第4章 炔烃.ppt

有机化学(理论篇)第4章炔烃4.1炔烃的同分异构和命名
4.2炔烃的结构
4.3炔烃的物理性质
4.4炔烃的化学性质
4.5乙炔的制备方法和用途掌握炔烃的命名及乙炔分子的结构特点；
了解炔烃的物理性质及其变化规律；
掌握炔烃的化学性质，如林德拉催化加氢、炔氢的反应、聚合反应等；
掌握炔烃的亲核加成反应；
了解乙炔的制备方法和用途。4.1炔烃的同分异构和命名4.1.1炔烃的同分异构
炔烃的异构包括碳链异构、叁键的位置异构。由于叁键对侧链位置的限制，其碳链异构体减少，加之炔烃没有顺反异构体，所以炔烃的异构体的数目要比碳数相同的烯烃少。戊烯有5个异构体，戊炔只有3个异构体。

4.1.2衍生物命名法
炔烃的衍生物命名法是把乙炔作为母体，其他炔烃作为乙炔的衍生物来命名。例如：4.1.3系统命名法
炔烃的系统命名法与烯烃相似，只是将烯改成炔。即以含有叁键的最长碳链为主链，编号从靠近叁键的一端开始。例如：4.2炔烃的结构杂化轨道理论认为，乙炔分子中的每个碳原子，各以一个2s轨道和一个2p轨道进行sp杂化。杂化过程如下：杂化后形成两个sp杂化轨道（含1/2s轨道和1/2p轨道成分），剩下两个未杂化的p轨道。两个sp杂化轨道之间的夹角为180°，每个碳原子还剩余两个未参与杂化的2p轨道与sp杂化轨道相互垂直，如图4-2和图4-3所示。乙炔碳原子的一个sp杂化轨道同氢原子的1s轨道形成碳氢σ键，另一个sp杂化轨道与相连的碳原子的sp杂化轨道形成碳碳σ键，组成直线结构的乙炔分子，如图4-4所示。未杂化的两个p轨道与另一个碳的两个p轨道相互平行，“肩并肩”地重叠，形成两个相互垂直的π键，如图4-5所示。4.3炔烃的物理性质4.4炔烃的化学性质4.4.1加成反应
一、催化加氢
与烯烃相似，在催化剂铂、钯或雷尼镍的催化下，炔烃也与氢加成。根据反应条件，既可以加上一分子氢，部分氢化生成烯烃；也可以加上两分子氢，完全氢化生成烷烃。例如：使C≡C叁键部分氢化生成C=C双键的方法是使用钝化了的催化剂。林德拉（Lindlar）催化剂即是这样一类催化剂，它由金属Pd沉积在CaCO3或BaSO4上，再用醋酸铅或喹啉处理，使钯部分失活，这样就降低了催化剂的活性。该催化剂的加成特点是：C≡C叁键只可加一分子H2得烯烃。分子中同时含有双键和叁键时，叁键首先加氢，因为叁键优先被吸附。例如：催化加氢反应的意义：
（1）实验室制备纯烷烃。
（2）工业上利用此反应可使粗汽油中的少量烯烃（易氧化、聚合）还原为烷烃，提高油品质量。
（3）提高乙烯纯度，如制备低压聚乙烯时，少量的炔烃使齐格勒-纳塔催化剂失活。
（4）根据被吸收的氢气的体积，测定分子中双键或叁键的数目。二、加成反应
1.加卤素
炔烃与卤素的加成也是分两步进行的。先加一分子氯或溴，生成二卤代烯，在过量的氯或溴的存在下，再进一步与一分子卤素加成，生成四卤代烷。如溴加成时，溴的红棕色消失，因此可以通过溴(或溴水)的褪色来检验炔烃。2.加卤化氢
炔烃与卤化氢的加成是亲电加成，加碘化氢最容易进行，加氯化氢则较难进行，一般要在催化剂存在下才能进行。在汞盐的催化作用下，乙炔与氯化氢在气相发生加成反应，生成氯乙烯。3.加HCN
乙炔与氢氰酸加成生成丙烯腈。丙烯腈是制备合成纤维和塑料的重要原料。4.加水
炔烃在汞催化剂（或铜、锌、镉等非汞催化剂）下加水，先生成一个很不稳定的烯醇，烯醇很快转变为稳定的羰基化合物（酮式结构）。这种异构现象称为酮醇互变异构。在室温下，以动态平衡同时存在且相互转化的构造异构体叫互变异构体，这种现象叫互变异构现象。5.加羧酸
在醋酸锌－活性炭催化下，乙炔可与醋酸在气相发生加成反应，生成醋酸乙烯酯。6.加醇
在碱性条件下，乙炔与甲醇发生加成反应，生成甲基乙烯基醚。4.4.2末端炔烃的酸性和炔化物
炔氢的酸性是相对于烷氢和烯氢而言。事实上，炔氢的酸性非常弱，甚至比乙醇还要弱。表4-2列出了几种有机物中氢原子的酸性。一、炔化钠的生成——炔烃的制法
由表4-2可知，乙炔的酸性强度比氨大很多。乙炔和RC≡C-H在液态氨中与氨基钠作用生成炔化钠。二、生成重金属炔化物
末端炔烃分子中的炔氢（以质子的形式）可被Ag+或Cu+取代生成炔银或炔亚铜。将乙炔通入硝酸银的氨溶液或氯化亚铜的氨溶液时，则分别生成白色的乙炔银沉淀和棕红色的乙炔亚铜沉淀。4.4.3氧化反应
炔烃对氧化剂的敏感性比烯烃差，即反应较慢。但仍然能被KMnO4氧化，使KMnO4紫色褪色，还原为褐色MnO2沉淀，同时叁键断裂生成羧酸；末端叁键碳氧化为CO2。
RC≡CH+KMnO4+KOHRCOOH+MnO2+K2CO3+H2O

KMnO4氧化反应可以用作炔烃鉴别反应：
(1）KMnO4紫色褪色，表明有不饱和键；
(2）根据羧酸的结构，推断原来炔烃的结构。4.4.4聚合