西安科技大学：《有机化学》课程电子教案（PPT教学课件）第三章 烯烃（alkenes）

第三章烯烃(alkenes) 一烯烃的结构 官能团：C=C(兀O键)； =Csp;五个0键在同一个 平面上； 兀电子云分布在平 面的上下方。 o*MO C-C C-C 键能kJmoF1 346 610 π*MO E 键长/nm 0.154 0.134 元 MO 元键键能：264kJ/mol 顺、反异构体转化活化能： MO >264kJ/mol

第三章 烯烃（alkenes） 一. 烯烃的结构  官能团： C=C（πσ键）； =Csp2; 五个σ键在同一个 平面上；π电子云分布在平 面的上下方。 E * MO * MO  MO  MO 键能/kJmol -1 346 610 C-C C=C 键长/nm 0.154 0.134 键键能：264kJ/mol 顺、反异构体转化活化能： >264kJ/mol

π键使C-C键旋转受阻。与双键碳相连的基团或原子在空间 有固定的排列。顺反异构。 二.命名和异构 1.IUPAC命名法 1)选择含双键最长的碳链为主链；2)近双键端开始编号： 3)将双键位号写在母体名称之前。 CH2 CH CH2CH3 CH3CH2CHCH2CH2CH3 3-乙基1-己烯 4-乙基环己烯 CH2=CH- CH2=CHCH2- CH3CH=CH- 乙烯基 烯丙基 丙烯基

 键使C-C键旋转受阻。与双键碳相连的基团或原子在空间 有固定的排列。顺反异构。 二. 命名和异构 1. IUPAC命名法 1）选择含双键最长的碳链为主链； 2）近双键端开始编号： 3）将双键位号写在母体名称之前。 CH2CH3 CH3CH2CHCH2CH2CH3 CH CH2 3-乙基-1-己烯 4-乙基环己烯 CH2=CH CH2=CHCH2 CH3CH=CH 乙烯基 烯丙基 丙烯基

2.顺反异构体的命名和Z、E标记法 顺式：双键碳原子上两个相同的原子或基团处于双键同侧。 反式：双键碳原子上两个相同的原子或基团处于双键反侧。 CH CH2CH3 CH2CH3 CH3 顺-2-戊烯 反-2-戊烯 Z式：双键碳原子上两个较优基团或原子处于双键同侧。 E式： 双键碳原子上两个较优基团或原子处于双键异侧。 (优)CH3 CH2CH3(优) CH3 CH(CH3)2(优) C-C H CH3 (优)CH3CH2 CH2CH2CH3 (亿-3-甲基-2-戊烯 (E)-3-甲基-4-异丙基3-庚烯

2. 顺反异构体的命名和 Z、E标记法 顺式：双键碳原子上两个相同的原子或基团处于双键同侧。 反式：双键碳原子上两个相同的原子或基团处于双键反侧。 C C CH3 CH2CH3 H H C C H CH2CH3 CH3 H 顺-2-戊烯 反-2-戊烯 Z式：双键碳原子上两个较优基团或原子处于双键同侧。 E式：双键碳原子上两个较优基团或原子处于双键异侧。 C C (优)CH3 H CH2CH3(优) CH3 C C CH3 (优)CH3CH2 CH(CH3)2(优) CH2CH2CH3 (Z)- 3-甲基-2-戊烯 (E)- 3-甲基-4-异丙基-3-庚烯

CH3 1.化合物CH3CH2C-CCH2CH3 有无顺反异构？ 讨 C2Hs 2.命名化合物：1) CH3 CH3 论 Br 2） CHCc=C CH3 CI H CH2CH2CCH3 三.物理性质 顺反异构体，因几何形状（结构）不同，物理性质不同。 电负性：S>SP>SP2>SP3

讨 论 CH3CH2C=CCH2CH3 C2H5 CH3 1. 化合物 有无顺反异构？ 2. 命名化合物: 1) C C CH3 CH3 Br C=C CH3CH2 Cl CH3 CH2CH2CCH3 2) Cl H H 三. 物理性质 顺反异构体，因几何形状（结构）不同，物理性质不同。 电负性：S > SP > SP 2 > SP 3

CH XCH3 XCH3 H u=0.33D(bp3.7C) u=0(bp0.9oC） 试比较烯烃几何异构体的稳定性。 CH3 CH3 H CH3 C二 C=0 H H CH3 H △H /kJ.mo1 -7.9 -12.5 R2C=CR2>R2C=CHR>R2C=CH2>RCH=CHR>RCH=CH2>CH2=CH2 双键碳上烷基越多的烯烃越稳定

C C CH3 CH3 H H C C H CH3 CH3 H =0.33D ( bp 3.7oC ) =0 ( bp 0.9oC ) 试比较烯烃几何异构体的稳定性。 C C CH3 CH3 H H C C H CH3 CH3 H  Hf /kJ•mol -1 -7.9 -12.5 R2C=CR2 > R2C=CHR > R2C=CH2 > RCH=CHR > RCH=CH2 > CH2=CH2 双键碳上烷基越多的烯烃越稳定

四.化学反应 1.加成反应 1)催化加氢 CH3 CH3 +H2 pt H +D2 CH: CH3 H3C CH3 顺式加成，定量完成；从位阻小的一面进行。 ● 烯烃的不对称氢化反应 COOH COOH H2/BINAP-Rh NHCOCH5 NHCOCH5

四. 化学反应 1. 加成反应 1）催化加氢 CH3 CH3 + H2 pt H H H3C CH3 CH3 + D2 pt D D CH3 顺式加成，定量完成；从位阻小的一面进行。 • 烯烃的不对称氢化反应 COOH NHCOC6H5 H2 / BINAP-Rh COOH NHCOC6H5

手性催化剂 ph2 2)亲电加成 缺电子试剂对富电子碳碳双键的进攻，二步。 E:Nu slow :Nu 亲电试剂 亲核试剂 亲电试剂：本身缺少一对电子，又有能力从反应中得到电子 形成共价键的试剂。例：H+、Br+、lewis酸等

2）亲电加成 缺电子试剂对富电子碳碳双键的进攻，二步。 C C E Nu slow + C C E Nu - fast C C E Nu 亲电试剂 亲核试剂 + 亲电试剂：本身缺少一对电子, 又有能力从反应中得到电子 形成共价键的试剂。 例：H+ 、Br + 、lewis酸等。 P P Rh L L + ClO4 手性催化剂 - ph2 ph2

反应分两步进行： 第一步，亲电试剂对双键进攻形成碳正离子。 第二步，亲核试剂与碳正离子中间体结合，形成加成产物。 控制整个反应速率的第一步反应（慢），由亲电试剂进攻而 引起，故此反应称亲电加成反应。 a.与卤素加成 Br +Br2 B CH3 Br CH CH3 反应机制（下）

反应分两步进行： 第一步，亲电试剂对双键进攻形成碳正离子 。 第二步，亲核试剂与碳正离子中间体结合，形成加成产物。 控制整个反应速率的第一步反应（慢），由亲电试剂进攻而 引起，故此反应称亲电加成反应。 a. 与卤素加成 + Br2 Br Br CH3 CH3 + Br2 CH3 Br Br CH3 反应机制（下）

step 1 -Br2 slow + ::速率控制步骤 fast step 2 r 反式加成产物 ·加成是亲电的： CH2=CH2 CH3CH=CH2 (CH3)2C=CHCH3 (CH3)2C=C(CH3)2 CH2=CHBr 1 2 10.4 14 0.04 ·烷基是给电子基。 ·双键上电子云密度增大，反应速率加快

速率控制步骤 反式加成产物 C C Br2 slow C C Br + + Br step 1 + - step 2 C C Br + + Br - fast C C Br Br  加成是亲电的： CH2=CH2 CH3CH=CH2 (CH3)2C=CHCH3 (CH3)2C=C(CH3)2 CH2=CHBr 1 2 10.4 14 0.04 • 烷基是给电子基。 • 双键上电子云密度增大, 反应速率加快

加成分步进行，第一步（亲电加成）决定反应速率。 CH2=CH2 Br2 NaCI-H CH2-CH2+CH2-CH2 CH2-CH2 BrBrBr OH Br Cl 。反应经历溴鎓离子、反式加成。 Br H3( Br2 :Br: CH3 CH3 CH3 CH3 B CH3 Br H (R) H Br (S) H Br (R) Br- H (S) CH3 CH3 dl-

 加成分步进行, 第一步(亲电加成)决定反应速率。 CH2=CH2 + Br2 NaCl-H2O CH2 CH2 Br Br + CH2 CH2 Br OH + CH2 CH2 Br Cl  反应经历溴鎓离子、反式加成。 C C H CH3 H CH3 Br2 C C H H H3C CH3 Br + Br - C Br C Br CH3 H H H3C C Br C Br H CH3 H CH3 CH3 CH3 Br CH3 CH3 H Br Br H Br H (R) H (R) (S) (S) dl-