1、 浅谈烯烃的化学性质13142129 徐胜英摘要:简述了烯烃的化学性质,烯烃在不同环境下发生的化学反应,烯烃的反应机理。烯烃的亲电加成反应和自由基加成反应的反应类型主要反应物以及反应产物;马氏规则与反马氏规则在烯烃加成反应中的应用。烯烃的硼氢化氧化,H,氧化反应,以及烯烃的实验室制备。1)亲电加成反应烯烃的亲电加成反应是烯烃的主要化学性质之一,烯烃具有双键,由于双键中的 电子云分布在 键的上、下方。它比 键电子云更加暴露且具有供电子的性能,容易受到带正电荷或带部分正电荷的分子或离子的攻击而发生反应。在反应中,具有亲电性能的试剂叫做亲电试剂。能与烯烃发生亲电加成反应的试剂主要有:HCl,HBr,
2、HI,BrOH,ClOH,H 2SO4,H2O,Cl2,Br2。 一般地,亲电加成反应历程分两步进行。第一步,生成正离子中间体,以乙烯与氯化氢的加成反应为例:乙烯与氯化氢相互极化影响,使得双键碳原子上带有部分负电荷更易于受亲电试剂上带正电部分的攻击,从而形成带正电的中间体碳正离子。第二步,碳正离子迅速与卤素结合成卤代烷。2)马氏规则当不对称烯烃与不对称的亲电试剂发生反应时,会遇到亲电试剂与哪一个双键碳成键的问题。 马氏规则(又称马尔科夫尼科夫规则):在烯烃的亲电加成反应中,加成试剂的带正电性基团将加到烯烃双键 ( 或叁键 )带取代基较少(或含氢较多 )的碳原子上(也就是正上氢多) 。它阐明了在
3、加成试剂与烯烃发生反应中,如可能产生两种异构体时,为何往往只产生其中的一种。例如,在卤化氢对异丁烯的加成反应中,HX 的正离子 H 连接到双键末端的碳原子上,形成叔卤代物。在自由基加成反应中,加成试剂对烯烃的加成位置往往与马氏规则不一致。1. 与 HX 的反应(遵循马氏)2. 与 H2SO4 的反应(遵循马氏)烯烃与浓硫酸加成得到烷基硫酸氢酯,烷基硫酸氢酯和水共热,水解得到醇。3. 与 H2O 的反应(遵循马氏)一般情况下,烯烃与水不能直接发生加成反应。必须加入 H2SO4 或 HCl。即反应在酸的催化下进行。4. 与 X2 的反应5. 烯烃容易与溴或氯发生加成反应,碘一般不与烯烃发生反应。氟
4、与烯烃的反应太剧烈,往往得到碳碳键断裂的各种产物,无实用意义。溴与烯烃的加成产物主要是反式加成的产物,而氯的反应活性较强,与烯烃的立体选择性较差,产物中顺反式都有。6. 与 HOX 的反应(遵循马氏)烯烃和卤素在水中可起加成反应,生成 -卤代醇。3)自由基加成反应(反马氏规则)在日光或过氧化物的存在下,烯烃和 HBr 加成的产物正好和马氏规则的相反。反马氏的加成又叫烯烃与 HBr 加成的过氧化物效应。它不是离子型的亲电加成,而是自由基加成。自由基加成反应是一个连锁反应,其反应原理可简单概括为引发、传递、终止三个阶段。在自由基加成反应中,自由基进攻的是能够形成最稳定的加成自由基的双键碳原子(叔自
5、由基仲自由基伯自由基甲基).HCl 和 HI 都不能进行上述的自由基加成反应,氯化氢中氢氯键化氢溴键强得多,需较高的活化能才能使氯化氢均裂成自由基,这就阻碍了链引发,结果使反应不能进行,碘化氢是因为碘原子与双键加成要求较高的活化能,使链增长难于进行,所以也不能进行自由基加成反应。4)硼氢化氧化反应-制伯醇烯烃能与硼氢化合物发生加成,一般是以乙硼烷与烯烃反应,生成的产物是烷基硼烷。然后将氢氧化钠水溶液和过氧化氢(H 2O2)加到混合溶液中,可以得到醇,这一反应称为硼氢化反应。其特点是:(1)反应过程不发生重排;(2)反应为顺式加成;(3 )与不对称烯烃加成时,符合反马尔可夫尼可夫规则。硼原子加到
6、含氢原子较多的双键碳原子上,而氢则加在含氢较少的碳原子上。有机硼烷可以发生多种反应,是一个多能的中间体,可以用来合成多种类型的有机化合物。5) H 的反应与官能团相连的碳原子称为 -碳原子,-碳原子上连结的氢原子称为 -氢原子,简称 -氢。受官能的影响,-氢与碳链上的其它氢原子不同,它具有一定的化学反应活性。在各类有机化合物中,这一性质有普遍意义。 烯与氯气反应,在低于 200主要得到 1,2-二氯代丙烷。是双键上加成反应;高于 300是生成 3-氯丙烯,是 -H 的取代反应:有些烯烃需要在溶液中进行 H 取代反应,可以采用 NBS 作为溴代试剂进行反应。6)氧化反应1.空气催化氧化工业上,在
7、银或氧化银催化剂的存在下,乙烯可被空气催化氧化为它的环氧化物环氧乙烷;以空气氧化丙烯则得到的是丙烯的甲基被氧化的产物,即丙烯醛;用过氧酸氧化烯烃生成环氧化合物。2.用稀、冷高锰酸钾氧化,生成的二元醇均为顺式。3.用酸性高锰酸钾氧化,生成羧酸、酮或二氧化碳。4.用臭氧氧化,生成醛或酮及过氧化氢。7)烯烃的实验室制备1.醇脱水醇和酸一起加热,脱去一分子水而成的烯烃。2.卤代烃脱卤化氢卤化烷在强碱的存在下,脱去一分子卤化氢形成烯烃。3.炔烃的还原炔烃在 Lindlar 催化剂的条件下与氢气反应得到烯烃。参考文献:连云港职业技术学院学报许雅娟 第 13 卷 第 3 期 2009 年 9 月教育教学论坛刘凤霞 第 43B 期 2012 年有机化学华东理工大学有机化学教研组