不饱和烃烯烃烯烃的结构烯烃:分子中含碳碳双键的烃。通式为CnH2n
碳原子杂化示意图双键中的碳为sp2杂化,碳原子中三个sp2杂化轨道分别与另外的三个原子匹配成键,形成三个σ键,碳中余下的一个p轨道与另一个碳中的p轨道匹配成键,形成一个π键,键角为120°键长约为0.134nm,比碳碳单键的键长0.154nm要短一些,碳碳双键的键能为610.9kJ·mol-1,比碳碳σ键键能的两倍要小一些(2×345.6 kJ·mol-1)。从键能来看,双键更易断裂。乙烯的结构示意图如下图所示:
从上图中可以看出,由于与有了π键的存在,碳碳双键就不能象碳碳单键那样自由旋转。这样含有碳碳双键的化合物就有可能产生顺反异构,这将在下面的内容中介绍。
命名普通命名法:基本原则同烷烃一样。只要把名称中的“烷”改为“烯”即可。
系统命名法:同烷烃类似。
⑴ 选主链:选含有双键的碳链作为主链;
⑵ 编号:从距离双键最近的一端开始编号;
⑶ 书写:把双键中碳原子位号较小的编号写在名称“烯”的前面。
例如:
3,3-二甲基-1-丁烯 3-丙基-1-己烯
顺反命名构型和构象构象:由于单键可以自由旋转,使分子中原子或基团在空间产生不同的排列。
构型:分子中个原子或基团在空间的不同排列,这种排列的相互转化必须通过键的
断裂和生成。
官能团位置异构:由于官能团位置不同而产生的异构。
例如:
1-丁烯 2-丁烯立体异构:结构相同(碳架),分子中原子或基团在空间的相对位置不同。
顺反异构:立体异构的一种,由于双键不能自由旋转引起的,也称为几何异构。(以后还会讲到另一种情况,环状化合物)
例如:
顺-2-氯-2-丁烯 反-2-氯-2-丁烯顺式异构体:两个相同原子或基团在双键同一侧的为顺式异构体。
反式异构体:两个相同原子或基团分别在双键两侧的为反式异构体。
顺反异构体产生的条件:⑴ 分子不能自由旋转(否则将变成另外一种分子);
⑵ 双键上同一碳上不能有相同的基团;
再例如:
顺-2,3-二甲基-1,4-二氯-2-戊烯 反-1-氯-1-溴-2-丁烯但是如果双键上四个取代基均不相同时,处理起来就比较麻烦,例如:
上例中四个基团均不相同,按照顺反异构命名的原则,应该是结构相似的若在双键的同一侧,则为“顺式”,反之为“反式”,按照这个原则,上例应该是顺式,应命名为3-甲基-4-氯甲基-2-氯-3-己烯。但有时很难判断那些结构相似,因此有规定了一个“Z、E”命名法。
4.Z、E命名法:
按照次序规则,两个双键碳上次序较大的原子或基团在同一侧的称为Z型;
按照次序规则,两个双键碳上次序较大的原子或基团在两侧的称为E型。
(Z:德文,Zusammen,在一起之意;E:德文,Entgegen,相反之意)
按照Z、E命名法,上面几个例子分别可以命名为:
Z-2,3-二甲基-1,4-二氯-2-戊烯 E-1-氯-1-溴-2-丁烯
Z-2-氯-2-丁烯 E-2-氯-2-丁烯
Z、E命名法一般与顺反命名法相一致,比如上面几个例子。但也有不一致的。例如:
上例按顺反命名应该为:顺-3-甲基-2-戊烯如果按Z、E命名法应该为:E-3-甲基-2-戊烯如果分子中有两个以上双键时,并且双键的每一个碳上均有不同的两个原子或基团,这种情况在命名时,每一个双键都要进行顺反或Z、E说明。例如:
(2E,4E)-2,4-己二烯物理性质同烷烃相似,C1~C4为气体,高级烯烃为固体,不易溶于水。易溶于非极性或弱极性有机溶剂中。 (P31页表)
化学性质烯烃中的双键由一个σ键一个π键组成,其中键易断裂,给出电子,即易受亲电试剂的进攻。
1.加成反应
⑴ 催化加氢:在催化剂Ni、Pt、Pd等催化剂作用下,烯烃可以与氢进行加成反应。
⑵ 加卤素
主要是与氯和溴的反应。氟反应太剧烈,容易发生分解反应,碘与烯烃不进行离子型加成反应。
反应一般用CCl4作为溶剂,出现的现象为溴的颜色腿去。此反应反应速度快,现象非常明显,因此常用于双键的鉴别。
对反应机理的研究:把乙烯和溴分别与水、氯化钠溶液、甲醇混合在一起发现有如下反应。
按以上的事实人们给出如下的解释:反应分两步进行,
形成环正离子过度态:(慢)
反式加成(快)
Br- 从背面进攻,从而得到加成产物。对于上述反应的立体分析如下:
从分析可知得到同一产物。
同样OH-、Cl-也可从背面进攻得到相应的产物。请自己课下自己分析。
上述反应历程即为亲电加成反应。
亲电加成:亲电试剂进攻引起的加成反应为亲电加成反应。
亲电试剂:缺电子的试剂为亲电试剂。(邢其毅,P26)
⑶ 加HX:
以丙烯为例:
马式规则:当不对称烯烃与氯化氢加成时,氢主要加在含氢较多的碳原子上,这一经验规律称为马式规则。
解释:烷基是给电子基团使双键中π电子云偏移,例如:
碳正离子:含有一个只带6个电子的带正电荷的碳氢基团,统称碳正离子。
根据带正电荷的碳原子的位置,可分为一级碳正离子、二级碳正离子和三级碳正离子。
碳正离子的稳定性:
三级碳正离子 二级碳正离子 一级碳正离子 甲基级碳正离子
(叔碳正离子 仲碳正离子 伯碳正离子 伯碳正离子)
稳定性解释:1.烷基的斥电子作用使得碳正离子正电荷得到分散,粒子趋于稳定;
2,烷基的斥电子作用使得原来带6个电子的碳原子,趋向于8个电子。
碳正离子越稳定,就越易生成,因此上述丙烯加成反应中,CH3CHXCH3多。
⑷ 与H2O加成:产物为醇符合马式规则。
⑸ 与H2SO4加成符合马式规则。
此反映可用于除去某些化合物中的杂质烯烃。
⑹ 与次卤酸加成反应机理及解释:
⑺ 硼氢化:制伯醇,反马加成
2.氧化
⑴ 高锰酸钾氧化低温下生成顺式邻二醇
酸式条件下或加热,产物为酸或酮。
此反应可用于推断烯烃的结构。
例如:某烯烃经KMnO4氧化后得到如下产物,试推断该烯烃的结构。
解:
⑵ 臭氧氧化:水解得到醛或酮。
此反应也可用于推断烯烃的结构。
例如:某烯烃经臭氧氧化,水解后得到如下产物,试推断该烯烃的结构。
⑶ 环氧乙烷的生成:环氧乙烷在合成中非常有用。
3、聚合:可得高分子化合物,用途十分广泛,高分子化合物是一专门的学科。
4、α-氢的卤代:可用于合成较特殊的化合物
条件:① 有α-氢;② 高温或光机理:自由基反应(非亲电加成)
再例:
诱导效应共价键中,由于原子的电负性不同等内外因素,使得共价键中电子密度分布的情况发生改变,这种作用称为电子效应,它包括诱导效应和共轭效应。
诱导效应的产生吸电子基团和斥电子基团的存在,使邻近共价键的电子云分布改变。有两种情况:⑴ 吸电子诱导效应,用-I表示; ⑵ 给电子诱导效应,用+I表示。
注意:诱导效应对于单键的影响与对双键的影响的区别。
例如:
吸电子基团:① 带正电荷的基团:
卤原子:
含氧、氮原子的基团:
芳香或不饱和烃:
给电子基团:① 带负电荷的基团:
② 饱和烃基:
诱导效应的特点诱导效应的强弱:取决于原子或基团,斥电子或吸电子能力;
诱导效应是沿键传递的,离吸电子(斥电子)基团越近,诱导效应越强,在沿单键传递中迅速下降,三个单键后可忽略不计。
叠加性:如果几个基团对某一键都产生诱导效应,则此键所受的诱导效应是这几个基团诱导效应的总和。
第三节 炔烃烯烃的结构炔烃:分子中含碳碳叁键的烃。通式为CnH2n-2
碳原子杂化示意图乙炔的结构:叁键中的碳为sp杂化,碳原子中两个sp杂化轨道分别与另外的两个原子匹配成键,形成二个σ键,碳中余下的两个p轨道与另一个碳中的p轨道匹配成键,形成一二π键,键角为180°键长约为0.120nm,比碳碳单键的键长0.154nm要短,比碳碳双键的键长0.134nm也要短,碳碳叁键的键能为835kJ·mol-1,比碳碳单键键能的三倍要小(3×345.6 =1036.8kJ·mol-1)。从键能来看,叁键更易断裂。乙炔的结构示意图如下图所示:
命名:
与烯烃类似,选主链时要选含碳碳叁键的碳链作为主链。
例如:
2,7-二甲基-3-壬炔当分子中同时含有双键和叁键时,按如下方法命名:
选主链:选含有双键和叁键最多的最长碳链作为主链;
编号:⑴ 从离官能团最近的一端(双键或叁键)开始编号;
⑵ 如果双键和叁键处于相同位号时,编号时应使双键的位号较小。(即从双键一端开始编号)
⑶ 书写:以烯炔作为词尾,命名为“×烯×炔”
例如:
3-戊烯-1-炔 1-丁烯-3-炔
物理性质
沸点、密度比相应的烯烃高,弱极性,不容于水,易溶于非极性或弱极性有机溶剂中,易燃烧,可用于熔融及焊接。
(P40页表)
化学性质炔烃中的叁键中的碳为sp杂化,sp杂化轨道含较多的s成分,电子离核比较近,不易给出电子,因此不象烯烃那样,易受亲电试剂的进攻。所以炔烃进行亲电加成的反应速度不如烯烃进行亲电加成的反应速度快。
杂化轨道的电负性问题:电负性大小 sp >sp2>sp3,sp杂化轨道的原子电负性大,虽然炔烃中有两个π键,也不易给出电子,因此炔烃的亲电加成速度比烯烃的亲电加成速度慢。
1.加成反应
⑴ 催化加氢:在催化剂Ni、Pt、Pd等催化剂作用下,炔烃可以与氢进行加成反应。
⑵ 加HX:
⑶.与H2O加成反应经过烯醇式中间体,符合马式规则。
⑷ 与HCN加成(亲核加成)
丙烯腈
乙炔很贵,现在采用如下方法生产:
丙烯腈为合成纤维腈纶的单体。
2。炔化物
sp杂化的原子电负性强,有一定酸性,可被金属离子取代。
此反应可用于端基炔的鉴别。
3。氧化炔烃可以被高锰酸钾和臭氧氧化,氧化产物为酸。
第三节 二烯烃二烯烃的分类二烯烃:分子中含两个碳碳双键的烃。通式为CnH2n-2
可分为三类:
聚集二烯:两个双键连在同一C原子上。例如:
共轭二烯:双键与单键间隔。例如:
隔离二烯:两碳碳双键被两个以上的单键隔开。例如:
命名与烯烃相同,只是在“烯”前加二。例如上面三个化合物分别命名为:
丙二烯 1,3-丁二烯 1,4-戊二烯共轭烯烃的结构上述共轭二烯中C1~C2、C3~C4之间的键长相同,与单烯烃中的双键键长134pm相近;C2~C3之间的键长比烷烃中碳碳单键的键长154pm明显要短。这种现象称为键长的平均化。键长平均化是共轭二烯烃的共性。
分子中:C为sp2杂化,分别与C、H形成σ键,故分子在同一平面内,四个碳原子各余下一个p轨道,这几个p轨道都垂直于此平面,互相平行,互相重叠,形成一个离域的大π键,四个p电子不仅在两原子间运动,而是在四个原子间运动。
共轭体系:在不饱和化合物中,如果与C=C相邻的碳原子上有p轨道,则p轨道便可与C=C形成一个包含两个以上的原子核的π键,这种体系称为共轭体系。
特点:1。能量降低; 2.键长平均化。
共轭体系有几种形式:
π-π共轭体系; 例如:
2.p-π共轭体系。例如:
化学性质共轭烯烃中有双键,因此它能发生双键所能发生的所有反应,但又由于它的结构的特殊性,又有一些特殊的化学性质。
1.1,4-加成作用
1,3-丁二烯的反应如下:
1,4-加成产物 1,2-加成产物
1,4-加成的解释:同烯烃的亲电加成一样,为碳正离子历程,先加一个溴形成碳正离子,如图所示,
由于共轭效应的作用,C2上的正电荷得到分散,使得C2、C4均带有部分负电荷。这样下一步,Br-离子既可以进攻C2,也可以进攻C4。进攻C4所生成的产物即为1,4-加成产物。
共轭效应:这种特殊的电子效应(即分子的一端受到的影响能通过共轭链传递到另一端,而不论此共轭体系有多长)称为共轭效应。
双烯合成反应(Diels-Alder反应) (合成六元环的重要反应)
1,3-丁二烯可以与其他不饱和烃进行加成反应,也称为双烯合成例如:
六元环过度态其中:含有共轭双键的化合物称为双烯体。
含有不饱和键的化合物称为亲双烯体。
当亲双烯体上含有吸电子基团时:如 —CN、——COOH、—CHO等等,对双烯合成反应有利。
双烯合成的特点:易反应,一步完成。(键的断裂和新键的形成同时进行)
萜类化合物基本概念和分类萜类化合物是指含有异戊二烯单位的化合物,踏广泛存在与动植物体内。
异戊二烯单位:
分类,异戊二烯单位 C数
开链萜 单萜 2 10
按形式 单环萜 倍半萜 3 15
双环萜 按数目 二萜 4 20
三萜 6 30
四萜 8 40
二、萜类化合物举例单萜
香叶萜 橙花醇 薄荷烷 柠檬烯 薄荷醇
莰醇 莰倍半萜:
金合欢醇(法尼醇) 山道年二萜:
叶绿醇 松香酸三萜:
角鲨烯
四萜:
β-胡罗卜素
碳原子杂化示意图双键中的碳为sp2杂化,碳原子中三个sp2杂化轨道分别与另外的三个原子匹配成键,形成三个σ键,碳中余下的一个p轨道与另一个碳中的p轨道匹配成键,形成一个π键,键角为120°键长约为0.134nm,比碳碳单键的键长0.154nm要短一些,碳碳双键的键能为610.9kJ·mol-1,比碳碳σ键键能的两倍要小一些(2×345.6 kJ·mol-1)。从键能来看,双键更易断裂。乙烯的结构示意图如下图所示:
从上图中可以看出,由于与有了π键的存在,碳碳双键就不能象碳碳单键那样自由旋转。这样含有碳碳双键的化合物就有可能产生顺反异构,这将在下面的内容中介绍。
命名普通命名法:基本原则同烷烃一样。只要把名称中的“烷”改为“烯”即可。
系统命名法:同烷烃类似。
⑴ 选主链:选含有双键的碳链作为主链;
⑵ 编号:从距离双键最近的一端开始编号;
⑶ 书写:把双键中碳原子位号较小的编号写在名称“烯”的前面。
例如:
3,3-二甲基-1-丁烯 3-丙基-1-己烯
顺反命名构型和构象构象:由于单键可以自由旋转,使分子中原子或基团在空间产生不同的排列。
构型:分子中个原子或基团在空间的不同排列,这种排列的相互转化必须通过键的
断裂和生成。
官能团位置异构:由于官能团位置不同而产生的异构。
例如:
1-丁烯 2-丁烯立体异构:结构相同(碳架),分子中原子或基团在空间的相对位置不同。
顺反异构:立体异构的一种,由于双键不能自由旋转引起的,也称为几何异构。(以后还会讲到另一种情况,环状化合物)
例如:
顺-2-氯-2-丁烯 反-2-氯-2-丁烯顺式异构体:两个相同原子或基团在双键同一侧的为顺式异构体。
反式异构体:两个相同原子或基团分别在双键两侧的为反式异构体。
顺反异构体产生的条件:⑴ 分子不能自由旋转(否则将变成另外一种分子);
⑵ 双键上同一碳上不能有相同的基团;
再例如:
顺-2,3-二甲基-1,4-二氯-2-戊烯 反-1-氯-1-溴-2-丁烯但是如果双键上四个取代基均不相同时,处理起来就比较麻烦,例如:
上例中四个基团均不相同,按照顺反异构命名的原则,应该是结构相似的若在双键的同一侧,则为“顺式”,反之为“反式”,按照这个原则,上例应该是顺式,应命名为3-甲基-4-氯甲基-2-氯-3-己烯。但有时很难判断那些结构相似,因此有规定了一个“Z、E”命名法。
4.Z、E命名法:
按照次序规则,两个双键碳上次序较大的原子或基团在同一侧的称为Z型;
按照次序规则,两个双键碳上次序较大的原子或基团在两侧的称为E型。
(Z:德文,Zusammen,在一起之意;E:德文,Entgegen,相反之意)
按照Z、E命名法,上面几个例子分别可以命名为:
Z-2,3-二甲基-1,4-二氯-2-戊烯 E-1-氯-1-溴-2-丁烯
Z-2-氯-2-丁烯 E-2-氯-2-丁烯
Z、E命名法一般与顺反命名法相一致,比如上面几个例子。但也有不一致的。例如:
上例按顺反命名应该为:顺-3-甲基-2-戊烯如果按Z、E命名法应该为:E-3-甲基-2-戊烯如果分子中有两个以上双键时,并且双键的每一个碳上均有不同的两个原子或基团,这种情况在命名时,每一个双键都要进行顺反或Z、E说明。例如:
(2E,4E)-2,4-己二烯物理性质同烷烃相似,C1~C4为气体,高级烯烃为固体,不易溶于水。易溶于非极性或弱极性有机溶剂中。 (P31页表)
化学性质烯烃中的双键由一个σ键一个π键组成,其中键易断裂,给出电子,即易受亲电试剂的进攻。
1.加成反应
⑴ 催化加氢:在催化剂Ni、Pt、Pd等催化剂作用下,烯烃可以与氢进行加成反应。
⑵ 加卤素
主要是与氯和溴的反应。氟反应太剧烈,容易发生分解反应,碘与烯烃不进行离子型加成反应。
反应一般用CCl4作为溶剂,出现的现象为溴的颜色腿去。此反应反应速度快,现象非常明显,因此常用于双键的鉴别。
对反应机理的研究:把乙烯和溴分别与水、氯化钠溶液、甲醇混合在一起发现有如下反应。
按以上的事实人们给出如下的解释:反应分两步进行,
形成环正离子过度态:(慢)
反式加成(快)
Br- 从背面进攻,从而得到加成产物。对于上述反应的立体分析如下:
从分析可知得到同一产物。
同样OH-、Cl-也可从背面进攻得到相应的产物。请自己课下自己分析。
上述反应历程即为亲电加成反应。
亲电加成:亲电试剂进攻引起的加成反应为亲电加成反应。
亲电试剂:缺电子的试剂为亲电试剂。(邢其毅,P26)
⑶ 加HX:
以丙烯为例:
马式规则:当不对称烯烃与氯化氢加成时,氢主要加在含氢较多的碳原子上,这一经验规律称为马式规则。
解释:烷基是给电子基团使双键中π电子云偏移,例如:
碳正离子:含有一个只带6个电子的带正电荷的碳氢基团,统称碳正离子。
根据带正电荷的碳原子的位置,可分为一级碳正离子、二级碳正离子和三级碳正离子。
碳正离子的稳定性:
三级碳正离子 二级碳正离子 一级碳正离子 甲基级碳正离子
(叔碳正离子 仲碳正离子 伯碳正离子 伯碳正离子)
稳定性解释:1.烷基的斥电子作用使得碳正离子正电荷得到分散,粒子趋于稳定;
2,烷基的斥电子作用使得原来带6个电子的碳原子,趋向于8个电子。
碳正离子越稳定,就越易生成,因此上述丙烯加成反应中,CH3CHXCH3多。
⑷ 与H2O加成:产物为醇符合马式规则。
⑸ 与H2SO4加成符合马式规则。
此反映可用于除去某些化合物中的杂质烯烃。
⑹ 与次卤酸加成反应机理及解释:
⑺ 硼氢化:制伯醇,反马加成
2.氧化
⑴ 高锰酸钾氧化低温下生成顺式邻二醇
酸式条件下或加热,产物为酸或酮。
此反应可用于推断烯烃的结构。
例如:某烯烃经KMnO4氧化后得到如下产物,试推断该烯烃的结构。
解:
⑵ 臭氧氧化:水解得到醛或酮。
此反应也可用于推断烯烃的结构。
例如:某烯烃经臭氧氧化,水解后得到如下产物,试推断该烯烃的结构。
⑶ 环氧乙烷的生成:环氧乙烷在合成中非常有用。
3、聚合:可得高分子化合物,用途十分广泛,高分子化合物是一专门的学科。
4、α-氢的卤代:可用于合成较特殊的化合物
条件:① 有α-氢;② 高温或光机理:自由基反应(非亲电加成)
再例:
诱导效应共价键中,由于原子的电负性不同等内外因素,使得共价键中电子密度分布的情况发生改变,这种作用称为电子效应,它包括诱导效应和共轭效应。
诱导效应的产生吸电子基团和斥电子基团的存在,使邻近共价键的电子云分布改变。有两种情况:⑴ 吸电子诱导效应,用-I表示; ⑵ 给电子诱导效应,用+I表示。
注意:诱导效应对于单键的影响与对双键的影响的区别。
例如:
吸电子基团:① 带正电荷的基团:
卤原子:
含氧、氮原子的基团:
芳香或不饱和烃:
给电子基团:① 带负电荷的基团:
② 饱和烃基:
诱导效应的特点诱导效应的强弱:取决于原子或基团,斥电子或吸电子能力;
诱导效应是沿键传递的,离吸电子(斥电子)基团越近,诱导效应越强,在沿单键传递中迅速下降,三个单键后可忽略不计。
叠加性:如果几个基团对某一键都产生诱导效应,则此键所受的诱导效应是这几个基团诱导效应的总和。
第三节 炔烃烯烃的结构炔烃:分子中含碳碳叁键的烃。通式为CnH2n-2
碳原子杂化示意图乙炔的结构:叁键中的碳为sp杂化,碳原子中两个sp杂化轨道分别与另外的两个原子匹配成键,形成二个σ键,碳中余下的两个p轨道与另一个碳中的p轨道匹配成键,形成一二π键,键角为180°键长约为0.120nm,比碳碳单键的键长0.154nm要短,比碳碳双键的键长0.134nm也要短,碳碳叁键的键能为835kJ·mol-1,比碳碳单键键能的三倍要小(3×345.6 =1036.8kJ·mol-1)。从键能来看,叁键更易断裂。乙炔的结构示意图如下图所示:
命名:
与烯烃类似,选主链时要选含碳碳叁键的碳链作为主链。
例如:
2,7-二甲基-3-壬炔当分子中同时含有双键和叁键时,按如下方法命名:
选主链:选含有双键和叁键最多的最长碳链作为主链;
编号:⑴ 从离官能团最近的一端(双键或叁键)开始编号;
⑵ 如果双键和叁键处于相同位号时,编号时应使双键的位号较小。(即从双键一端开始编号)
⑶ 书写:以烯炔作为词尾,命名为“×烯×炔”
例如:
3-戊烯-1-炔 1-丁烯-3-炔
物理性质
沸点、密度比相应的烯烃高,弱极性,不容于水,易溶于非极性或弱极性有机溶剂中,易燃烧,可用于熔融及焊接。
(P40页表)
化学性质炔烃中的叁键中的碳为sp杂化,sp杂化轨道含较多的s成分,电子离核比较近,不易给出电子,因此不象烯烃那样,易受亲电试剂的进攻。所以炔烃进行亲电加成的反应速度不如烯烃进行亲电加成的反应速度快。
杂化轨道的电负性问题:电负性大小 sp >sp2>sp3,sp杂化轨道的原子电负性大,虽然炔烃中有两个π键,也不易给出电子,因此炔烃的亲电加成速度比烯烃的亲电加成速度慢。
1.加成反应
⑴ 催化加氢:在催化剂Ni、Pt、Pd等催化剂作用下,炔烃可以与氢进行加成反应。
⑵ 加HX:
⑶.与H2O加成反应经过烯醇式中间体,符合马式规则。
⑷ 与HCN加成(亲核加成)
丙烯腈
乙炔很贵,现在采用如下方法生产:
丙烯腈为合成纤维腈纶的单体。
2。炔化物
sp杂化的原子电负性强,有一定酸性,可被金属离子取代。
此反应可用于端基炔的鉴别。
3。氧化炔烃可以被高锰酸钾和臭氧氧化,氧化产物为酸。
第三节 二烯烃二烯烃的分类二烯烃:分子中含两个碳碳双键的烃。通式为CnH2n-2
可分为三类:
聚集二烯:两个双键连在同一C原子上。例如:
共轭二烯:双键与单键间隔。例如:
隔离二烯:两碳碳双键被两个以上的单键隔开。例如:
命名与烯烃相同,只是在“烯”前加二。例如上面三个化合物分别命名为:
丙二烯 1,3-丁二烯 1,4-戊二烯共轭烯烃的结构上述共轭二烯中C1~C2、C3~C4之间的键长相同,与单烯烃中的双键键长134pm相近;C2~C3之间的键长比烷烃中碳碳单键的键长154pm明显要短。这种现象称为键长的平均化。键长平均化是共轭二烯烃的共性。
分子中:C为sp2杂化,分别与C、H形成σ键,故分子在同一平面内,四个碳原子各余下一个p轨道,这几个p轨道都垂直于此平面,互相平行,互相重叠,形成一个离域的大π键,四个p电子不仅在两原子间运动,而是在四个原子间运动。
共轭体系:在不饱和化合物中,如果与C=C相邻的碳原子上有p轨道,则p轨道便可与C=C形成一个包含两个以上的原子核的π键,这种体系称为共轭体系。
特点:1。能量降低; 2.键长平均化。
共轭体系有几种形式:
π-π共轭体系; 例如:
2.p-π共轭体系。例如:
化学性质共轭烯烃中有双键,因此它能发生双键所能发生的所有反应,但又由于它的结构的特殊性,又有一些特殊的化学性质。
1.1,4-加成作用
1,3-丁二烯的反应如下:
1,4-加成产物 1,2-加成产物
1,4-加成的解释:同烯烃的亲电加成一样,为碳正离子历程,先加一个溴形成碳正离子,如图所示,
由于共轭效应的作用,C2上的正电荷得到分散,使得C2、C4均带有部分负电荷。这样下一步,Br-离子既可以进攻C2,也可以进攻C4。进攻C4所生成的产物即为1,4-加成产物。
共轭效应:这种特殊的电子效应(即分子的一端受到的影响能通过共轭链传递到另一端,而不论此共轭体系有多长)称为共轭效应。
双烯合成反应(Diels-Alder反应) (合成六元环的重要反应)
1,3-丁二烯可以与其他不饱和烃进行加成反应,也称为双烯合成例如:
六元环过度态其中:含有共轭双键的化合物称为双烯体。
含有不饱和键的化合物称为亲双烯体。
当亲双烯体上含有吸电子基团时:如 —CN、——COOH、—CHO等等,对双烯合成反应有利。
双烯合成的特点:易反应,一步完成。(键的断裂和新键的形成同时进行)
萜类化合物基本概念和分类萜类化合物是指含有异戊二烯单位的化合物,踏广泛存在与动植物体内。
异戊二烯单位:
分类,异戊二烯单位 C数
开链萜 单萜 2 10
按形式 单环萜 倍半萜 3 15
双环萜 按数目 二萜 4 20
三萜 6 30
四萜 8 40
二、萜类化合物举例单萜
香叶萜 橙花醇 薄荷烷 柠檬烯 薄荷醇
莰醇 莰倍半萜:
金合欢醇(法尼醇) 山道年二萜:
叶绿醇 松香酸三萜:
角鲨烯
四萜:
β-胡罗卜素