教学要求及教学内容提纲1.掌握烯烃的结构特征、通式和命名2.理解烯烃的同分异构现象3.了解烯烃的物理、化学性质重点与难点:重点:1.烯烃的结构特征:π键的形成和特点;顺反异构的构型标记及次序规则2.烯烃的化学性质难点:烯烃的结构特征教学实施手段:讲授、讨论、提问、讲评推荐参考书及预复习任务:参考书参考书:《药用有机化学》郭扬主编,第一版,中国医药科技出版社复习总结新课重点、难点内容1.烯烃的定义2.烯烃的分类3.烯烃的异构现象:构造异构(碳链异构,位置异构);立体异构(顺反异构)4.烯烃的性质:加成、氧化、聚合反应教学过程【引言】:复习上节课的内容;由烷烃的结构、命名、性质导入新课,并引入不饱和烃的概念。
【教师】:如果烃分子中只有单键,则叫做饱和烃,饱和链烃称为烷烃,烷就是“完”全的意思,分子内只有单键且成链状。
如果各键没有被氢原子占满,富余的键会和其他碳原子组成双键或三键,就是不饱和烃。
不饱和烃中有双键的叫“烯”,是氢原子“稀”少的意思;有三键的为“炔”,是氢原子“缺”乏的意思。
除此之外还有芳香烃,例如“苯”。
不饱和烃的双键和三键不太牢固,比较容易断裂,容易发生化学反应。
{分类见教材25页} 【板书】:第一节 烯烃 【教师】:烯烃是指分子中含有碳碳双键C=C 键的不饱和烃,根据含有碳碳双键的数目又可分为单烯烃、二烯烃和多烯烃。
如果不加说明,通常所说的烯烃是指含有一个碳碳双键的单烯烃。
在单烯烃分子中,含有一个碳碳双键,所以它比相同碳数的烷烃少两个氢原子,单烯烃的通式为CnH2n 。
【板书】:(一):烯烃的结构 【教师】:最简单的烯烃是乙烯。
医药上,乙烯与氧的化合物可以作为麻醉剂。
以乙烯为例,介绍烯烃的结构特征。
HHH C C双键基团是烯烃分子中的官能团,具有反应活性。
双键的表示方法:双键一般用两条短线来表示,如:C=C , 【教师】:现代物理方法研究表明:乙烯分子中的碳碳双键的键能为610kJ.mol -1,键长为134pm ,而乙烷分子中碳碳单键的键能为345kJ.mol -1,键长为154pm 。
比较可知,双键并不是单键的简单的加合。
【教师】:乙烯分子中,两个碳原子和四个氢原子都在一个平面上,即乙烯分子为平面分子。
【板书】:展示乙烯的分子结构{PPT 有动态版}【板书】:烯烃的命名【教师】:烯烃的系统命名法与烷烃相似,但由于烯烃分子中含有碳碳双键,比烷烃的命名复杂,其命名原则如下:1)以含双键的最长碳链为主链,命名为某烯,十个碳以上的烯烃称某碳烯,如十一碳烯。
2)编号:从近双键的一端开始编号。
若双键正好在中间,则主链编号从靠近取代基的一段开始。
即首先考虑双键具有最低位次,然后考虑取代基具有最低位次。
3)双键的位次写于母体名称之前,加一短线: n-某烯4)取代基位次及名称写于母体名称之前,表示方式跟烷烃相同。
【图示】:H2C CH2CH3CH2CH2CH3C H3C C H C H CC H3C H32-乙基-1-戊烷 4, 4-二甲基-2-戊烷【板书】:烯烃的异构现象【教师】:烯烃具有双键,其异构现象较烷烃复杂,主要包括“碳链异构”,双键位置不同引起的(官能团)“位置异构”,及双键两侧的基团在空间的位置不同引起的顺反异构“(立体异构)”。
碳链异构和位置异构为构造异构;顺反异构为立体异构。
【图示】:碳链异构;位置异构(I)与(Ⅱ)则是双键位置异构,(I)与(Ⅲ)是碳链异构【板书】:顺反异构【教师】:顺反异构的定义:分子的构造相同,原子或基团在π键平面两边排列方式不同产生的异构现象,称为顺反(几何)异构现象。
两个相同的基团排列在双键同侧的称为顺式构型,而两个相同的基团分别排列在双键异侧的称为反式异构。
产生的原因:碳碳双键不能自由旋转条件:当两个双键的每个碳上所带有的两个基团都不同时,有顺反异构现象。
【图示】:【板书】:药物中的顺反异构体【教师】:化学与药物:药物中的顺反异构体具有不同的生理活性(I)雌激素类药物中,合成的己烯雌酚,反式异构体生理活性较大,顺式则很低;(II)维生素A的结构中具有四个双键,全部是反式结构;(III)具有降血脂作用的亚油酸和花生四烯酸则全部为顺式结构。
【板书】:烯烃的性质【教师】:烯烃的物理性质(自学)【教师】:烯烃的化学性质烯烃的化学性质比较活泼。
这是因为结构决定性质。
在烯烃分子中,官能团是碳碳双键,碳碳双键是由一个σ键和一个π键组成的。
π键重叠程度比σ键小,不如σ键稳定,比较容易破裂;而且电子云密度较高,容易受缺电子试剂进攻。
因此,烯烃可以发生加成、氧化、聚合反应。
烯烃的特征反应都发生在官能团 C=C 和α-H 上。
(一):加成反应加成反应是烯烃的主要性质之一。
(1):催化加氢2CH 2RH2+Ni or Pt RCH CHR定义:烯烃与氢在催化剂(Pt,Pd,Ni )存在的条件下发生加成反应,生成相应的饱和烷烃。
用途:定量分子中双键的数目。
由于该反应能够定量的完成,可以根据反应吸收氢的量来确定分子中双键的数目。
(2)亲电加成反应定义:由亲电试剂进攻所引起的加成反应。
亲电试剂:相对缺电子的试剂,如X2, H+, 碳正离子C+等。
1)加卤素烯烃容易与卤素发生反应,是制备邻二卤代烷的主要方法:CH2=CH2+X2→CH2X CH2X(I) 应用:这个反应在室温下就能迅速反应,实验室用它鉴别烯烃的存在(溴的四氯化碳溶液是红棕色,溴消耗后变成无色)。
(II) 不同的卤素反应活性规律:氟反应激烈,不易控制;碘是可逆反应,平衡偏向烯烃边;常用的卤素是Cl2和Br2,且反应活性:F2>Cl2>Br2>I2(常见加Cl2和Br2)。
(III) 烯烃与溴反应得到的是反式加成产物,产物是外消旋体。
2)加卤化氢定义:烯烃与卤化氢发生反应,生成卤代烷。
X C C HXC C +(X = Cl, Br, I; 活性: HI > HBr > HCl )举例:o对于结构不对称的烯烃,与卤化氢加成时就有两种情况,加成产物也有两种: 2-溴丙烷(主);1-溴丙烷(次)。
马氏规则:俄国化学家马尔可夫尼可夫(Markovnikov )于1896年总结出的规律。
在不对称烯烃的亲电加成反应中,加成试剂的正性基团将加到烯烃双键含氢较多的碳原子上。
不对称烯烃与卤化氢进行加成反应时,氢原子总是加在含氢较多的双键碳原子上,卤原子(或其它原子或原子团)则加在含氢较少的或不含氢双键碳原子上。
反马氏规则:定义:当反应条件改变时,就可能出现反马氏规则的现象。
在少量过氧化物存在的情况下,HBr 与不对称烯烃加成违反马氏规则,加成的主要产物是1-溴丙烷。
+C CH CH 3CH 3 CH CH 2CH 3BrH 2O 2条件:过氧化物和HBr ,这两者缺一不可。
其他的HX 都不能够发生这类反应,这是需要注意的地方。
过氧化物效应:由于过氧化物的存在,改变了加成反应的历程,这种现象称为过氧化物效应。
3)加H2SO4定义:将乙烯通入冷浓硫酸时,生成酸式硫酸酯(烷基硫酸),产物可以溶于硫酸中。
H OSO 3H R CH CH 2R CH CH3OSO 3HR CH CH 3H 2O+H 2SO 4即:R CH CH 3OH R CH CH 22应用:去除烷烃中的烯烃。
烷烃不与硫酸反应,当烷烃中混有烯烃时,可用此法除去混在烷烃中的烯烃。
烯烃与硫酸反应的产物溶于硫酸中,处在下层的位置。
而不反应的烷烃处在上层。
4)加水定义:在酸(硫酸或磷酸)催化下,烯烃与水直接加成生成醇。
H CH 2CH 3H +H 2OCH CH 2CH 3OH CH CH 2CH 3OH 主要产物+H H次要产物(二)氧化反应烯烃的氧化反应,发生在碳碳双键上,氧化产物主要决定于氧化剂的种类和反应条件。
(1) 空气催化氧化 烯烃在银(掺杂少量的CaO,BaO 等提高活性)的催化下,能够被空气中的氧直接氧化,双键中的π键打开,生成环氧乙烷。
工业上常用这种方法生产环氧乙烷。
2+AgCH 2 CH 2CH 2 CH 2O200 300 ~℃ 环氧化反应:烯烃在试剂的作用下,生成环氧化物的反应。
(2) 被高锰酸钾氧化1) 在低温,中性或稀碱条件下和高锰酸钾作用,生成顺式邻二醇,这种反应又称为羟基化反应。
4MnO 2++RCH CHR OH OHRCH CHR O, H 2OH -应用:双键的定性检验。
随着反应的进行,高锰酸钾溶液的紫色褪去,并生成褐色的二氧化锰沉淀,反应现象十分明显,易于观察,常用于不饱和烃的鉴别。
2) 与酸性高锰酸钾溶液作用时,碳碳双键中的π键打开,σ键也可断裂。
碳链在双键处断裂,生成羧酸或酮。
同时,高锰酸钾溶液的紫色褪去。
双键断裂时,由于双键碳原子连接的烃基不同,氧化产物也不同。
丙酮 乙酸3CH 2COOH C +KMnO 4H+CH 3CH 2CH CH 2应用:a :鉴别烯烃b :可通过反应产物的结构,推导出原烯烃的结构 (三):聚合反应定义:在一定的条件下,烯烃分子中的π键断裂,发生同类分子间的加成反应,生成高分子化合物(聚合物),这种类型的聚合反应称为加成聚合反应,简称聚合反应。
举例:乙烯在高压下聚合,生成高压聚乙烯(分子量2000-40000)聚乙烯n H 2C= CH 22CH TiCl -Al(C H )4-Al(C 2H 5)3()n CH CH 2CH 3n CH 3 CH CH 2概念:单体:能聚合成高分子的低分子化合物; 链节:组成高分子链的重复结构单元;聚合度:高分子所含链节的数目,用符号n 来表示。
复习总结新课重点、难点内容{参见教材49页}1.烯烃的定义 2. 烯烃的分类3. 烯烃的异构现象:构造异构(碳链异构,位置异构);立体异构(顺反异构)4.烯烃的性质:加成、氧化、聚合反应板书第二章不饱和烃第一节烯烃一:烯烃的结构烯烃的官能团乙烯的分子结构二:烯烃的命名三:烯烃的异构现象构造异构:碳链异构、位置异构立体异构:顺反异构药物中的顺反异构四:烯烃的性质(一)物理性质(自学)(二)化学性质1:加成反应(1)催化加氢(2)亲电加成反应1)加卤素:应用;反应规律2)加卤化氢3)马氏规则与反马氏规则(3)加H2SO4定义应用(4)加水2:氧化反应(1)空气催化氧化环氧化反应的定义(2)被高锰酸钾氧化条件1:低温、中性或稀酸生成顺式邻二醇羟基化反应的定义条件2:酸性产物不同应用3:聚合反应聚合反应的定义一些概念:单体、链节、聚合度。