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第三章 烯烃Chapter-3-Alkenes


CH2=C-CH2CH2CH3 CH3 CH3C=CHCH2CH3 CH3 CH3- C = C - CH3 CH3 CH3
CH2=CH-CH-CH2CH3 CH3 CH3CH=C-CH2CH3 CH3
CH2=CH-CH2CH-CH3 CH3 CH3CH=CH-CHCH3 CH3
与同碳原子数的烷烃比较,烯烃的构造异构体的数目更多
E+-Nu-
C E
+ C
Nu
NuE
C
C
45
CH2+
p- conjugation 烯丙位
3.1 Catalytic Hydrogenation 催化加氢
Cat. : Homogenous catalyst(均相催化剂):
eg: [(C6H5)3P]3RhCl Wilkinson Catalyst
Alkenes
第三章 烯烃
Classification:
不饱和脂肪烃: 分子中含有碳碳双键或碳碳叁键的烃 烯烃Alkenes:含有C=C双键. 链状单烯烃的通式:
CnH2n 烯烃分为单烯烃、二烯烃、多烯烃
炔烃Alkynes :含有C≡C叁键. 链状单烃的通式:
CnH2n-2
1. Structure Isomerism & Nomenclature 第一节 结构、同分异构和命名
CH3 H C C CH2CH3 Cl
CH3

H
C
C
CH2CH3 Cl
A
B
1.A和B是两种不同的物质(构型不同)
2.哪个是顺,哪个是反(无法确定)
2)Z/E命名法
a b C C
d e
a≠b≠d≠e
Z型:优先基团(大基团)在同侧(德文Zusammen) E型:优先基团(大基团)在异侧(德文Entgegen )
C
3
Z -2, 2, 5 - 三甲基 -3 -己烯 顺
CH3 H3C C H C H
H C CH3 C CH3 CH3
E-2, 2, 5 - 三甲基 -3 -己烯

H(小)
(小)H
H(小)
2
扩展
C=C
6 (大) CH 3
(大) 4
C=C
CH3 (大)
1
H(小)
(2Z,4E)-2,4-己二烯
或 顺,反-2,4-己二烯
A B
A C=C

A B
B C=C A

B
相同基团在同侧------顺 相同基团在异侧------反
CH3 C H C
H
H3C C C H
CH3 CH2CH3
CH3
反-2-丁烯
顺-3-甲基-2-戊烯
练习:命名下列化合物的构型。
Br C=C H Cl C=C Cl
H
CH3
CH3
C2H5
反 -1-溴丙烯
顺(次)序规则:将有机物中常见取代基(原子或原子 团)按优先顺序进行排列的规则。
或:大或小
a
如:
d
C=C
b
假设:
e
a>b
d大
d > e (顺序规则确定)
大 a 小b
大 a 小 b
C=C
Z
e 小
C=C
E
e小 d 大
Question: Name the following compounds.
CH3 H3C C5 H C H CH3 1 C CH3 CH3 H
双键上电子云密度大, 易失去电子,被氧化
Oxidation
双键共轭稳定碳负离子 具有部分酸性,易发生卤代氧化 Acidity
分类: 根据反应时化学键变化的特征分 (或根据反应机理分)
自由基加成(均裂) 加成反应 亲电加成 亲核加成
离子型加成(异裂)
环加成(协同)
暴露的π电子云使C=C双键类似Lewis碱, 作为电子 对给与体与Lewis酸 (亲电试剂,如 HX, X2, …) 反应,形 成加成产物,称为亲电加成反应。
3.7 Polymerization 聚合反应
问题: 1、烯烃的化学性质如何?
活泼
2、烯烃的化学性质为什么活泼?
π键重叠程度小、电子云流动性大、易极化
3、烯烃易发生何种类型的化学反应?
共价键异裂的离子型反应;如加成反应等 同时易失去电子而发生氧化反应
p-p 键,不稳定,可极化能力强-反应原因 与缺电子或带正电荷的分子反应(亲电)-反应动力 亲电加成(Electrophilic addition)-反应结果 “烯”,缺氢,可加H2 Catalytic hydration
③由于发生麦氏重排和-断裂,会产生 [CnH2n]+系列离子(m/z:56,70,84……)
④由于烯烃在裂解过程中双键容易迁移,因此 很难确定双键的位置。 ⑤共轭双烯会出现显著的m/z: 54, 68 (1, 3-共轭, 2, 4-共轭) 峰。
环烯烃 环烯烃有较强的分子离子峰,会发生开裂反应 和氢重排
H
C HOOC C H H COOH
H
C C
COOH -H2O COOH
H
C=O
C C
H
O
C=O
③ 生物学活性:常常存在很大的差异。
OH
维生素A(全部为E型)
因此,可以根据顺反异构体不同的物理、化学和 生物活性差异来区分不同的异构体。
2. Physical properties & Spectrum data
Question: In which of the following compounds
are there cis-trans isomers ?
(1) CH3CH=CHCOOH (2)CH3-C = C-CH2CH2CH3 CH3 Br (3)CH3-C = CHCH3 (4)CCl = CH Br Br
有:(1)、(3)、(4)
其它有机物的顺反异构现象-了解
R C H N OH R C H N OH
把孤对电子 看作某基团
N N
N
N
CH3 H
CH3
CH3 H
H CH3
H
1.3 Nomenclature 命名
1. 普通命名法: 仅适用于结构简单的烯烃,根据
含碳原子数的多少命名为“某烯”。
2. 系统命名: IUPAC命名(不考虑构型的情况)
构象异构体之间的相互转化不需破坏共价键,只靠键
旋转即可完成。有无数种构象异构体。 顺反异构是由于分子中存在限制键旋转的因素而引起 ,属于构型异构。其异构体之间的“相互转化”是化 学反应。构型异构体的数目是可数的。
(5)顺反异构体性质差别(了解)
① 物理性质:如熔点、沸点和偶极矩等均有显著的不同。 Which has higher boiling point? ② 化学性质:因为官能团相同,化学性质基本相同,但 是与空间排列有关的化学性质则有差异。如丁烯二酸的脱水 反应:
(1)选择含有双键在内的最长而连续的碳 链作为主链。
CH2CH2CH3 CH3CH2CH2C=CHCH3
3 2 1
3
2
1
7
6
5
4
4
5
6
(2)母体链编号时,从距离双键最近一端开始。
CH3 3 1 2 4 CH3CCH=CH2
4
CH3
3
2
1
(3)把取代基的位置、名称,双键的位置加 在母体名称之前。
CH2CH2CH3 CH3CH2CH2C=CHCH3
破坏 π键
顺反异构(p78)
演示:π键的形成+断裂
1.2 Isomerism 同分异构
烯基:烯烃去掉一个H后的基团称为烯基。
CH2=CH-
乙烯基
CH3CH=CH-
丙烯基
CH2=CHCH2-
烯丙基
烯烃具有双键,其异构现象较烷烃复杂,主要 包括碳链异构,双键位置不同引起的位置异构,以 及由于双键不能自由旋转而产生的另一个异构现象-顺反异构。
2.顺反异构(立体异构) 思考题:顺反异构是如何产生的?
CH3 CH3
H CH3 C=C H
问题:
H
C=C

H CH3
是一种还是两种物质?
顺-2-丁烯 mp: -139 ℃ bp: 4 ℃
反-2-丁烯 -117 ℃ 1℃
C=C不能自由旋转!
CH3
如果
H
CH3 H
C=C
变成
CH3
H
C=C
H
CH3
必须发生旧键的断裂与新键的形成。
(3)顺/反命名法与 Z/E 命名法比较
都用于命名顺反异构体,但二者没有必然的 联系。顺/反命名法具有一定的局限性,Z/E
命名法适用于所有顺反异构体。
(4)顺反异构与构象异构比较(了解)
共同点:各异构体之间,构造相同;但原子或基团在空间的排列
方式不同,属于空间异构。 不同点:构象异构是由于键轴旋转引起的分子不同排列形象。各
半扭曲型过渡态
cis-
trans-
C=C特性
120°
易反应
(1).共平面 (2).不等性
一个δ键和一个π键 (π键易断裂、易极化 ) )
(3).π键键能较δ键小( 610.28 < 2 ×346.94 kJ/mol
(4).键长较C-C短(134 < 154pm)共用两对电子;碳上电子云密度较大 (5).不可旋转性
顺 -2,3-二氯-2-戊烯
顺反命名法同样适用于多烯化合物
CH3 H C H C H CH3
扩展
例:
H
C
C
反,反-2,4-己二烯 A.每个双键都满足顺反异构的充分必要条件
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