烯烃和炔烃

烯烃和炔烃思维导图：包含含碳碳三键的碳氢化合物称为炔烃，碳原子sp杂化，物理性质与烯烃相似，常温下，乙炔、丙炔、1-丁炔为气体等等

烯烃和炔烃

• 炔烃
  • 结构
    • 含碳碳三键的碳氢化合物称为炔烃，碳原子sp杂化
  • 异构现象和命名
    • 异构
      • 无顺反异构现象，三键碳原子处不能形成支链
    • 命名
      • 系统命名法与烯烃相似
      • 当化合物同时含有双键和三键时，若双键和三键距离碳链末端的位置不同，应该从靠近不饱和键的一侧编号
      • 若双键和三键距离碳链末端的位置相同，则按先烯后炔的顺序编号
  • 物理性质
    • 物理性质与烯烃相似，常温下，乙炔、丙炔、1-丁炔为气体
    • 难溶于水，易溶于丙酮、石油醚及苯等有机溶剂
  • 化学性质
    • 酸性
      • 炔烃中与三键碳原子连接的氢原子具有弱酸性，可以被一些金属离子取代
    • 加成反应
      • 催化加氢
        • 在铂或钯等催化剂存在下，炔烃可以发生加氢反应，直接生成烷烃
      • 与卤素加成
        • 有时需要催化剂反应才能发生
        • 炔烃可使溴的四氯化碳溶液褪色，速率比烯烃慢
        • 控制卤素用量可使碳碳双键优先加成
      • 与卤化氢加成
        • 反应分两步，首先加一分子HX生成卤代烯烃，继续加HX生成二卤代烃
        • 第一步生成的产物的反应活性比烯烃低，控制反应条件可使反应停留在第一步
      • 与水加成
        • 首先生成烯醇，然后异构化为更稳定的羟基化合物
    • 氧化反应
      • 在高锰酸钾等氧化剂的作用下可发生断裂，生成羧酸，二氧化碳等产物
      • 可用于检验炔烃；根据生成产物的种类和结构推断炔烃的结构
• 烯烃
  • 结构
    • 烯烃是分子中含有碳碳双键的碳氢化合物，通式为CnH2n
    • 烯烃的碳原子发生sp²杂化
    • 碳碳双键不能自由旋转
  • 异构现象和命名
    • 异构现象
      • 构造异构
      • 顺反异构
        • 原因：烯烃分子中存在着限制碳原子自由旋转的双键，当双键碳原子上分别连接着原子或基团时，这些原子或基团在双键碳原子上就有着不同的空间排列方式，即存在着与环烷烃类似的顺反异构现象
        • 条件：①分子中存在着限制碳原子自由旋转的因素，如双键或环②不能自由旋转的原子上各连接2个不相同的原子或者基团
    • 命名
      • 普通命名法
      • 系统命名法
        • 选母体和编号时要以C=C为准
      • 顺反异构的命名
        • 若两个双键碳原子所连原子或基团彼此有相同者，在同一侧称为顺式构型，在相反的一侧称为反式构型
        • 在含多个双键的化合物中，主链的编号有选择时，则应从顺型双键的一端开始
        • Z-E构型命名法
          • 先定出每个双键碳上所连的两个原子或基团的先后次序，若两个优先基处在双键的同侧，称为Z型，反侧称为E型
  • 物理性质
    • 烯烃的熔点和沸点随碳原子数的增加而升高
    • 顺式异构体的沸点比反式高；反式异构体的熔点比顺式高
  • 化学性质
    • 亲电加成反应
      • 加卤素
        • 检验烯烃，将烯烃通入溴的四氯化碳溶液中，溴的红棕色立即消失
        • 活性次序：氟>氯>溴>碘
      • 加卤化氢
        • 烯烃与卤化氢发生亲电加成反应生成一卤代烃
      • 加硫酸
        • 烯烃与稀硫酸在低温（0°左右）混合，即可生成加成产物烷基硫酸氢酯，烷基硫酸氢酯在水的环境下加热可以水解生成醇
      • 加水
        • 通常烯烃不易与水反应，在硫酸等强酸的存在下，可与水加成生成醇
        • 烷烃与硫酸一般不作用，可用此法除去烷烯混合物中的烯烃
      • 马尔可夫尼可夫规则
        • 不对称烯烃与不对称试剂的加成，氢主要加到含氢较多的双键碳原子上
    • 催化加氢
      • 烯烃与氢发生加成反应，生成相应的烷烃
      • 用途：将汽油中的烯烃转化为烷烃；不饱和油脂的加氢；用于烯烃的化学分析
    • 自由基加成反应
      • 当不对称烯烃与HBr加成时，如存在少量过氧化物，将主要得到反马尔可夫尼可夫规则的产物
      • 反应经过链引发、链增长、链终止
    • 氧化反应
      • 高锰酸钾氧化
        • 烯烃与中型（碱性）高锰酸钾的冷溶液反应，紫红色褪去，生成褐色的MnO₂沉淀，可用来鉴别分子中是否存在不饱和键
        • 烯烃与酸性高锰酸钾或者加热，溶液褪色，最终生成酮、羧酸、CO₂或它们的混合物
      • 臭氧氧化
        • 将含有臭氧的氧气在低温下通入液态烯烃或烯烃的非水溶液，臭氧能迅速而且定 量地与烯烃反应生成臭氧化物，并进一步水解为醛或酮以及过氧化氢。
        • 根据臭氧化物还原水解的产物来推断烯烃的结构；用于从烯烃制备某些醛或酮
      • 环氧化反应
        • 烯烃与过氧酸作用，可被氧化为环氧化合物
        • 环氧化合物的性质活泼
  • 共轭烯烃
    • 分类
      • 聚集二烯；隔离二烯；共轭二烯
    • 共轭二烯的结构
      • 大Π键（共轭Π键）
      • 键长平均化，C2-C3有部分双键的性质
      • 共轭体系能量降低，分子稳定性增强
      • 共轭效应
        • 斥电子共轭效应；吸电子共轭效应
        • 交替极化，远程作用
    • 共轭体系类型
      • Π-Π共轭；p-Π共轭；ɑ-p超共轭；ɑ-Π超共轭
    • 性质
      • 具有单烯烃的化学性质，还能发生一些特殊的反应
      • 低温下，1，2-加成产物占优势，40°C时反应，1，4-加成产物占优势
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