2.10 不饱和烃的加氢反应在线视频

同学们好

本次课

我们将讨论烯烃

炔烃

环烷烃

等不饱和烃的加氢问题

首先

讨论烯烃的催化加氢

在金属催化剂的作用下

烯烃与氢气

加成生成烷烃

称之为催化氢化

在有机化学上

像烯烃这样

对底物

或加氢

或去氧

或加氢同时去氧的反应

也叫做还原反应

相反

则谓之氧化反应

催化加氢的机理

还不完全清楚

通常认为

氢被吸附在金属的表面

烯烃通过π轨道与金属络合

然后加氢

所以

烯烃催化加氢的立体化学特征是

顺式加成

烯烃的

第二种加氢方式是

硼氢化-还原加氢

该反应

又可分为两个阶段

第一个阶段

是烯烃的硼氢化过程

第二个阶段

是烷基硼的酸解过程

先讨论第一个阶段

烯烃的硼氢化过程

就电负性而言

氢是2.1

硼是2.0

氢的电负性

相对比较大

乙硼烷的硼原子

加在含氢比较多的双键碳原子上

符合马氏规则

也有人认为

硼氢化反应的方向

由立体因素来决定

硼烷

与不对称的烯烃加成的时候

硼原子主要加在

位阻小的

含氢比较多的

双键碳原子上

乙硼烷对烯烃

硼氢化反应的机理

就是乙硼烷中电负性小

带部分正电荷的硼

接近空阻小

π电子密度高的

双键碳原子

然后

乙硼烷中

电负性大

带部分负电荷的“负氢”

接近空阻大

有正电倾向的双键碳原子

于是

形成一个

四元环状的过渡态

最后

硼-氢键断裂

得到烷基硼

在烯烃足量的条件下

乙硼烷

对烯烃的硼氢化反应

最终得到三烷基硼

烯烃的硼氢化-还原反应的

第二阶段是

烷基硼的酸解问题

烯烃

与乙硼烷反应

得到的烷基硼

与羧酸作用

生成烷烃的反应

叫做烯烃的硼氢化-还原反应

该过程

要经过一个

六元环状的过渡态

实现羧羟基氢

对硼原子的最终置换

炔烃的加氢

分三种情况来讨论

其一

简单的金属催化氢化

其二

Lindlar催化剂

作用下的催化加氢

其三

活泼金属与供质子剂

体系对炔烃的加氢

下面分别进行讨论

首先是第一种情况

炔烃的催化氢化

催化加氢的时候

炔烃的活性大于烯烃

第二

炔烃在Lindlar催化剂

作用下催化加氢

Lindlar催化剂

其实就是沉淀在硫酸钡

或者碳酸钙上的钯

并且用醋酸铅

或者喹啉

降低其催化活性

Lindlar催化剂作用下

对炔烃的加氢

本质上

还是金属催化加氢

只是降低催化剂活性

到了只加氢碳碳三键

而不加氢碳碳双键的理想位点

所以

主产物还是顺式加氢的烯烃

第三种情况

就是活泼金属与供质子剂体系

对炔烃加氢

常见的有钠

和液氨体系

以及锂和液氨体系

钠或者锂

在液氨中还原炔烃

主要得到

反式加氢的烯烃

它的机理是这样的

活泼金属与液氨体系

对炔烃加氢的时候

先从活泼金属

获得一个电子

形成一个

为了尽可能减小电荷排斥

而成反向直线型的负离子自由基

该负离子自由基

又从供质子剂

液氨中获得一个质子

形成自由基

该自由基呢

又从活泼金属

获得一个电子

形成乙烯型的碳负离子

然后

再获取质子

最终得到了反式的烯烃

本次课的最后一类

不饱和烃的加氢

是脂环烃的催化加氢

环丙烷

环丁烷

甚至环戊烷

等小环烷烃

不仅能发生亲电加成

在加热条件下

也能发生催化加氢而开环

环己烷

及以上的环烷烃

一般不发生加氢反应

环丙烷

环丁烷

在催化剂作用下与氢作用

环破裂加氢

生成开链烷烃

反应的活性

和环的大小有关

环戊烷

要用活性更高的

催化剂铂

并在比较高的温度下

才能加氢

变成开链烷烃

环己烷

则很难发生加氢反应

本次课的内容

到此结束

同学们再见