《高分子化学增强版》第四章炔烃.ppt

第四章炔烃二烯烃红外光谱 一 炔烃炔烃 CnH2n 2 分子中具有一个碳碳叁键的开链不饱和烃 广义的炔烃 分子中具有碳碳叁键的烃 炔烃的构造异构现象 丁烯丁炔 1 丁烯1 丁炔2 丁烯2 丁炔异丁烯 注 炔烃不存在顺反异构现象且构造异构体也少于碳原子数相同的烯烃 炔烃的命名Alkane ethane 烷烃 乙烷 Alkyne ethyne 炔烃 乙炔 烯炔的命名 主链 选择含双键叁键在内的最长碳链 并按其碳原子数称 某烯炔 将 炔 字放在名称最后 编号 遵守 最低系列 原则 编号相同优先双键较小位号 炔烃的结构 1 乙炔的结构 直线形分子 碳氢单键键长 0 106nm碳碳叁键键长 0 120nm键角 180o 碳原子的sp2杂化轨道 碳原子的sp杂化轨道 乙烯分子的形成 乙炔分子的形成 乙炔p键的特点 乙炔的两个p键形成圆筒形p电子云 电子云密度更大 叁键碳原子的电负性大于单键及双键碳原子 使碳氢键产生极化 乙炔的制法及利用 1 碳化钙 电石 法 2 由甲烷生产乙炔 乙炔的利用 a 用于焊接或切割金属 乙炔一氧焰 b 化学工业上有用试剂的生产 第74页 导电塑料 聚乙炔 c 导电性高分子材料的生产 炔烃的化学性质 1 叁键碳上氢原子的取代反应 端炔 碳碳叁键在碳链的末端的炔烃具有较强的酸性 化合物pKa乙烷50 弱 乙烯44乙炔25水15 7 强 C H键中 C使用的杂化轨道S轨道成分越多 H的酸性越强 R C CH R C CCu R C CNa R C CAg R C CCu R C CH Ag CN 2 HO R C CAg R C CH AgNO3 R C CH Cu2 NO3 2 NaNH2 Ag NH3 2 Cu NH3 2 HNO3 HNO3 CN H2O 纯化炔烃的方法 鉴别 1 炔烃的定性反应 灰白色 红棕色 2 炔化物的烷基化反应 增长炔烃碳链 2 炔烃的加成反应 林德拉催化剂 p 69 使反应停留在烯烃阶段 1 催化加氢反应 顺式加成反应 2 亲电加成反应 马尔科夫尼科夫规则质子总是加在具有更少烷基取代的双键碳原子上 而X 总是加在具有更多烷基取代的双键碳原子上 和卤素的亲电加成反应 和氢卤酸的亲电加成反应 和水的亲电加成反应 分子重排反应酮 烯醇互变异构现象 由分子内活泼氢引起的官能团的迅速互变而达到平衡的现象 互变异构 烯醇一般不稳定 易发生异构化 形成稳定的羰基化合物 烯醇 羰基化合物 3 炔烃与醇等的亲核加成反应 烯烃不发生此反应 RC CR KMnO4 冷 稀 H2O PH5 7 KMnO4 H2O 100oC KMnO4 HO 25oC RCOOH R COOH 1 O3 2 H2O Zn RCOOH R COOH RCOOH R COOH 4 炔烃的氧化反应 二 二烯烃二烯烃 CnH2n 2 分子中具有两个碳碳双键的开链不饱和烃 构造异构现象 1 碳链异构 丁烷异丁烷 2 官能 团 基位次异构 1 丁烯2 丁烯 3 官能 团 基异构 C4H6 1 丁炔1 3 丁二烯 二烯烃的分类 1 累积二烯烃 两个碳碳双键连接在同一个碳原子上 2 共轭二烯烃 两个双键之间有一个单键相隔 3 隔离二烯烃 两个双键之间有两个或两个以上单键相隔 1 共轭二烯烃的结构1 3 丁二烯 1 3 butadiene 键长平均化 共轭双烯具有较低的内能 较稳定 共轭二烯烃的结构 1 3 丁二烯 1 3 butadiene 共轭 共轭 键与 键重叠 电子离域 体系稳定 p 共轭p轨道与 键重叠 电子离域 体系稳定 六个C H键与三个C C键 共平面 p轨道垂直于平面且彼此相互平行 重叠 电子离域 大 键 共轭体系 共轭体系中电子的离域 使体系能量降低 共轭体系越大 化合物越稳定 键长趋于平均化 C2 C3呈现部分双键 共轭分子的经典结构式具有单双键交替的特征 共轭体系的交替偶极不会因共轭连的增长而减弱 共轭双烯的反应 1 1 4 加成 共轭加成 试剂 溴 加到C 1和C 4上 即共轭体系的两端 双键移到中间 称1 4 加成或共轭加成 共轭体系作为整体形式参与加成反应 通称共轭加成 p 共轭 1 2 与1 4 加成产物比例 1 4 加成产物 2 双烯合成 狄尔斯 阿尔德反应 了解 环化加成反应 1 4 加成 3 聚合反应 第84页 Ag NH3 2 Br2 CCl4正己烷 己炔 己烯 如何鉴别正己烷 1 己炔 1 己烯 有机化学研究中的光谱法 现代有机化合物的结构表征应用最为广泛的是 红外光谱 infraredspectroscopy缩写为IR 紫外光谱 ultravioletspectroscopy缩写为UV 核磁共振谱 nuclearmagneticresonance缩写为NMR 质谱 massspectroscopy缩写为MS 用化学法对其结构研究从1805年开始 直至1952年才完全阐明 历时147年 红外光谱 一 红外光谱的表示方法 红外光谱是研究波数在4000 400cm 1范围内不同波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图 谱图以波长或波数为横坐标 以透光度或吸光度为纵坐标而形成 透光度以下式表示 I 表示透过光的强度 I0 表示入射光的强度 吸光度 A 2 lgT 横坐标 波数 400 4000cm 1 表示吸收峰的位置 纵坐标 透过率 T 表示吸收强度 T 表明吸收的越好 故曲线低谷表示是一个好的吸收带 二 分子振动与红外光谱1 分子的振动方式 1 伸缩振动 2 弯曲振动 值得注意的是 不是所有的振动都能引起红外吸收 只有偶极矩 发生变化的 才能有红外吸收 H2 O2 N2电荷分布均匀 振动不能引起红外吸收 H C C H R C C R 其C C 三键 振动也不能引起红外吸收 三 有机化合物基团的特征频率具有同一类型化学键或官能团的不同化合物 其红外吸收频率总是出现在一定的波数范围内 称为该基团的特征吸收峰 又称官能团吸收峰 4000 1400cm 1区域又叫官能团区 该区域出现的吸收峰 较为稀疏 容易辨认 1400 400cm 1区域又叫指纹区 这一区域主要是 C C C N C O等单键和各种弯曲振动的吸收峰 其特点是谱带密集 难以辨认 几个重要的官能团特征吸收要注意 芳香环 羰基 羟基和胺