文档介绍：第三章单烯烃
学习要求:
,形成π键的条件以及π键的特性。
,了解次序规则的要点及Z / E命名法。
(加成反应、氧化反应、α-H的反应)。
,马氏规则和过氧化物效应。
分子内含有碳碳双键(C=C)的烃,称为烯烃(有单烯烃,二烯烃,多烯烃),本章
讨论单烯烃。
§ 3—1 烯烃的结构
最简单的烯烃是乙烯,我们以乙烯为例来讨论烯烃双键的结构。
一、双键的结构
键能 610KJ / mol
C—C 346KJ / mol
由键能看出碳碳双键的键能不是碳碳单键的两倍,说明碳碳双键不是由两个碳碳单键构成的。事实说明碳碳双键是由一个键和一个键构成的。
双键( C=C) = σ键+ π键
现代物理方法证明:乙烯分之的所有原子在同一平面上,其结构如下:
二、 sp2杂化
为什么双键碳相连的原子都在同一平面?双键又是怎样形成的呢?杂化轨道理论认为,碳原子在形成双键时是以另外一种轨道杂化方式进行的,这种杂化称为sp2杂化。
三、乙烯分子的形成
其它烯烃的双键,也都是由一个σ键和一个π键组成的。
π键键能= 双键键能—碳碳单键键能
= 610KJ / mol – 346 = / mol
π键的特点: ①不如σ键牢固(因p轨道是侧面重叠的)。
②不能自由旋转(π键没有轨道轴的重叠)。
③电子云沿键轴上下分布,不集中,易极化,发生反应。
④不能独立存在。
§ 3—2 烯烃的异构和命名
一、烯烃的同分异构
烯烃的同分异构现象比烷烃的要复杂,除碳干异构外,还有由于双键的位置不同引起的位置异构和双键两侧的基团在空间的位置不同引起的顺反异构。
造异构(以四个碳的烯烃为例)
CH3-CH2-CH=CH2 1-丁烯位置异构
CH3-CH=CH-CH3 2-丁烯构造异构
CH3-C=CH2 2-甲基丙烯碳干异构
CH3
顺反异构
由于双键不能自由旋转,而双键碳上所连接的四个原子或原子团是处在同一平面的,当双键的两个碳原子各连接两个不同的原子或原子团时,就能产生顺反异构体。
例如:
这种由于组成双键的两个碳原子上连接的基团在空间的位置不同而形成的构型不同的现象称为顺反异构相现象。
产生顺反异构体的必要条件: 构成双键的任何一个碳原子上所连的两个基团要不同。
顺反异构体的物理性质不同,因而分离它们并不很难。
二、烯烃的命名
1. 烯烃系统命名法
烯烃系统命名法,基本和烷烃的相似。其要点是:
1) 选择含碳碳双键的最长碳链为主链,称为某烯。
2) 从最靠近双键的一端开始,将主链谈原子依次编号。
3) 将双键的位置标明在烯烃名称的前面(只写出双键碳原子中位次较小的一个)。
4) 其它同烷烃的命名。原则
例如:上两个化合物的命名为 2-乙基-1-戊烯
2,5-二甲基-2-己烯
烯基烯烃从形式上去掉一个氢原子后剩下的一价基团。
CH2=CH- 乙烯基
CH3CH=CH- 丙烯基(1-丙烯基)
CH2=CH-CH2- 烯丙基(2-丙烯基) IUPAC允许沿用的俗名
CH2= C–异丙烯基
CH3
顺反异构体的命名
1) 顺反命名法: 既在系统名称前加一“顺”或“反”字。
例如:
顺反命名法有局限性,即在两个双键碳上所连接的两个基团彼此应有一个是相同的,彼此无相同基团时,则无法命名其顺反。
例如:
为解决上述构型难以用顺反将其命名的难题,IUPAC规定,用Z、E命名法来标记顺反异构体的构型。
2)Z、E命名法(顺序规则法)
一个化合物的构型是Z型还是E型,要由“顺序规则”来决定。
Z、E命名法的具体内容是:
分别比较两个双键碳原子上的取代基团按“顺序规则”排出的先后顺序,如果两个双键碳上排列顺序在前的基团位于双键的同侧,则为Z构型,反之为E构型。
Z是德文 Zusammen 的字头,是同一侧的意思。
E是德文 Entgegen 的字头,是相反的意思。
顺序规则的要点:
比较与双键碳原子直接连接的原子的原子序数,按大的在前、小的在后排列。
例如: I > Br > Cl > S > P > F > O > N > C > D > H
-Br > -OH > -NH2 > -CH3 > H
②如果与双键碳原子直接连接的基团的第一个原子相同时,则要依次比较第二、第三顺序原子的原子序数,来决定基团的大小顺序。
例如: CH3CH2- > CH3- (因第一顺序原子均为C,故必须比较与碳相连基团的大小)
CH3- 中与碳相连的是 C(H、H、H)