当前课程知识点:有机化学 > 第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃 > 3.3 炔烃的化学反应 > 3.3.4 氧化还原反应及炔烃的聚合
对于碳碳三键来说另外一个重要的反应
就是它的还原反应
还原反应可以把碳碳三键
还原成碳碳双键 还原成烯烃
也可以把它还原成含有碳碳单键的结构
也就是烷烃的结构
我们首先看一下最常见的还原条件
就是催化氢化的还原条件
如果我们不控制催化剂的活性
就是用比较强的催化剂
比如说一些贵金属
那么利用贵金属的一个比较有效的催化
在这个基础上我们来进行一个加氢反应
那么最后的反应结果
是得到碳碳单键的结构
也就是说把它彻底还原了
如果我们用一些特殊的催化剂
比如说像Lindlar催化剂
这个催化剂不是用纯的钯
而是把钯附着在碳酸钙
以及少量的氧化铅上面
或者以硫酸钡作为载体的这种钯催化剂
也就是它把钯的反应
催化活性稍微进行了降低
那么最后这种情况下
发生催化加氢的结果
是得到含有碳碳双键的结构
也就是说它不是彻底地还原
这里有一点要提醒大家
在这种非均相催化剂的催化下
它的一个催化加氢的过程是一个顺式过程
也就是说两个氢原子
是加在同一侧上
那么生成的烯烃是这种顺式的烯烃
这是第一种情况
利用催化氢化的条件
来碳碳三键或者炔烃把它还原
而另外一种很常见的
能够还原炔烃的一种方法
就是用碱金属及液氨
这么一个反应体系来还原
这个体系发生还原的产物
是含有碳碳双键的产物
而这个产物中间的最后加上去的
两个氢原子是在碳碳双键的两侧
也就是说最后得到一个反式的
一个还原的产物
之所以得到反式还原产物
我们可以从反应的机理中间得到一个解答
我们首先看一下
在反应过程中间首先是
这个金属钠和液氨在一起发生反应
也就是说金属钠是一个很容易电离的
一个很活泼的金属
它会电离出电子来
这个电子马上被液氨所溶剂化
得到一个氨合电子
这个氨合电子是一个蓝色的溶液
它基本上氨合电子它和金属种类无关
实际上就是这种一个氨合电子的
一个体系的一个颜色
这个体系有很强的电导率
也有很强的顺磁性
那么发生反应的时候
实际上就是利用这个氨合电子
来给碳碳三键 来给它给电子
好 那么在给电子的过程中间
首先是这个电子和碳碳三键中间
其中的一个π键的电子配对
因为π键的反应活性最强
先和π键中间的一个电子配对
那么它就变成负离子
剩下一个电子就没有配对了
那么就变成了一个自由基
实际上也就是说
这个含有碳碳三键的炔烃结构
和氨合电子结合了以后
先得到了一个自由基负离子
我们也叫离子基
这个离子基马上
会从体系中间的氨中间夺取一个氢
把这个自由基的负电荷中和掉
得到了一个自由基
好 这个自由基还会从体系中间
进一步得到第二个电子
得到第二个电子一个重要目的
就是让这个没有配对的这个自由基
这个电子配对
那么它从自由基又变成了负离子
好 那么这个负离子它的稳定性是比较强
它通常处于比较稳定的一个构型
是这两个取代基处于反型的结构
那么在这个以这个反型的结构为基础
负离子再从体系中间夺取一个氢
那么最后得到的还原的这个烯烃
也就是碳碳双键的结构中间
两个取代基是处于反型的
所以也就是说
在碱金属液氨还原的条件下
最后得到的是一个反式的烯烃的产物
好 这就是我们所提到的
关于炔烃的还原反应
关于炔烃的氧化反应来说比较简单
常用的氧化剂包括像臭氧
包括像高锰酸钾
得到的产物通常是把碳碳三键彻底打断
左边的结构片断得到的是一分子的羧酸
而右边这个结构片断
又得到了另外一分子羧酸
所以它氧化产物的规律性比较强
我们可以用在它的结构推导上
这是关于它的氧化反应
关于炔烃的最后一个反应是聚合反应
炔烃的聚合反应
不像烯烃的聚合反应那么典型
烯烃聚合反应通常会形成长链
而对于炔烃来说它的聚合反应比较少
比如说两分子的乙炔聚在一起
变成乙烯基乙炔
或者再和另外一分子
就是和三分子乙炔在一起聚合
得到一个二乙烯基乙炔这么一个产物
所以它不太容易形成更长的链
那么有时候三分子的乙炔在一起聚合
形成了一个苯的结构
那么最后得到相应的一些产物
大家好 我是来自清华大学化学系
基科23班的肖重旺
大家好 我是来自清华大学化学系
基科23班的肖立木
我们今天跟大家讨论一下
炔烃的化学反应特性
肖重旺 炔烃到底有什么样的化学反应呢
炔烃和烯烃相比
首先它们都含有一个不饱和键
所以它们都可能发生所谓的加成反应
但是不同的是炔烃中
碳碳三键中的碳采用的是sp杂化
那么这种杂化的方式它的s成分比较多
所以在炔烃中 在碳碳三键中
它的电子云就更加偏向于三键
因此和烯烃相比
它发生亲电加成反应的活性会更低
这样子
那我们从原来的学习我们知道
在烯烃中与sp2杂化的碳相连的氢
很难化学反应
那么在炔烃中它也很难发生化学反应吗
是这样的 因为炔烃中
sp杂化上的碳它所含的s成分比较多
所以在炔烃中碳碳三键上的碳
它的电负性会比sp2杂化上的碳更大
由于碳的电负性比较大
而且又因为炔烃中碳碳三键的
电子云更加密集
所以在碳上也能发生所谓的亲核加成反应
而这一点是烯烃所不具备的
这样 那像烯烃这种
含有不饱和键的化合物
我们知道它可以发生聚合反应
那炔烃可以发生聚合反应吗
当然也可以
在炔烃中最早发现的炔烃聚合反应
是所谓的聚乙炔
是一位叫白川英树的日本人
在做实验的时候偶然发现的
他也是第一个发现
有机高分子导电材料
而从此科学家就开发出越来越多的
能够导电的有机高分子材料
一门名为有机电子学的学科
也就这样出现了
而因此白川英树
也获得了2000年的诺贝尔化学奖
那我稍微总结一下
那就是说因烯烃中碳是sp2杂化
炔烃中碳是sp杂化
那么就导致两种分子的化学环境不同
因而导致性质有差异
都由于是有不好条件
所以性质有相同之处是吗
对 这个问题的关键
就在于炔烃中碳碳三键上的碳是sp杂化
而烯烃中是sp2杂化
所以我们在分析有机化合物性质的时候
需要从它的官能团入手
这样的话我们就会
得到一个很有规律的知识体系
以上是关于炔烃化学反应性质的介绍
谢谢大家
-1.1 概论
--1.1.1 引言
-1.2 有机化学基本知识
-第一章 绪论--1.2 有机化学基本知识
-1.3 有机化合物命名的基本原则
-第一章 绪论--1.3 有机化合物命名的基本原则
-1.4 酸碱理论
-第一章 绪论--第一章章节测试题
-2.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.1 引言
-2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--HW-第二章章节测试题
-3.1 不饱和烃的概述
-3.2. 烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.2. 烯烃的化学反应
-3.3 炔烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.3 炔烃的化学反应
-3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--HW-第三章章节测试题
-4.1 芳烃概论
--4.1 芳烃概论
-4.2 芳烃的分类和命名
-4.3 苯的物理性质
-4.4 苯的结构
-4.5 单环芳烃的化学性质
--4.5.5.6 Friedel-Crafts 烷基化反应
--4.5.5.7 Friedel-Crafts 酰基化反应
-4.6 芳环上亲电取代反应的定位效应
-4.7 稠环芳烃
-4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--HW-第四章章节测试题
-5.1 手性和对称性
-第五章 对映异构--5.1 手性和对称性
-5.2 含一个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.2 含一个不对称碳的化合物
-5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-5.4 环状手性化合物
-第五章 对映异构--5.4 环状手性化合物
-5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--HW-第五章章节测试题
-6.1 卤代烃的概述
--题目要求
-6.2 亲核取代反应
-第六章 卤代烃--6.2 亲核取代反应
-6.3 消除反应
-第六章 卤代烃--6.3 消除反应
-6.4 与金属的反应
-6.5 不饱和卤代烃
-第六章 卤代烃--HW-第六章章节测试题
-7.1 本章引言
-7.2 核磁共振谱
--7.2.2 核磁共振氢谱——7.2.2.4 氢谱的基本解析
-7.3 质谱
-7.4 红外光谱
--7.4.2 红外光谱与分子结构——7.4.2.1 特征官能团的红外吸收
-7.5 有机波谱综合解析
-第七章 波谱分析在有机化学中的应用--HW-第七章章节测试题
-8.1 引言
--8.1引言
-8.2 醇
-第八章 醇酚醚--8.2 醇
-8.3 酚
-第八章 醇酚醚--8.3 酚
-8.4 醚
-第八章 醇酚醚--8.4 醚
-第八章 醇酚醚--HW-第八章章节测试题
-9.1 引言
--9.1 引言
-第九章 醛和酮--9.1 引言
-9.2 醛、酮的物理性质
-第九章 醛和酮--9.2 醛、酮的物理性质
-9.3.1 醛、酮的反应概述
-9.3.2 醛、酮的亲核加成
-第九章 醛和酮--9.3.2 醛、酮的亲核加成
-9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-第九章 醛和酮--9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-第九章 醛和酮--9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-第九章 醛和酮--9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-9.5 醛、酮的制备
-第九章 醛和酮--HW-第九章章节测试
-10.1 概论
--10.1 概论
-10.2 羧酸的结构、分类和命名
-10.3 羧酸的物理性质和波谱特征
-10.4 羧酸的化学性质
-10.5 羧酸衍生物的结构与命名
-10.6 羧酸衍生物的物理性质和波谱特征
-10.7 羧酸衍生物的化学性质
-10.8 羟基酸的分类和命名
-10.9 羟基酸的化学性质
-10.10 β-二羰基化合物
-10.11 α-卤代酸及其衍生物
-10.12 羧酸的制备
-10.13 专题:油脂 蜡 磷脂
-11.1 绪论
--本章引言
-11.2 胺
--11.2.1
--11.2.2
--11.2.3.1
--11.2.3.2
--11.2.3.3
--11.2.3.4
-11.3 硝基化合物
-11.4 腈
-11.5 异腈
-11.6 重氮化合物
-11.7 偶氮化合物
-11.8 本章小结
-12.1 杂环化合物概述
--12.1概述
-12.2 吡咯、呋喃、噻吩
-12.3 吲哚 (苯并吡咯)
-12.4 吡啶
-12.5 喹啉、异喹啉 (苯并吡啶)
-12.6 含氧六元杂环
-12.7 多杂原子五元环、六元环介绍
-第十二章 杂环化合物--HW-第十二章章节测试题
-13.1 有机合成基础-part 1
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 1
-13.1 有机合成基础-part 2
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 2
-13.2 重排反应在实际有机合成中的应用
-13.3 碳水化合物-part 1
-13.3. 碳水化合物-part 2
--13.3.3.4 单糖的反应——醛糖的递升与递降反应及酮糖的特殊反应
-13.3. 碳水化合物-part 3
-13.3 碳水化合物-part 4
-13.4 氨基酸与多肽
-期中考试--二、 选择题
-期中考试--一、判断题
-期末考试--期末考试试题