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有机化学|有机化学:3-3二烯烃


按关键词阅读: 烯烃 有机化学

1、有机化学,二烯烃,1,第三章 二烯烃,烯烃分子内含有两个或多个双键的分别称为二烯烃和多烯烃 。
多烯烃的性质与结构相似的二烯烃性质相似,有机化学,二烯烃,2,1.累积(积聚)二烯烃 两个双键有一个共用碳原子 , 如:C=C=C 2.隔离二烯烃 分子中双键间隔一个以上饱和碳原子 , 结构如:CH2=CH-CH2-CH2-CH=CH2 (1,5-己二烯) 3.共轭(双烯)二烯烃 分子中两个双键间仅隔一个单键 , 如: CH2=CH-CH=CH2 ( 1,3-丁二烯,4.5.1 二烯烃的分类,有机化学,二烯烃,3,4.5.2 二烯烃的系统命名法,1.选主链 选含双键个数最多的最长碳链为主链 , 叫“X二烯,在此烯烃中 ,。

2、最长碳链有5个碳 , 但因选主链要求双键个数最多 , 所以只能含两个双键的4个碳的碳链为主链,2-乙基-1,3-丁二烯,有机化学,二烯烃,4,二烯烃的命名,2.主链编号 从最靠近双键的一端编号 , 双键的位置用阿拉伯数字表示 , 写在母体名前 , 数字间用逗号隔开,1,4-戊二烯,有机化学,二烯烃,5,二烯烃的命名,3.书写名称 最后将取代基的位置、数量、名称写在母体名前 , 就构成二烯烃的全名,4-乙烯基-1,6-庚二烯,有机化学,二烯烃,6,二烯烃的命名,4.顺反异构体命名 若需要 , 则按顺反法及Z/E法标出顺反结构 , 并写在全名前即可,2Z,4E)-2,4-庚二烯,顺,反-2,4-庚二烯,3E,5E)-1,3,5- 。

3、庚三烯,反,反-1,3,5-庚三烯,有机化学,二烯烃,7,1,3-丁二烯(简称丁二烯)是共轭双烯中结构最简单 , 但也是最具代表性的一个例子 , 经现代物理学方法测得1,3-丁二烯物理数据如下,122.4,119.8,0.1337nm,0.1470nm,0.1082nm,有机化学,二烯烃,8,数据比较,从数据上来看 , C2-C3间的键较烷烃中的C-C键短 , 而C1-C2、C3-C4间的“C=C”比单烯中“C=C”长 , 同时C-H键也有类似变化 。
即在丁二烯中 , 单(长)键变短 , 双(短)键增长 , 其键长发生了平均化,有机化学,二烯烃,9,电子离域,丁二烯分子中 , 1,2,3碳处于同一平面中 , 而2,3,4碳也处于同一平 。

4、面 , 所以整个分子在同一个平面中 , 4个C原子以sp2方式杂化 , C2-C3间以sp2-sp2重叠形成键 , C-H间以sp2s成键 。
4个C原子均有一个未杂化的p轨道垂直分子所在平面并互相平行 , 因此 , 不仅C1-C2、C3-C4间的p轨道从侧面重叠 , 而且在C2-C3间的p轨道也从侧面重叠 , 这样的结果 , 4个p电子不是局限在C1-C2、C3-C4间运动 , 而是在整个分子中运动 , 形成一个“共轭键” , 这种现象称“电子离域” , 所形成的离域键也叫“大键,4.6.1 1,3-丁二烯的结构,有机化学,二烯烃,10,电子离域的影响,由于电子离域 , 使得C1-C2、C3-C4间的电子云密度降低(相对单烯) , 故“C=C”增长;而C 。

5、2-C3间有部分p电子 , 使得C2-C3间的单键具有了部分双键的性质 , 键长变短 , 由于电子云密度的平均化 , 使体系的能量有所降低 , 使体系稳定 。
由于电子离域 , 使得其中一个键受到其它分子的影响而发生极化时 , 也必然影响到另一个键 , 并使其发生同样的极化 , 从而产生了“交替极性” 。
丁二烯由于存在“交替极性” , 使其性质与单烯的性质有着明显的不同,有机化学,二烯烃,11,4.6.2 共轭效应,在丁二烯中 , 单双键差别不如单烯明显 , 产生了共轭 , 参与共轭的都是键 , 我们称这样的共轭为-共轭 。
除了这种共轭形式外 , 还有p-共轭(氯乙烯、烯丙基正碳离子、烯丙基自由基等)、-超共轭(丙烯中存在)及-p超共轭(叔丁基正碳离子) 。

【有机化学|有机化学:3-3二烯烃】6、等 。
p-共轭中的一个原子上的p电子其实可看作是双键的一半 , 一个p电子与两个电子(其实也是p电子)侧面重叠产生共轭 , 则3个电子分散到3个原子上 , 这样的共轭叫p-共轭,有机化学,二烯烃,12,超共轭效应,p-共轭效应及-超共轭效应是烯烃极化的主要原因 。
键不但可与键发生共轭 , 而且与p电子也可产生共轭 , 称为-p超共轭 , 这是叔丁基正碳离子比异丙基正碳离子稳定的原因 , 越多的烷基则产生更多的-p超共轭效应 。
-超共轭及-p超共轭实质是键电子离域现象 ,键电子离域比p电子或电子离域要弱得多 , 这种电子离域产生的效应叫做超共轭效应,有机化学,二烯烃,13,共轭效应分类,有机化学,二烯烃,14,产生共轭效应的条件 。

7、,1. 分子中参与共轭的原子处于同一平面上 只有如此 , p轨道才有可能互相平行 , 发生共轭 。
2. p轨道互相平行 如此才能互相重叠 , 发生共轭 。
3. p电子数小于p轨道的2倍 若p电子数等于p轨道的2倍 , 则轨道全充满 , 就不能形成共价键 , 也就无法形成共轭 。
4. 共轭体系与构造相似的非共轭体系相比 , 共轭体系的能量低 , 分子稳定 , 共轭体系越大 , 分子能量越低 , 越稳定,有机化学,二烯烃,15,共轭体系的特点,1. 共轭体系与构造相似的非共轭体系相比 , 共轭体系的能量低 , 分子稳定 , 共轭体系越大 , 分子能量越低 , 体系越稳定 。
2. 共轭体系中 , 电子或p电子离域导致整个体系中电子密度平均分配 , 总的结果是电子向共轭体 。

8、系中电子密度较低的部分转移 。
3. 体系中电子云密度的平均化 , 导致键长也发生平均化 , 长键变短 , 短键变长 。
4. 共轭体系与吸电子基或供电子基相连时 , 共轭体系会出现“ 交替极性,有机化学,二烯烃,16,4.6.3 电子效应总结1,在烯烃中我们学习了诱导效应 , 二烯烃中又学习了共轭效应和超共轭效应 , 这三种效应统称为电子效应 , 其中共轭效应比其他两种电子效应的影响更为显著 。
诱导效应(+I,-I):分子内各原子电负性不同 , 而使键电子沿碳链偏移的效果(导致共价键的极性变化 , 随碳链增长而减弱) 。
指在有机分子中引入一原子或基团后 , 使分子中成键电子云密度分布发生变化 , 从而使化学键发生极化的现象 , 称为诱导效应( 。

9、Induced Effects,有机化学,二烯烃,17,电子效应总结2,共轭效应(+C,-C):共轭体系中 , 由电子离域而引起的电子分布不均衡性交替极性 , 并可通过键传递 , 不受碳链长短的影响 。
如,有机化学,二烯烃,18,电子效应总结3,超共轭效应:由键电子离域而引起的电子位移效应 , 作用比共轭效应弱 , 并与C-H键数目有关 ,C-H键越多 , 引起的超共轭效应就越大,电子效应对有机反应的难易、反应位置及生成何种产物均有重要的影响 , 学习和研究有机反应机理经常要用到,有机化学,二烯烃,19,4.7 共轭双烯的化学性质,共轭(conjugation)其实并没有什么深奥的含义 , 只不过是多个轨道之间互相交盖重叠在一 。

10、起的意思 。
共轭双烯的物理、化学性质与单烯都很相似 , 单能发生的反应 , 共轭双烯也可以发生同样的反应(如亲电加成、氧化、聚合等) , 但共轭双烯由于其独特的结构使其也有它自己独特的一些反应 。
如1,4-加成反应和双烯合成反应(Diels-Alder reaction),有机化学,二烯烃,20,4.7.1 1,4-加成反应,共轭双烯的加成比单烯容易 , 属亲电加成反应机理 , 其与X2、HX等试剂反应时可生成两种不同产物,一分子的试剂加到C1、C2上时 , 该加成反应称1,2-加成 , 此反应与单烯时情况相同 。
但当一分子试剂加到C1、C4上时 , 两个双键变成单键 , 同时在C2C3间形成一个新的双键 , 这种加成反应称1,4- 。

11、加成反应,3,4-二溴-1-丁烯,1,4二溴-2-丁烯,有机化学,二烯烃,21,1,4-加成反应,同样丁二烯与HBr的加成也有类似的现象,在1,4-加成反应中 , 共轭双烯是作为一个整体参加反应的 , 与单烯加成有明显不同 , 因此 ,1,4-加成也称共轭加成 , 共轭加成是共轭双烯的特征反应,3-溴-1-丁烯,1-溴-2-丁烯,有机化学,二烯烃,22,1,4-加成反应机理,共轭双烯能进行1,4-加成与1,3-丁二烯的结构密切相关 , 虽然进行的仍是亲电加成反应 , 但由于受到亲电试剂的影响 , 共轭体系中离域的电子云发生偏移、极化 , 产生了交替极性 。
Br2异裂产生的Br+进攻丁二烯时有不同的选择,I,II,有机化学,二烯 。

12、烃,23,1,4-加成反应机理,在第一步中产生了两种可能的中间体I 和II , 在中间体II 中存在有p-共轭效应比I 中仅有-p超共轭效应的作用更强 , 中间体II 比I 稳定 , 因此在第一步中主要产生中间体II,有机化学,二烯烃,24,反应条件的影响,此二反应是竞争反应 , 生成较多1,2-加成产物 , 则1,4-加成产物就少 , 反之亦然 。
那么 , 共轭双烯的加成到底以哪一种产物为主呢? 经研究发现 ,1,2-加成、1,4-加成产物的比例与反应条件有关 。
如:反应温度、反应时间及所用溶剂极性大小等,80% 1,2-加成为主,80% 1,4-加成为主,有机化学,二烯烃,25,反应条件的影响,一般情况下: 在非极性溶剂 。

13、中 , 低温 , 短时间反应 , 产物以1,2-加成为主 。
在 极性溶剂中 , 高温 , 长时间反应 , 产物以1,4-加成为主,之所以如此 , 原因是: 低温时 , 反应受动力学控制 , 1,2-加成反应速度快 。
高温时 , 反应受热力学控制 , 1,4-加成产物稳定 。
较高温度下 , 反应趋向生成较稳定的产物 , 低温下 , 以反应速度为主 , 反应速度快 , 则生成的产物多,有机化学,二烯烃,26,4.7.2 双烯合成,双烯合成又称D.Diels-K.Aider reaction 共轭双烯与含碳碳叁键或碳碳双键的化合物发生1,4-加成反应 , 生成环状化合物的反应 , 称D-A反应、周环反应及双烯合成,有机化学,二烯烃,27,双烯合成,在这类反应中 , 含共轭双键的二烯烃称为双烯体 , 而含碳碳叁键或双键的化合物称亲双烯体 , 由于共轭双烯上电子较多 , 故要反应 , 亲双烯体应是亲电试剂 , 所以当双键上连有强吸电子基(-COOH、 -CHO、-CN、-NO2等)时 , 由于有更强的亲电性 , 更有利于双烯合成反应,有机化学,二烯烃,28,双烯合成,此反应是一类重要的有机反应 , 可将链状分子转化成环状化合物 , 而且收率较高 (D-A两人为此获1950年诺贝尔化学奖),作业:P48-50,3.1 ;3.2(b)(c)(f)(g)(h);
3.4;
3.9;
3.11 (e)(i);
3.15;
3.22;
3.23 。


    来源:(未知)

    【学习资料】网址:/a/2021/0321/0021741396.html

    标题:有机化学|有机化学:3-3二烯烃


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