法證明,乙烯分子中的所有碳原子和氫原子都分布所有碳原子和氫原子都分布 在同一平面上在同一平面上。HHHH121.7 oC0.1330 nm116.6 oC0.1076 nm3.2 烯烴的結構烯烴的結構sp2雜化態(tài)雜化態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)基態(tài)1 s2 s2 pEnergy spsp2 2雜化雜化:由一個由一個s s軌道和兩個軌道和兩個p
4、 p軌道參加的雜化,結果形成軌道參加的雜化,結果形成 了了處于同一平面處于同一平面上的三個上的三個spsp2 2雜化軌道。雜化軌道。sp2雜化軌道的形成雜化軌道的形成 這三個雜化軌道的對稱軸是這三個雜化軌道的對稱軸是以碳原子為中心以碳原子為中心,分分別指向正三角形的三個頂點別指向正三角形的三個頂點,即它們對稱地分布在碳,即它們對稱地分布在碳原子周圍,相互之間構成了原子周圍,相互之間構成了三個接近三個接近120120o o的夾角的夾角。v 三個三個spsp2 2雜化軌道在平面上的分布雜化軌道在平面上的分布 乙烯分子中的兩個碳原子各以兩個乙烯分子中的兩個碳原子各以兩個spsp2 2雜化軌道與兩個雜
5、化軌道與兩個氫原子的氫原子的s s軌道交蓋形成軌道交蓋形成兩個兩個C CH H 鍵鍵,兩個碳原子之間,兩個碳原子之間又各以一個又各以一個spsp2 2雜化軌道相互交蓋形成了雜化軌道相互交蓋形成了一個一個C CC C 鍵鍵。這這五個五個 鍵的對稱軸都在同一平面上鍵的對稱軸都在同一平面上。 HHHH乙烯分子中乙烯分子中鍵的形成鍵的形成每個碳原子上還各有一個每個碳原子上還各有一個未參加雜化的未參加雜化的p p軌道軌道,它們的,它們的對稱軸對稱軸垂直于乙烯分子所在的平面垂直于乙烯分子所在的平面,故它們,故它們相互平行相互平行,以以側面相互交蓋而形成了側面相互交蓋而形成了 鍵鍵。 鍵鍵和和 鍵不同,無對
6、稱軸,鍵不同,無對稱軸,不能自由旋轉不能自由旋轉。CCHHHH乙烯分子中乙烯分子中鍵的形成鍵的形成 雙鍵由四個電子對組成,相對于單鍵,電子云密度更大雙鍵由四個電子對組成,相對于單鍵,電子云密度更大,且構成且構成 鍵鍵電子云都暴露在乙烯分子所在平面的上方和下方,易接近具有親電性試劑,電子云都暴露在乙烯分子所在平面的上方和下方,易接近具有親電性試劑,故故碳碳雙鍵有親核性碳碳雙鍵有親核性。 鍵的存在使鍵的存在使烯烴具有較大的反應活性烯烴具有較大的反應活性。CCHHHHCsp2 Csp2 鍵鍵Csp2 H1s 鍵鍵 鍵鍵p軌道軌道乙烯分子中乙烯分子中鍵形成示意圖鍵形成示意圖 由于由于雙鍵不能旋轉雙鍵不
7、能旋轉,且雙鍵兩端碳原子連接的四個原子,且雙鍵兩端碳原子連接的四個原子處在同一平面處在同一平面上,故當上,故當雙鍵的兩個碳原子各連接不同的原雙鍵的兩個碳原子各連接不同的原子或原子團子或原子團時,可能生成兩種不同的異構體。時,可能生成兩種不同的異構體。CCababCCbaab順式順式反式反式3.2.2 順反異構現(xiàn)象順反異構現(xiàn)象 由于由于雙鍵的碳原子上連接不同基團雙鍵的碳原子上連接不同基團而形成的異構現(xiàn)象叫做而形成的異構現(xiàn)象叫做順反異構現(xiàn)象順反異構現(xiàn)象,形成的同分異構體叫做,形成的同分異構體叫做順反異構體順反異構體. . 3.2.2 順反異構現(xiàn)象順反異構現(xiàn)象 順反異構體的分子構造相同順反異構體的分
8、子構造相同,即分子中各原子的連接次序,即分子中各原子的連接次序相同,但相同,但分子中各原子在空間的排列方式(即構型)不同分子中各原子在空間的排列方式(即構型)不同。由不同的空間排列方式引起的異構現(xiàn)象由不同的空間排列方式引起的異構現(xiàn)象叫做叫做立體異構立體異構現(xiàn)象現(xiàn)象。順反異構現(xiàn)象是立體異構現(xiàn)象的一種。順反異構現(xiàn)象是立體異構現(xiàn)象的一種。 只要有一個雙鍵碳原子所連接的只要有一個雙鍵碳原子所連接的兩個取代基相同,兩個取代基相同, 則無順反異構則無順反異構。 在順反異構體名詞之前加一個在順反異構體名詞之前加一個“順順-”(cis-)或)或“反反-”(trans-)來表示來表示 順反異構體的構型。順反異構
9、體的構型。CCCH3HCH3CH2HCCCH3HHCH3CCHCH2CH3CH3CH2Cl 反反-2-丁烯丁烯( Trans-2-butene ) 順順-2-丁烯丁烯( Cis-2-butene ) 反反-3-氯氯-3-己烯己烯( Trans-3-chloro-3-hexene ) 順反異構的標記順反異構的標記 E E Z Z 標記法標記法IUPACIUPAC命名法規(guī)定用命名法規(guī)定用(E E)和()和(Z Z)兩個字母兩個字母分別標記順反異構體的方法。分別標記順反異構體的方法。以比較各取代基團的先后次序來以比較各取代基團的先后次序來區(qū)別順反異構體,區(qū)別順反異構體,這種先后次序由一定的這種先后次
10、序由一定的“次序規(guī)則次序規(guī)則”來規(guī)定來規(guī)定。CCbbaaCCbbaa(I)Z 構型構型 (a a; b b)(II)E 構型構型 (a a; b b)Z 構型構型 兩個次序在前的取代基(兩個次序在前的取代基(a和和b)位在雙鍵的同側)位在雙鍵的同側。E 構型構型 兩個次序在前的取代基(兩個次序在前的取代基(a和和b)位在雙鍵的異側)位在雙鍵的異側。3.3 E Z 標記法標記法 次序規(guī)則次序規(guī)則 (1)取代基團的先后次序,原則上取代基團的先后次序,原則上由基團中各原子的原子序數(shù),首先由由基團中各原子的原子序數(shù),首先由和雙鍵碳原子直接相連原子的原子序數(shù)所決定和雙鍵碳原子直接相連原子的原子序數(shù)所決定
11、。I, Br, Cl, S, P, F, O, N, C, D, H取代基團中常見的各原子,按原子序數(shù)遞減次序排列取代基團中常見的各原子,按原子序數(shù)遞減次序排列(2)取代基團中取代基團中,若和雙鍵碳原子直接相連的第一原子相同,則須比較若和雙鍵碳原子直接相連的第一原子相同,則須比較其以后原子的原子序數(shù)其以后原子的原子序數(shù)。CH3 CH2CH3 CH2CH3 CH(CH3 )2(3)當取代基團為不飽和基團時當取代基團為不飽和基團時,應把雙鍵或叁鍵看作是它以單鍵和多應把雙鍵或叁鍵看作是它以單鍵和多個原子相連接個原子相連接。CHCH2CCCHCH2相當相當CCHCCCCHCC相當相當即即 叔(叔(3o
12、)R 仲(仲(2o)R 伯(伯(1o)R CH3 當當HXHX和烯烴加成時,和烯烴加成時,為了生成更穩(wěn)定的碳正離子為了生成更穩(wěn)定的碳正離子,H H總是總是加在具有更少烷基取代的雙鍵碳原子上,加在具有更少烷基取代的雙鍵碳原子上,X X總是加在有更多總是加在有更多烷基取代的雙鍵碳原子上。烷基取代的雙鍵碳原子上。 碳正離子的穩(wěn)定性次序碳正離子的穩(wěn)定性次序 烯烴可與濃硫酸反應,生成烯烴可與濃硫酸反應,生成烷基硫酸烷基硫酸(也叫做(也叫做酸性硫酸性硫 酸酯酸酯)。)。CH2CH2 + HOSO2OHCH3CH2OSO3H乙基硫酸乙基硫酸 反應歷程與反應歷程與HXHX的加成一樣。不對稱烯烴與硫酸的加成,的
13、加成一樣。不對稱烯烴與硫酸的加成, 也符合馬爾可夫尼克夫規(guī)律也符合馬爾可夫尼克夫規(guī)律。H3CCCH2H3C+ H2SO4H3CCCH3H3COSO3H濃度濃度 63 濃度濃度 98 (2)與與H H2 2SOSO4 4的加成的加成+ H2SO4CHCH2CH3CHCH3CH3HO3SO+CH2CH2CH3OSO3H主產(chǎn)物主產(chǎn)物濃度濃度 80 烷基硫酸和水共熱,可水解得到醇。烷基硫酸和水共熱,可水解得到醇。 烯烴和硫酸的加成也常用來使烯烴和烷烴分離。由石油工業(yè)得到的烯烴和硫酸的加成也常用來使烯烴和烷烴分離。由石油工業(yè)得到的烷烴中常雜有烯烴,若通過硫酸,烯烴即被硫酸吸收而生成可溶于硫酸烷烴中常雜有
14、烯烴,若通過硫酸,烯烴即被硫酸吸收而生成可溶于硫酸的烷基硫酸,烷烴不溶于硫酸,這樣就可把它們分離。的烷基硫酸,烷烴不溶于硫酸,這樣就可把它們分離。CH3CH2OSO3H + H2O CH3CH2OH + H2SO4 通過加成和水解兩步反應,結果烯烴分子中加了一分子水,故通過加成和水解兩步反應,結果烯烴分子中加了一分子水,故這又叫烯烴的間接水合,工業(yè)上可利用來制備醇類。這又叫烯烴的間接水合,工業(yè)上可利用來制備醇類。(2)與與H H2 2SOSO4 4的加成的加成 在酸(如硫酸或磷酸)的催化下,烯烴可與水加成而得醇。在酸(如硫酸或磷酸)的催化下,烯烴可與水加成而得醇。+ H3O+CCCHCH2OC
15、HCOH2- H+H+CHCOH 實際反應過程中,第一步生成的碳正離子也可和水溶液中其他物質實際反應過程中,第一步生成的碳正離子也可和水溶液中其他物質起作用,生成不少副產(chǎn)物,故該方法缺乏制備醇的工業(yè)價值。起作用,生成不少副產(chǎn)物,故該方法缺乏制備醇的工業(yè)價值。 工業(yè)上乙烯可直接水合制得乙醇。工業(yè)上乙烯可直接水合制得乙醇。CH3CH2OH+ H2OH2CCH2H3PO4/硅藻土硅藻土300 , 78 MPa(3)與與H H2 2O O的加成的加成 烯烴易與氯或溴發(fā)生加成反應,一般不與碘反應,而與氟烯烴易與氯或溴發(fā)生加成反應,一般不與碘反應,而與氟反應太劇烈,往往得到碳鏈斷裂的各種產(chǎn)物,無實用價值。
16、反應太劇烈,往往得到碳鏈斷裂的各種產(chǎn)物,無實用價值。+ Br2CHCH2CH3CCl4r.t.CHCH2CH3BrBr 烯烴和鹵素的加成也是親電加成,兩個鹵素原子分別在雙鍵烯烴和鹵素的加成也是親電加成,兩個鹵素原子分別在雙鍵平面的兩邊加上去,即平面的兩邊加上去,即得到反式加成產(chǎn)物得到反式加成產(chǎn)物。 上述反應過程中,上述反應過程中,溶液的顏色由黃色迅速變?yōu)闊o色溶液的顏色由黃色迅速變?yōu)闊o色,故它是,故它是驗證驗證碳碳雙鍵是否存在碳碳雙鍵是否存在的一個特征反應。的一個特征反應。(4)與鹵素的加成與鹵素的加成生成二鹵化物生成二鹵化物第一步第一步 鹵素分子的正電部分攻擊烯烴,生成碳正離子后,進一步鹵素分
17、子的正電部分攻擊烯烴,生成碳正離子后,進一步 生成環(huán)狀的生成環(huán)狀的溴鎓離子溴鎓離子。CCBrCCBrBrBrBr+CCBr+第二步第二步 溴負離子從溴鎓粒子的環(huán)的反面和碳結合,生成方式加成物。溴負離子從溴鎓粒子的環(huán)的反面和碳結合,生成方式加成物。 溴鎓離子溴鎓離子 + BrCCBrCCBrBr 烯烴與鹵素的加成反應歷程烯烴與鹵素的加成反應歷程 烯和鹵素(氯或溴)在水溶液中可發(fā)生加成反應,烯和鹵素(氯或溴)在水溶液中可發(fā)生加成反應,生成鹵代醇生成鹵代醇,同時有相當多的同時有相當多的二鹵化物二鹵化物。+ HXCCH2OCCXHOX2 ( Br2 or Cl2 )鹵代醇鹵代醇當不對稱烯烴發(fā)生次鹵酸加
18、成時,當不對稱烯烴發(fā)生次鹵酸加成時,亦符合馬爾可夫尼克夫規(guī)律亦符合馬爾可夫尼克夫規(guī)律,帶正,帶正電的鹵素應加到連有較多氫原子的雙鍵碳上,電的鹵素應加到連有較多氫原子的雙鍵碳上,羥基(羥基(OH)則加到)則加到連有較少氫原子的雙鍵碳上連有較少氫原子的雙鍵碳上。+ HOBrCCH2CH3CH3CCH2BrHOCH3CH3(5 5)與)與HOHOBrBr或或HOHOClCl的加成的加成和次鹵酸的加成和次鹵酸的加成第一步第一步 鹵素分子的正電部分攻擊烯烴雙鍵,生成碳正離子后,進一步鹵素分子的正電部分攻擊烯烴雙鍵,生成碳正離子后,進一步 生成環(huán)狀的生成環(huán)狀的溴鎓離子溴鎓離子。CCBrCCBrBrBrBr
19、+CCBr+第二步第二步 水分子或溴負離子與溴鎓粒子的方式加成。水分子或溴負離子與溴鎓粒子的方式加成。 + BrBrCCBrCBrCOHHCBrCBrCBrCOH- HBrH2O二鹵化物二鹵化物鹵代醇鹵代醇 和次鹵酸加成的反應歷程和次鹵酸加成的反應歷程 和和HOX的加成是烯烴及其它含雙鍵的有機化合物分子中同時的加成是烯烴及其它含雙鍵的有機化合物分子中同時 導入鹵素和羥基官能團的普遍方法。導入鹵素和羥基官能團的普遍方法。 不溶于水的烯烴或其它有機化合物和不溶于水的烯烴或其它有機化合物和HOX加成時,需在某些極性加成時,需在某些極性有機溶劑(如有機溶劑(如DMSO)的水溶液中進行,以便于它們的溶解
20、和反應。)的水溶液中進行,以便于它們的溶解和反應。 烯烴和溴在有機溶劑中發(fā)生溴的加成,和溴在水存在的有機溶劑中,烯烴和溴在有機溶劑中發(fā)生溴的加成,和溴在水存在的有機溶劑中,則發(fā)生則發(fā)生HOBr的加成,但還有二溴代物副產(chǎn)物。若在溴的氯化鈉水溶液的加成,但還有二溴代物副產(chǎn)物。若在溴的氯化鈉水溶液中,還有另一種副產(chǎn)物一氯代產(chǎn)物。中,還有另一種副產(chǎn)物一氯代產(chǎn)物。H2CC H2H2CC H2B rO HB r2, H2ON a C lH2CC H2B rB rH2CC H2B rC l在日光或過氧化物(在日光或過氧化物(ROORROOR)存在下,烯烴和)存在下,烯烴和HBrHBr加成的取向加成的取向與馬
21、爾可夫尼克夫規(guī)律相反與馬爾可夫尼克夫規(guī)律相反。+ HBrCHCH2CH3CHCH3CH3BrCH3CH2CH2Br無日光或過氧化物無日光或過氧化物有日光或過氧化物有日光或過氧化物符合馬氏規(guī)律符合馬氏規(guī)律反馬氏規(guī)律反馬氏規(guī)律 反馬爾可夫尼克夫規(guī)律的加成,又叫做反馬爾可夫尼克夫規(guī)律的加成,又叫做烯烴與烯烴與HBrHBr加成的加成的過氧化物效應過氧化物效應。它不是離子型親電加成,而是自由基型加成。它不是離子型親電加成,而是自由基型加成。3.6.3 自由基加成自由基加成過氧化物效應過氧化物效應鏈引發(fā)鏈引發(fā)RO2 RO+ROORHBrHORBr+BrRCHCH2+BrRCHCH2BrRCHCH2Br+H
22、BrRCH2CH2Br鏈增長鏈增長鏈終止鏈終止+Br+BrBr2+HCCH2BrBrRCHCH2BrRCHCH2BrRCHCH2BrCHCH2BrRRHCCH2BrBrR 光也能促使溴化氫離解為溴自由基,故它也是個自由基型加成反應。光也能促使溴化氫離解為溴自由基,故它也是個自由基型加成反應。 自由基加成的反應歷程自由基加成的反應歷程 - -烯烴與溴原子自由基的加成的兩種反應途徑烯烴與溴原子自由基的加成的兩種反應途徑+RCHCH2BrRCHCH2BrHCCH2BrR( 1 )( 2 )主要途徑主要途徑自由基的穩(wěn)定性次序是:自由基的穩(wěn)定性次序是: 3oR 2oR 1oR CH3 Csp2H1sCs
23、p3 Csp2HCRCH3圖圖311 p軌道上的未成對電子軌道上的未成對電子 自由基的中心碳原子和它相連的三個基團位于同一平面自由基的中心碳原子和它相連的三個基團位于同一平面,其,其中的甲基(或其它烷基)具有給電子性,中的甲基(或其它烷基)具有給電子性,中心碳原子因含未成中心碳原子因含未成對電子有強烈取得電子的傾向對電子有強烈取得電子的傾向。甲基的給電子性增加了中心碳。甲基的給電子性增加了中心碳原子上的電子云密度,減低了自由基的活潑性,即增加了自由原子上的電子云密度,減低了自由基的活潑性,即增加了自由基的穩(wěn)定性。基的穩(wěn)定性。甲基數(shù)目愈多,給電子性愈強,自由基的穩(wěn)定性甲基數(shù)目愈多,給電子性愈強,
24、自由基的穩(wěn)定性就愈大就愈大。 自由基的結構自由基的結構 烯烴只能和烯烴只能和HBr發(fā)生自由基加成。發(fā)生自由基加成。 烯烴不能和烯烴不能和HI發(fā)生自由基加成發(fā)生自由基加成,因為,因為CI鍵較弱,碘原子和烯烴的鍵較弱,碘原子和烯烴的 加成是個吸熱反應。加成是個吸熱反應。+RCHCH2IRCHCH2I H=39.7kJ/mol 進行上述加成須克服較大的活化能,使鏈的傳遞困難,故自由基進行上述加成須克服較大的活化能,使鏈的傳遞困難,故自由基反應不易進行。反應不易進行。 烯烴也不能和烯烴也不能和HCl發(fā)生自由基加成發(fā)生自由基加成,因為,因為HCl鍵太強,均裂鍵太強,均裂 HCl鍵鍵 需要較高的能量,以至
25、需要較高的能量,以至HCl和烷基自由基的加成也是個吸熱反應。和烷基自由基的加成也是個吸熱反應。+HClRCH2CH2Cl +ClRCHCH2Cl H=33.5kJ/mol 上述加成時亦須克服較大的活化能,使鏈的傳遞不能順利進行,上述加成時亦須克服較大的活化能,使鏈的傳遞不能順利進行,故不能發(fā)生自由基加成反應。故不能發(fā)生自由基加成反應。 烯烴和乙硼烷(烯烴和乙硼烷(B B2 2H H6 6)易發(fā)生加成反應而生成三烷基硼,該)易發(fā)生加成反應而生成三烷基硼,該反應叫做硼氫化反應。反應叫做硼氫化反應。+B2H6CH2CH26BCH2CH2RCH2CH2RCH2CH2R2 乙硼烷是甲烷硼(乙硼烷是甲烷硼
26、(BH3)的二聚體。在溶劑四氫呋喃或其它醚)的二聚體。在溶劑四氫呋喃或其它醚中,乙硼烷能溶解并成為甲烷硼與醚結合的絡合物形式存在。中,乙硼烷能溶解并成為甲烷硼與醚結合的絡合物形式存在。BHHHHBHHBHHHBHHHO乙硼烷乙硼烷甲烷硼甲烷硼甲烷硼和四氫呋喃甲烷硼和四氫呋喃 的絡合物的絡合物三烷基硼三烷基硼3.6.4 硼氫化反應硼氫化反應第一步第一步 強路易斯酸強路易斯酸BH3作為親電試劑和烯烴的電子云絡合作為親電試劑和烯烴的電子云絡合。硼原子。硼原子 加在取代基較少因而立體障礙較小的雙鍵碳原子上,氫則加加在取代基較少因而立體障礙較小的雙鍵碳原子上,氫則加 到含氫較少的雙鍵碳原子上。到含氫較少
27、的雙鍵碳原子上。加成取向反馬氏規(guī)律加成取向反馬氏規(guī)律。+HBH2RCH2CH2BH2RCHCH2一烷基硼一烷基硼第二步第二步 生成的一烷基硼再和烯烴加成為二烷基硼。生成的一烷基硼再和烯烴加成為二烷基硼。+ RCH2CH2BHRCHCH2HRCH2CH2BCH2CH2RH二烷基硼二烷基硼 硼氫化反應歷程硼氫化反應歷程第三步第三步 生成的二烷基硼再和烯烴加成為三烷基硼。生成的二烷基硼再和烯烴加成為三烷基硼。+(RCH2CH2)2BRCHCH2H(RCH2CH2)3B三烷基硼三烷基硼 若烯烴雙鍵上都具有立體障礙較大的取代基,反應也可若烯烴雙鍵上都具有立體障礙較大的取代基,反應也可能停止在一烷基硼或二
28、烷基硼能停止在一烷基硼或二烷基硼 的階段。的階段。 硼氫化反應歷程硼氫化反應歷程 烷基硼可直接和過氧化氫的烷基硼可直接和過氧化氫的NaOHNaOH溶液作用溶液作用,被氧化和水,被氧化和水 解解為相應的醇,為相應的醇,該反應被稱作該反應被稱作硼氫化氧化反應硼氫化氧化反應。+BH3B(OH)3RCHCH2(RCH2CH2)3B3H2O2OH-(RCH2CH2O)3BH2ORCH2CH2OH3烯烴的硼氫化反應和氧化水解反應是烯烴的硼氫化反應和氧化水解反應是制備伯醇的一個好方法制備伯醇的一個好方法。 硼氫化氧化反應硼氫化氧化反應乙硼烷有毒且能自燃,乙硼烷有毒且能自燃,一般避免直接使用,而一般避免直接使
29、用,而 采用采用把制備乙硼烷把制備乙硼烷 的原料(硼氫化鈉和三氟化硼)直接和烯烴作用的原料(硼氫化鈉和三氟化硼)直接和烯烴作用的方法。的方法。+BF3NaBH4+33B2H6NaBF442(1 1)空氣催化氧化)空氣催化氧化 工業(yè)上,乙烯可被銀或氧化銀催化氧化為環(huán)氧乙烷。工業(yè)上,乙烯可被銀或氧化銀催化氧化為環(huán)氧乙烷。+O2CH2CH2Ag0.5250 oCCH2CH2O 以空氣催化氧化丙稀得到的是丙稀的甲基被氧化的產(chǎn)物,即丙稀醛。以空氣催化氧化丙稀得到的是丙稀的甲基被氧化的產(chǎn)物,即丙稀醛。+O2+CHCH2H2OCuO370 oCCH3CHCH2COH 若用過氧酸催化氧化丙稀可得到環(huán)氧丙烷。若
30、用過氧酸催化氧化丙稀可得到環(huán)氧丙烷。+CH3CHCH2CH3COOHCHCH2OCOCH3OOHCH33.6.5 氧化反應氧化反應(2 2)高錳酸鉀氧化高錳酸鉀氧化 烯烴的羥基化反應烯烴的羥基化反應3.6.5 氧化反應氧化反應 在中性或堿性溶液中在中性或堿性溶液中,烯烴可被稀高錳酸鉀溶液,烯烴可被稀高錳酸鉀溶液(或四氧化鋨(或四氧化鋨OsOOsO4 4)所氧化,在雙鍵位置引入順式的)所氧化,在雙鍵位置引入順式的 兩個羥基,兩個羥基,生成連二醇生成連二醇。+CH2CH2MnO4-H2CH2COOMnOOOH-H2OH2CH2COHOHMnO2(2 2)高錳酸鉀氧化高錳酸鉀氧化 烯烴的羥基化反應烯
31、烴的羥基化反應3.6.5 氧化反應氧化反應 若若用酸性的高錳酸鉀溶液用酸性的高錳酸鉀溶液,濃度很高或過量太多濃度很高或過量太多, 則可使生成的連二醇繼續(xù)氧化,雙鍵斷裂則可使生成的連二醇繼續(xù)氧化,雙鍵斷裂得到酮和得到酮和 羧酸羧酸的混合物。的混合物。+RCHCH2KMnO4CCCOHRORRHRH+RCOOHCO2KMnO4H+CORR紫紅色的紫紅色的KMnO4溶液在反應中迅速脫色溶液在反應中迅速脫色可用來檢驗雙鍵的存在??捎脕頇z驗雙鍵的存在。 將含有臭氧(將含有臭氧(O3)的空氣通人烯烴或烯烴溶液(在惰性溶劑如)的空氣通人烯烴或烯烴溶液(在惰性溶劑如CCl4中),臭氧即迅速和烯烴作用,生成臭氧
32、化物。中),臭氧即迅速和烯烴作用,生成臭氧化物。+CCO3RRHRCRROOOCRH臭氧化物臭氧化物 某些臭氧化物加熱易爆炸,但一般可不經(jīng)分離而直接和水發(fā)生水解某些臭氧化物加熱易爆炸,但一般可不經(jīng)分離而直接和水發(fā)生水解反應,生成羰基化合物反應,生成羰基化合物醛或酮。醛或酮。+CHROH2OCORRCRROOOCRH+H2O2醛醛酮酮3.6.6 臭氧化反應臭氧化反應 為避免生成的醛繼續(xù)被氧化,為避免生成的醛繼續(xù)被氧化,常保持在還原條件下進行水解常保持在還原條件下進行水解。例如,。例如,在鋅粉和醋酸存在下水解在鋅粉和醋酸存在下水解,或在加氫催化劑存在下通人氫氣。,或在加氫催化劑存在下通人氫氣。 由
33、臭氧化物水解所得的醛或酮保持了原來烯烴的部分碳鏈結構,故由臭氧化物水解所得的醛或酮保持了原來烯烴的部分碳鏈結構,故可由醛酮結構的測定來推導原來烯烴的結構??捎扇┩Y構的測定來推導原來烯烴的結構。例如,某烯烴經(jīng)臭氧化和水解后得甲醛和丙酮兩種產(chǎn)物。例如,某烯烴經(jīng)臭氧化和水解后得甲醛和丙酮兩種產(chǎn)物。烯烴烯烴H2OZn + H+CHHOCOCH3CH3+O3由此可知,原來的烯烴為異丁烯:由此可知,原來的烯烴為異丁烯:CCCH3CH3HH 臭氧化反應的應用臭氧化反應的應用 烯烴烯烴在引發(fā)劑或催化劑的作用下在引發(fā)劑或催化劑的作用下,雙鍵斷裂而相互加成,雙鍵斷裂而相互加成,得到大分子或得到大分子或 高分子化
34、合物,又叫做高分子化合物,又叫做加成聚合反應加成聚合反應。引發(fā)劑是指可引發(fā)自由基鏈反應的試劑引發(fā)劑是指可引發(fā)自由基鏈反應的試劑,例如某些過氧化物和偶氮化物。,例如某些過氧化物和偶氮化物。 由低相對分子質量的有機化合物(稱為單體)相互作用而生成高由低相對分子質量的有機化合物(稱為單體)相互作用而生成高相對分子質量化合物(稱聚合物)的反應叫做相對分子質量化合物(稱聚合物)的反應叫做聚合反應聚合反應。n CH2CH2100250,150300MPa少量引發(fā)劑少量引發(fā)劑 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2H2C*n聚乙烯聚乙烯3.6.7 聚合反應聚合反應 烯烴在聚合過程中烯烴在聚合
35、過程中每斷裂一個每斷裂一個 鍵即伴隨生成兩個鍵即伴隨生成兩個 鍵鍵。故總的說來。故總的說來它是放熱反應,一經(jīng)引發(fā)后,反應即容易進行。它是放熱反應,一經(jīng)引發(fā)后,反應即容易進行。 由聚合反應生成的高分子化合物,其相對分子質量并不完全相同,故由聚合反應生成的高分子化合物,其相對分子質量并不完全相同,故高聚物實際是許多相對分子質量不同的聚合物的混合物。高聚物實際是許多相對分子質量不同的聚合物的混合物。 相同單體在不同條件下聚合而得的聚合物,不僅平均相對分子質量的相同單體在不同條件下聚合而得的聚合物,不僅平均相對分子質量的大小不同,其組成分布及高分子鏈的結構也很大不同,因而它們的性能大小不同,其組成分布
36、及高分子鏈的結構也很大不同,因而它們的性能和用途也不同。和用途也不同。 由自由基鏈反應的引發(fā)劑而引起的聚合反應又叫做由自由基鏈反應的引發(fā)劑而引起的聚合反應又叫做自由基聚合反應自由基聚合反應。 聚合反應的歷程聚合反應的歷程 工業(yè)上乙烯通過齊格勒工業(yè)上乙烯通過齊格勒-納塔催化劑納塔催化劑【(CH3CH2)3Al + TiCl4】在地壓下在地壓下(0.11MPa),60 150時聚合生成的叫做低壓聚乙烯,其平均相對分子時聚合生成的叫做低壓聚乙烯,其平均相對分子質量在質量在1000030000之之間。分子基本上是直鏈,其密度較高間。分子基本上是直鏈,其密度較高(約約0.94g/cm3)較堅硬,又叫做較堅硬,又叫做高密度聚乙烯高密度聚乙烯或或硬聚乙烯硬聚乙烯。 聚乙烯耐酸,耐堿,抗腐蝕,電絕緣性能優(yōu)良,是目前大量生產(chǎn)的優(yōu)良聚乙烯耐酸,耐堿,抗腐蝕,電絕緣性能優(yōu)良,是目前大量生產(chǎn)的優(yōu)良高分子材料。高分子材料。 由丙烯聚合而得色聚丙烯也是
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