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烯烃的化学性质

发布时间:2023-06-07 作者:admin 来源:文学

烯烃的化学性质

烯烃的化学性质

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2023年2月22日发(作者:埋葬冬天)

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烯烃和二烯烃的化学性质

Ⅰ烯烃的化学性质

烯烃主要化性示意图:

一、加成反应

1、催化加氢(亦即烯烃还原)

RCH=CHR’+H

2

RCH

2

CH

2

R’

NiPt

Pd

or

or

意义:实验室制备纯烷烃;工业上粗汽油除杂;根据吸收氢气的量测定重键数目

2、加卤素

CH

2

=CH

2

+Br

2

CH

2

BrCH

2

Br

红棕

无色

应用:鉴别

X

2

反应活性:F

2

>Cl

2

>Br

2

>I

2

,常用Cl

2

和Br

2

机理:极性条件下的分步的亲电加成

①极性条件下Br

2

发生极化

Br-BrBrδ+——Brδ–

②亲电进攻,形成中间体溴鎓离子

Br

CH

2

CH

2

+

δ+δ–

CH

2

CH

2

δ+δ–

CH

2

CH

2

+

Br

BrBrBrBr

溴鎓离子

③Br-背面进攻中间体得产物(反式加成,立体化学此处不需掌握,了解即可)

Br

CH

2

CH

2

+

Br

BrCH

2

CH

2

Br

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3、加卤化氢

CH

2

=CH

2

+HBr

CH

3

COOH

CH

2

CH

2

Br

H

历程:分步的亲电加成

H

+Br

CH

2

=CH

2

+H+

HBr++Br-

CH

3

—CH

2

-

+

CH

3

CH

2

Br

CH

3

——CH

2

+

(碳正离子,有时会重排)

HX反应活性:HI>HBr>HCl

**不对称烯烃与卤化氢加成产物符合马氏规律:氢加到含氢多的碳上。

**当有过氧化物存在、且只与HBr加成时产物为反马氏:氢加到含氢少的碳上。

4、加水(直接水合)

CH

3

CH=CH

2

+H

2

O

H+

CH

3

CHCH

3

OH

(异丙醇)

强酸催化,遵守马氏规律,产物为醇;副反应较多。

5、加浓硫酸(间接水合)

CH

3

CHCH

3

+H

2

SO

4

OSO

2

OH

CH

3

CHCH

3

OH

硫酸氢异丙酯

异丙醇

丙烯

H

2

O

CH

3

CH=CH

2

相当于间接水合,遵守马氏规律,产物为醇(注意硫酸的结构表示:

S

O

O

OHHO

)。

6、加次卤酸

CH

3

CH=CH

2

+X

2

+H

2

OCH

3

CHCH

2

X

OH

δ-

HOX

δ+

产物卤代醇,遵守马氏规律(次卤酸极性:X—OH,由于氧的电负性较大,所以X带

部分正电荷,OH带部分负电荷)

7、硼氢化反应

甲硼烷以B—H键与烯(炔)加成有机硼化合物。例如:

3CH

3

CH=CH

2

+BH

3

(CH

3

CH

2

CH

2

)

3

B

特点:反马氏(形式反马,因B—H键中H带部分负电荷),不重排(经四元过渡态)

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3/73/73/7

四中心环状过渡态

形式反马产物

操作:采用乙硼烷(B

2

H

6

)在醚类溶液中离解出BH

3

一锅煮:BF

3

乙醚溶液加到NaBH

4

与烯烃的混合物中,使乙硼烷一生成即与烯烃反应。

应用(硼氢化—氧化反应):常用于制备伯醇,操作简便产率高(与烯烃水合可互补)。

例如:

3RCH=CH

2

+BH

3

(RCH

2

CH

2

)

3

B

H

2

O

2

/OH-

3RCH

2

CH

2

OH+H

3

BO

3

硼氢化

氧化

H+

RCH=CH

2

+H

2

ORCHCH

3

OH

(两个产物的羟基位置有差异,可互补)

再如:

CH

3

CH=CH

2

CH

3

CH

2

CH

2

OH

1)B

2

H

6

/醚

2)H

2

O

2

,OH-

CH

3

CH=CH

2

CH

3

CHCH

3

H

2

O,H+

OH

2)H

2

O

2

,OH-

CH

3

C=CHCH

3

CH

3

CHCHCH

3

OH

CH

3

CH

3

1)B

2

H

6

/醚

烯烃加成反应小结

1.催化加氢烷烃

2.加卤素卤代烷(分步亲电,鎓离子,鉴别)

3.加卤化氢卤代烷(分步亲电,C+离子,马氏规律,亦有反马产物)

4.加水醇(酸催化,马氏)

5.加浓硫酸硫酸氢酯醇(马氏)

6.加次卤酸卤代醇(马氏,X

δ+

7.硼氢化有机硼化物(形式反马);

硼氢化—氧化反应醇(反马氏,与烯烃水合互补)

(**马氏规律的解释见本章后续内容“电子效应”)

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4/74/74/7

二、氧化反应

氧化体系:高锰酸钾氧化、臭氧氧化、催化氧化

要求:①写产物结构②反推烯结构(去氧连双键)

1、高锰酸钾氧化(可用于鉴别小环与烯烃)

RCH=CH

2

碱/中性介质(冷)

R-CH-CH

2

OHOH

KMnO

4

顺式氧化

RCH=CH

2

KMnO

4

/H+

RCOOH+CO

2

+H

2

O

C=CHR''

KMnO

4

/H+

+R''COOH

R'

R

C=O

R'

R

酸性条件氧化产物与烯结构有关:双键处断开;双键C双键O;双键C上HOH

2、臭氧氧化

CC

CHCH

CCH

2

C=O

+

CH=O

O=CH+

C=OO=C+

H

2

O,

Zn粉

O

3

O=CH

2

产物:双键处断开;双键C双键O;双键C上H不变

3、催化氧化

CH

2

=CH

2

+O

2

Ag

200~300Co

O

CH

2

=CH

2

+O

2

CH

3

CHO

PdCl

2

-CuCl

2

100~125C

o

CH

3

CH

2

=CH

2

+O

2

CH

3

COCH

3

PdCl

2

-CuCl

2

o

120C

应用:常用于制备环氧化物、醛酮。

烯烃氧化反应小结

1、KMnO4/OH-法顺式邻二醇

KMnO4/H+法双键断,=C=O,=CH=COH

2、O

3

法双键断,=C=O

3、催化法环氧化物、醛酮

4、反推结构去氧连双键

例如:

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5/75/75/7

1、

CC

O

3

CH

3

H

CH

3

CH

3

碱/中性介质(冷)

KMnO

4

K

M

n

O4

,

H

+

CH

3

COOH+CH

3

COCH

3

OH

OH

CH

3

CHC(CH

3

)

2

CH

3

CHO+CH

3

COCH

3

2、

KMnO

4

CH

3

CH

2

COOH+CO

2

+H

2

O

???

H+

解:

CH

3

CH

2

COH+HOCOH

O

O

,由此可得:

CH

3

CH

2

CH=CH

2

3、

KMnO

4???

H+

C

2

H

5

COCH

3

+(CH

3

)

2

CHCOOH

解:

C=

C

2

H

5

CH

3

HCCH(CH

3

)

2

4、

KMnO

4???

H+

CO

2

+HOOCCOOH+H

2

O

解:

=CHCH=H

2

CCH

2

5、如何鉴别环丙烷、环己烯和环己烷?

解:

Br

2

/H

2

O

orBr

2

/CCl

4

(-)

褪色

褪色

KMnO

4

H+

(-)

褪色

三、α-H的卤代

烯烃与卤素的反应:

CH

3

CCHCH

2

H

α

离子型加成

自由基型卤代

1、常温溶剂下烯烃与卤素反应是离子型加成,发生在双键位置;

2、光照或高温气态下烯烃与卤素反应是自由基型卤代,发生在α-H上;

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6/76/76/7

3、α-H溴代常用试剂:

NBr

O

O

N-溴代丁二酰亚胺(NBS)

例如:

CH

2

CH=CH

2

CH

3

CHCH

2

+Cl

2

常温

光照/高温

CH

3

CHCH

2

ClCl

Cl

CCl

4

气相

CCl

4

NBr

O

O

+

过氧化苯甲酰

Br

NH

O

O

+

(烯烃的制备常有醇脱水、卤代烃脱卤化氢等方法,自学。)

Ⅱ二烯烃(共轭二烯烃)的化学性质

(一)1,4—加成

CH

2

=CH-CH=CH

2

CH

2

-CH-CH=CH

2

BrBr

CH

2

-CH=CH-CH

2

Br

Br

1,2-加成

1,4-加成

(主产物)

Br

2

+

历程:

1、极性条件下溴分子发生极化

BrBr

δ+δ-

后接近底物

2、受接近的

BrBr

δ+δ-

影响,共轭体系的底物发生交替极化

CH

2

=CH

CH=CH

2

δ+

δ+

δ-

δ-

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7/77/77/7

3、正的溴可以进攻两个负碳,得到两个中间体

CH

2

=CHCHCH

2

Br

+

+

CH

2

CHBrCH=CH

2

(1)

(2)

,期中碳

正离子(2)更稳定,所以为主要中间体;实际是双键碳与碳正离子形成共轭后三者共同

带有一个单位正电荷

H

2

CCH

CH

2

Br

CH

(1)

(2)

(而且体系端基碳带有较多的正电荷)

4、负溴进攻(1)或(2)号碳,相比,(1)号碳在链端更易反应而得到产物:

CH

2

-CH=CH-CH

2

Br

Br

1,4-加成(主产物)

;注意双键的移位。

(二)狄尔斯-阿尔德反应(协同反应)

本质:亲双烯试剂与双烯的1,4—加成环化物。

例如:

+

200℃

高压

1,3-丁二烯

乙烯

环己烯

双键移位

+

CHO

CHO

O

O

O

O

O

O

+

苯,100℃

5h

顺丁烯二酸酐1,2,5,6-四氢化苯二甲酸酐

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