炔烃及二烯烃

有机化学之炔烃及二烯烃知识梳理，包括二烯烃的基本性质、共轭二烯烃的性质、共轭二烯烃的结构、炔烃的结构、炔烃的性质等等，适用于预习、复习的参照。

炔烃及二烯烃

• 炔烃的命名和和异构
  • 炔烃的命名
    • 炔烃的命名和烯烃相似，包含三键在内的最长碳链为主链，按主链的碳原子数命名为某炔，以取最小的为原则而置于名词前。在含有双键的炔烃命名时，一般先命名烯烃在命名炔烃优先烯烃的位数最小。
  • 炔烃的异构
    • 炔烃无顺反异构，异构现象是因为碳链的不同和三键的位置不同引起。
• 炔烃的结构
  • 碳碳三键，炔烃是sp杂化，乙炔是一个线形分子碳碳三键最短的原因是因为有两个π键的形成，和sp杂化轨道参与碳碳σ键的组成
• 炔烃的性质
  • 炔烃的物理性质
    • 炔烃的物理性质和烯烃基本类似，低级的炔烃在常温常压下是气体，但沸点比相同碳原子的烯烃略高，随着碳原子数的增多，他们的沸点也在升高。三键位于碳链的末端的炔烃和三键位于碳链中间的异构体相比较，前者具有更低的沸点。炔烃不溶于水，但易溶于有机溶剂，如石油醚，苯，乙醚，四氯化碳等。
  • 炔烃的化学性质
    • 1.三键碳原子上氢原子的活泼性（弱酸性）。与三键碳原子直接相连的氢原子性质比较活泼容易被某些金属原子取代。炔化钠和伯卤烷作用就得到了碳链增长的炔烃，这个反应是炔化物的烷基化反应
      • 炔烃的定性检验： 具有活泼氢原子的炔烃又容易和硝酸银的氨溶液或氯化铜的氨溶液发生作用生成炔化银白色沉淀或炔化亚铜的红色沉淀。
      • 三键碳的电负性比较强使他极化，具有弱酸性和可以被某些金属原子取代的原因。
    • 加成反应
      • 催化加氢
        • 一般的氢化催化剂，如铂等，在氢气过量的情况下，反应往往不容易停止在烯烃阶段，如果要得到烯烃常用的林德拉催化剂。
        • 催化加氢是炔烃分子的吸附在金属催化剂表面发生的，因此得到的是顺式加成产物。
      • 亲电加成
        • 和卤素的加成
          • 当分子中同时存在双键和三键时，首先在双键碳原子上发生卤素原子的加成，在低温缓慢的加入溴的条件下，三键可以不参与反应。这种叫选择性加成。
        • 和卤化氢的加成
          • 不对称炔烃的加成反应也按照马尔科夫尼科夫规则进行，但在光和过氧化物的存在下，炔烃和溴化氢的加成得到的是反马规则的产物。
      • 与水的加成
        • 必须在催化剂硫酸汞和稀硫酸的存在下才发生加成，烯醇化物不稳定
    • 亲核加成
      • 与醇的加成，在碱的存在下，炔烃可以和醇发生加成反应
    • 氧化反应
      • 炔烃和氧化剂反应，往往可以使碳碳三键断裂，最后得到完全氧化的产物羧酸和二氧化碳。
    • 聚合反应
• 重要的炔烃—乙炔
  • 乙炔是最重要的炔烃，它不仅是一种有机合成的重要基本原料，而且又大量的用作高温氧炔焰的燃料。
  • 工业上的生产方法有碳化钙法生产乙炔，由天然气或石油生产乙炔。
  • 乙炔在氧气中燃烧所形成的氧炔焰的最高温度可达3000度，因此被广泛地用来熔接或切割金属。
  • 纯粹的乙炔无色无臭的气体
• 共轭二烯烃的结构
  • 以丁二烯为例，每个碳原子都是SP2杂化的，碳氢都是处在同一平面上的
• 天然橡胶和合成橡胶
  • 丁二烯和异戊二烯是合成橡胶工业上最重要的两种原料
• 效应
  • 超共轭效应
    • 与共轭效应不同的是，它涉及了σ轨道和π轨道的相互作用，这种作用比π键之间的轨道要弱得多。
  • 共轭效应
    • 分子中键的离域及由之而来的键长的改变，能量的降低或稳定性的增加，也可以叫做π-π共轭效应。
• 共轭二烯烃的性质
  • 物理性质与烷烃烯烃相似
  • 化学性质
    • 1,2加成，1,4加成
      • 共轭二烯烃和卤素，氢卤酸都容易发生亲电加成，1,2加成是动力学，低温有利，1,4加成是热力学，高温有利。
    • 双烯合成
      • 共轭二烯烃可以和某些具有碳碳双键的不饱和化合物进行1,4加成反应生成环状化合物，这个反应叫做双烯合成反应
      • 吸电子基团p83页，可以更容易发生反应。
    • 聚合反应
      • 在催化剂的存在下，共轭二烯烃可以聚合为高分子化合物
• 二烯烃的基本性质
  • 通式CnH2n-2
  • 分类：累积二烯烃，共轭二烯烃，隔离二烯烃