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【兰州大学】优质课全国特级教师江新欢博士教授《有机化学》目录第一章绪论1第二章烷烃2第三章烯烃33第四章炔烃44第五章环烷烃5第六章卤代烃6第七章芳香烃37第八章醇酚醚48第九章醛酮39第十章羧酸以及衍生物410目录第十一章丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯1第十二章含氮化合物2第十三章杂环化合物33第十四章对映异构44第十五章碳水化合物5第十六章氨基酸和蛋白质

6专题一

有机化合物命名37专题二有机化合物反应活性及性质比较48第一章有机化学概念

1.1有机化合物和有机化学1.2有机化合物的结构特征1.3有机反应类型和试剂1.4两类控制反应1.5有机化合物酸碱的概念1.6溶剂的分类及溶剂化作用1.1有机化合物和有机化学1.1.1

有机化合物1.1.2

有机化学1.1.3

学习有机化学的方法1.1.1有机化合物1.概念碳氢化合物分子中只含碳和氢两种元素的化合物,又称为烃。碳氢化合物是有机化合物的母体。碳氢化合物的衍生物碳氢化合物中的氢原子被其它原子或基团替代后的化合物。有机化合物含碳的化合物,或者碳氢化合物及其衍生物。可含C、H、O、N、P、S等元素。2.有机化合物的特点1)液体化合物的挥发性大。2)固体化合物的熔点低,很少超过400℃。3)通常不溶于水。4)容易燃烧,CO2和H2O是主要燃烧产物。5)转化速率慢,副产物多,反应物转化率和产物的选择性很少达到100%。6)有机化合物分子中原子间一般以共价键相连。

3.为什么叫“有机”化合物?

这与人类对物质世界认识过程有关。在历史上,最早从动植物中提取得到染料、药物和香料等,因此人们认为只有有生命力的动植物能合成这类化合物,其性质又明显不同于当时已知的无机物,就称为有机化合物。尽管后来可以人工合成有机化合物,但有机化合物的名称仍沿用至今。1.1.2有机化学

1.定义有机化学研究有机化合物的化学,即研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法学的科学。2.有机化学发展历史

有机化学的发展大体上分如下几个阶段:建立有机化合物结构理论(19世纪60年代)建立立体化学(19世纪70年代)

各分支学科的形成(19世纪以后)分析天然有机化合物(18世纪末19世纪初)人工合成有机物(19世纪初)利用天然有机化合物(18世纪前)分离天然有机化合物(18世纪末)有机化学学科已经形成多种分支学科3.有机化学展望1.1.3学习有机化学的方法

学好有机化学的重要方法是:勤记忆、认真做习题(作业)、善于归纳总结、动手做实验、遇到问题及时解决。有机化学是实践性非常强的学科,除了要做有机化学实验外,还需要到化工厂参观、实践,了解工业上如何制备、利用有机化合物。建议学生在《有机化学》学习的不同阶段到就近的化工厂参观实践。1.2有机化合物的结构特征1.2.1共价键的形成1.2.2共价键的基本属性1.2.3共振论1.2.4有机化合物构造式的表示法1.2.5键的极性在链上的传递——诱导效应1.2.1共价键的形成

1.关于有机化合物分子中共价键形成的两种理论⑴价键理论

从形成共价键的电子只处于形成共价键两原子之间的定域观点出发,解决分子中原子间互相连接(成键)问题的理论是价键理论。杂化轨道理论是它的发展,这种方法处理的结果,对分子的空间形象描述得直观、清楚、容易理解,是常用的方法。⑵分子轨道理论以“形成共价键的电子是分布在整个分子之中”的离域观点为基础处理分子中原子相互连接问题的方法称为分子轨道理论。这种方法对电子离域体系描述的更为确切。多用于处理具有明显离域现象的有机分子结构,如芳环、1,3-丁二烯等共轭体系。2.分子轨道

(1)π键分子轨道

两个碳原子的2p轨道波函数Ψ进行线性组合得到Ψ1和Ψ2

Ψ2=

Ψc1-Ψc2较高能量分子轨道反键轨道π*

Ψ1=

Ψc1+Ψc2较低能量分子轨道成键轨道π

用图表示:

P

+

P

P

-

P-*ππ分子轨道法处理乙烯中的π键的结果:

Ψ2

称作成键π轨道,用π表示;Ψ1称作反键π轨道,用π*表示,两原子间有节点。(2)共轭π键分子轨道

1,3-丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)四个碳原子的四个p轨道线性组合成四个能量不等的π轨道:

Ψ1、

Ψ2、

Ψ3、Ψ4。能量Ψ4Ψ2Ψ3Ψ1三个节点无节点一个节点两个节点Ψ1、Ψ2是成键分子轨道,Ψ3、Ψ4是反键分子轨道四个成键电子离域分布在四个碳原子的周围。3.用杂化轨道法处理碳原子形成的共价键⑴

基本思路:在形成化学键时,原子的不同能级的价轨道进行“混合”,即“杂化”,形成新的价轨道,价电子的排布也随之改变,利用杂化轨道与其它原子形成共价键。轨道的“杂化”、“成键”等过程是同时完成的。⑵

sp3杂化:C的电子组态:1s22s22px12py12pz,其中2s22px12py12pz为价轨道,其中的电子为价电子。

C在形成化学键时,2s轨道与三个2p轨道杂化形成四个能级相等、形状相同的sp3杂化轨道,每个轨道中一个电子。sp3杂化轨道形状杂化轨道能量处于2S和2P轨道能量之间四个sp3轨道互成109.5°的角,指向四面体的四个顶角。C的四个sp3轨道氢原子沿sp3轨道的对称轴方向接近C,H的1s轨道与sp3轨道的电子云能最大限度的重叠,形成四个稳定的、彼此夹角为109.5°的C-H

σ

键,即为甲烷CH4分子。甲烷的C-H键注:杂化与成键同时完成这是C能形成碳链和碳环的化学键的基础C的sp3轨道与另一个C的sp3轨道沿着各自的对称轴成键,就形成C-Cσ键:

因此氯甲烷的分子形状应与甲烷形状相似。同样C的sp3轨道还可以与

O、N

等原子的杂化轨道形成

C-O、C-N

等σ键。C的sp3轨道也可以与卤原子的

p

轨道重叠,形成C-X

σ键:σ键的特点:

成键两原子可以绕键轴旋转,旋转的结果改变了原子空间排列。⑶sp2杂化

碳原子的

2s

轨道与二个

2p

轨道杂化,形成三个能量相等、形状相同的sp2轨道:三个sp2轨道互成120°,在一个平面上,与未杂化的2pz轨道垂直。碳的sp2和pz轨道:

C-C

π

键的形成:两个sp2杂化的C原子沿着各自sp2轨道轴接近形成C-C的

σ

键的同时两个2pz轨道也接近,从p轨道的侧面互相重叠,形成C-C

π

键,即C=C重键同时形成。pzpz—>π轨道:

乙烯分子的形成:剩下的sp2轨道与四个氢原子的1s轨道重叠,形成四个C-H

σ

键,即乙烯分子。

乙烯的分子结构

π

键的特征:

π

键强度小,是面对称,π

键的对称面垂直于

C-C

和四个

C-H

键所在的平面。⑷sp杂化:

碳原子的2s轨道与一个2p轨道杂化,形成两个能量相等、形状相同的sp轨道。两个sp杂化轨道互成180°,在一条直线上的两个sp轨道与未杂化的2py、2pz轨道所在的平面垂直。碳的sp、2py、2pz轨道

C-C三重键的形成:两个sp杂化的C原子沿着各自sp轨道轴接近,形成C-Cσ

键的同时,两个2py和两个2pz轨道也互相接近,从p轨道的侧面重叠,形成两个C-C

π

键,即C≡C三重键同时形成。乙炔的两个π键:

乙炔分子的形成:两个sp轨道与两个H的1s轨道形成两个C-H

σ键,即乙炔分子形成。

在乙炔分子的C≡C三重键中,一个σ键,两个互相垂直的π键,价电子形成筒状分布。乙炔三重键电子云:乙炔的σ键⑸sp3、sp2、sp轨道的比较:

sp3、sp2、sp轨道的形状相似,都是轴对称。sp3、sp2、sp轨道可以自身和相互间形成C-Cσ键,形成饱和的、不饱和的碳链或碳环如:sp3sp2sp2spsp也都能与其它原子轨道形成C-X、C-O、C-N等σ键。⑹不等性杂化

sp3、sp2、sp杂化同一组杂化轨道中的s和p的成分相同,轨道的夹角也相等,称为等性杂化。

在形成某种分子如环丙烷时,2s与三个2p轨道杂化,得到的一组杂化轨道,每个轨道中的s和p的成分不是相等的,轨道的能量、夹角也不完全相等,这一组轨道称为不等性杂化轨道。这组轨道与相同原子形成的σ键强度不全相等。4.其它原子的杂化

不仅仅碳原子在形成化学键时发生轨道杂化,在有机化合物中,其它原子(杂原子)在形成化学键时也能发生sp3、sp2、sp杂化。如:在H3C-O-CH3中,O为sp3杂化。在>C=O中,C是sp2杂化,O也是sp2杂化。在-C≡N中,C、N都是sp杂化。1.2.2共价键的基本属性

1.共价键性质的重要性有机化合物中原子主要是共价键连接的,共价键决定了有机化合物的性质,因此要研究共价键的性质。

共价键的基本性质包括键长、键角、键能和键的极性。2.键长⑴

键长(又称键距):形成共价键的两个原子核之间的距离称为键长。d:a、b两原子的键长

r1:b原子的范德华半径

r2:b原子的共价半径

r3:a原子的共价半径

r4:a原子的范德华半径⑵影响键长的因素:①不同原子成键,键长与原子半径有关。②相同原子成键键长:单键>双键>三键。常见共价键的键长③无论C-C还是C-H,键长都与C的杂化状态有关。原子的杂化状态及分子中其它键对键长的影响3.键角

同一个原子至少与两个原子成键时,中心原子的键与键之间的夹角称为键角。

键角的大小与成键原子特别是成键的中心原子的杂化状态有关,也受分子中的其它原子的影响。4.键能⑴概念

由原子形成共价键所放出的能量,或共价键裂成两个原子所吸收的能量称为该键的键能。后者又称键的解离能。键能的单位:kJ/mol。例1.H2(g)——>2H·吸收436.0

kJ/mol能量,即H-H键的键能,也称为H-H的解离能(Ed=436.0kJ/mol表示)。例2.甲烷分子中有四个C-H键,其解离能如下:每一种C-H键的解离能Ed不相等。

在甲烷中C-H的键能是各C-H键解离能的平均值:(423+439+448+347)/4=414

kJ/mol

化合物的键能数据可从手册中查到。常见共价键的键能(单位:kJ/mol,25oC,气相)⑵键能的用途

可用键能数据估计化学反应的焓变例1.估算甲烷氯化生成二氯甲烷的反应焓:

CH4+2Cl2——>CH2Cl2+2HCl生成新键放热:2个C—Cl2×339=678

kJ/mol2个H—Cl2×432=864

kJ/mol断裂旧键吸热:2个C—H2×414=828

kJ/mol2个Cl—Cl2×

243=486

kJ/molΔHm=(678+864)-(828+486)=228

kJ/mol

即:每生成1mol的CH2Cl2,放出228kJ/mol能量。例2.估计乙烯加氢生成乙烷的反应焓即:每生成1mol的乙烷,放出128kJ/mol的热。⑶

注意:

键能与键解离能是两个不同的概念,两者有联系又有区别,键能是分子中同种键解离能的平均值。手册中给的键能多数是标准态(25℃,气相)值。5.键的极性和极化性⑴极性键和非极性键

两个电负性不同的原子形成共价键,成键的两电子的电子云非均匀分布在两原子的周围,电负性大的原子周围有较多的电子云,电负性小的原子周围有较少的电子云,即键的两端出现微小正、负电荷,常用δ+和δ-表示,这种现象称为键的极性,这种键称为极性共价键。例如:如果形成共价键的两原子电负性相同,成键电子均匀分布在两原子周围,这种键无极性,称为非极性共价键。

例:H-H,Cl-Cl,CH3-CH3等。⑵键极性的度量①定性的相对比较:键的极性大小主要取于成键两原子的电负性值之差。例如,H-O极性大于H-N键的极性。碳、氮在不同杂化状态下的电负性值:②定量的度量:

由键偶极矩μ=q·d

(又称键矩)来度量。

μ:键偶极矩

单位:C·mq:正电荷或负电荷中心电量单位:C

d:正负电荷中心间距离单位:m常见共价键的偶极矩:③极性键的表示:偶极矩是向量,用一箭头表示指向键的负电荷端。如:⑶键的极化性①键的极化性

在外电场作用下,共价键的极性发生变化称做键的极化性。带电荷的试剂(分子、离子等)都可以看作外电场。例如在极性溶剂中,C-X键的极性变大,就是碳卤键的极化性。

②用极化度来度量键的极化性

极化度反映成键两原子核电荷对共价键的电子对约束的相对程度,极化度不仅与成键原子的体积、电负性、键的种类有关,还与外电场强度有关。

碳卤键的极化度顺序:C-I

C-Br>

C-Cl>

C-F;C=C的极化度比C-C的大,因为C=C有π

键;

外电场越强(带电荷多)键的极化度越大。

成键电子和原子核都在运动中,也能使非极性键在瞬间产生键矩。

分子的极性由组成分子的各共价键极性决定的。分子的极性大小用分子的偶极矩度量。分子的偶极矩等于组成分子的各共价键偶极矩的和。例:CH4的偶极矩为零

非极性分子CH3Cl的偶极矩为6.24×10-30C.m6.极性分子

一些常见化合物气态时的偶极矩:绝大多数有机化合物分子都有共价键,共价键的键长、键能反映了键强度,分子的热稳定性;键角反映了分子的空间形象;键偶极矩和键的极性反映了分子化学反应活性和影响分子的物理性质。1.2.3共振论简介1.共振论概念

离域体系:

所有原子共平面,电子分散在有关原子上的体系,分子、离子、自由基都可成为离域体系。

1933年鲍林提出共振论(resonancetheory)共振论——价键理论的延伸和发展共振论:(1)离域体系的分子、离子或自由基不能用一个经典结构表示,需用几个可能的原子核位置不变,只有电子对排布变化的经典结构表示。‥‥‥‥‥‥‥‥::--共振杂化体共振结构(1)共振结构(2)共振(2)共振结构的贡献:稳定的共振结构对共振杂化体贡献大;相等的共振结构对共振杂化体贡献相等。(3)共振能(离域能):最稳定结构与杂化体的能量差。

2.写共振结构的规则用“”“”分别表示电子对、单电子偏移方向。(1)原子核位置不动,π

键、非键电子对移动。

(2)所有共振结构式符合价键理论,是路易斯结构式。

(3)保持相等的单电子数目H3CHCCHCH2H3CHCCHCH2(1)(2)H3CNOOH3CNOO(1)(2)3.

共振结构稳定性的估计

(1)共价键数目多的稳定

(2)所有原子具有惰性气体结构的稳定(3)电荷分离不稳定,越远越不稳定稳定稳定稳定1.2.4有机化合物构造式表示法

1.概念分子中原子间相互连接的顺序叫分子的构造。构造式表示分子构造的化学式叫构造式。分子的构造2.

有机化合物分子的构造须用构造式表示

有机化合物是含碳的化合物。碳与本身或H、O、N、P、S、X等原子以四个共价键相连。可形成碳链、碳环,也可与杂原子(除碳以外原子)形成杂链或杂环。碳原子可以单键、双键、三键方式与自身或其它原子相连。因此分子式已不能表示唯一的化合物,必须用构造式。⑴

路易斯构造式:也称电子构造式。用两个圆点表示形成共价键的两个电子,放到成键两原子之间。这种表示优点是各原子的成键关系、价电子数清楚。构造式的书写方法:⑵

短线构造式:用一短线表示一个共价键,放在成键两原子间。其缺点是书写麻烦,占篇幅。⑶

缩简构造式:把成键的两原子放在一起,必要时再用短线表示共价键,这是目前使用较为普遍的书写方法。⑷

键线式构造式:只表示出碳链或碳环(统称碳架或分子骨架)和除碳氢原子以外的原子或基团与碳原子连接关系,在链或环的端点、折角处表示一个碳原子,这种方法简便,表示清楚,被普遍接受。各种表示方法如下表:⑴(2)1.2.5键的极性在链上传递—诱导效应1.卤代羧酸的酸性⑴取代酸的酸性

羧酸的酸性大小,可用酸在水溶液中解离平衡常数法表示:酸性变化的规律:①酸中的氢被卤原子取代,酸性增强;被烷基取代,酸性变弱。②在烃基的同一位置引入的卤原子数多,酸性增加得多;引入烷基多,酸性变弱得多。③引进的卤原子离羧基近,酸性大。④引进卤原子形成的碳卤键极性大,酸性增加。

⑵诱导效应

卤原子取代氢原子后形成X-C极性键,使成键电子偏向卤原子X←C,与这个X-C键相接的共价键的成键电子对受极性键的影响产生极化,如此影响下去,,到羟基的O-H时,使O-H的成键电子对也偏向氧原子,H原子以质子H+的形式离开的趋势增大,酸性变大。

诱导效应:由极性键诱导作用产生的沿价键链传递的电子对偏移效应称为诱导效应,又称为I效应。XCCOOH⑶诱导效应作用的范围

诱导效应沿价键链传递随着价键链的增长而衰减,一般传递三个化学键后,诱导效应的影响可以忽略不计,计算含氯的碳链上原子静电荷分布情况为:2.取代基的推电子效应和拉电子效应⑴以醋酸为标准判断取代基的电子性能

以醋酸分子甲基上的氢为参考标准,取代基X取代H原子以后,X←CH2COOH中的X产生吸电子的诱导效应(-I效应)时,醋酸的pKa变小,称X为吸电子基,吸电子基又称拉电子基。取代基Y取代H原子后,Y→CH2COOH产生推电子的诱导效应(+I效应)时,醋酸pKa变大,称Y为推电子基,又称给电子基或供电子基。

把取代酸的基按pKa由小到大排列顺序,即取代基吸电子能力从大到小顺序:排在—H前面的取代基是吸电子取代基,排在—H后面的取代基是推电子取代基。具有+I效应的取代基还有少数负离子,如:—O-,—COO-。⑵取代基推、拉电子性能的相对性

上面的取代基推、拉电子性能的顺序是近似的,是由测定取代醋酸的pKa值得到的,有相对性。当这些取代基连接到其它化合物上,会使上述取代基的诱导效应有所改变。

在某些情况下,动态诱导效应的影响要比静态诱导效应的影响大。如在化学反应过程中,动态诱导效应的影响比静态诱导效应大得多。3.

动态诱导效应

上面讨论的由极性键引起的诱导效应称为静态诱导效应。在外电场存在时,由外电场的影响会产生键的极化作用,极化键产生的诱导作用称为动态诱导效应。1.3有机反应类型和试剂

1.3.1有机反应中共价键的断裂方式和反应类型1.3.2有机反应中间体的概念1.3.3试剂的分类1.3.1有机反应中共价键的断裂方式及反应类型

X:Y——>X.

+

Y.

共价键断裂时形成共价键的两个电子平均分到形成共价键的两个原子或基团上的断裂方式,称共价键的均裂。共价键均裂的反应称为均裂反应,也称为自由基型反应。1.共价键的均裂产生均裂反应的条件:①共价键本身多数为非极性共价键如C-C,C-H键;②光照、受热(高温)、电磁辐射等外部条件影响;③自由基引发剂的引发2.共价键的异裂

X:Y——>X:-

+

Y+X:Y——>X+

+

Y:-

共价键断裂时,形成共价键的两个电子,非均匀地分在形成共价键的两原子或基团上,形成带有一对电子的负离子和未带电子的正离子,这种断裂方式称为共价键的异裂。共价键异裂的反应称为异裂反应,也称为离子型反应。产生异裂反应的条件:①共价键本身多数为极性共价键,极性越强,越容易异裂②催化剂的作用③多数是极性试剂作用的结果④溶剂是极性的3.有机反应的类型⑴自由基型反应

⑵离子型反应

⑶协同反应(周环反应)自由基型反应自由基取代反应自由基加成反应离子型反应取代反应加成反应亲电取代反应亲核取代反应亲电加成反应亲核加成反应1.3.2有机化学反应中间体的概念1.

反应中间体

多数有机化学反应不是一步完成的,经过几步反应完成时,在反应过程中生成中间体。这些中间体是高度活泼的物种,很难分离出来,故又称为活性中间体,但用现代仪器可以测定出来。中间体来自共价键的均裂和异裂,如碳自由基、碳正离子,碳负离子。2.碳正离子

碳正离子是平面形结构,带正电荷的碳原子是sp2杂化状态(CH3)3C+的结构3.

碳负离子多数碳负离子是四面体结构,带负电荷的碳原子是sp3杂化状态H3C-的结构4.碳自由基

大多数碳自由基是平面结构,带有未配对电子的碳原子是sp2杂化状态。随着这个碳原子连接的原子或基团不同,碳原子由sp2杂化逐步转成sp3杂化,碳自由基由平面结构,经过扁平的四面体结构变成正四面体结构。·CH3的结构此外,还有碳烯、氮烯、苯炔等中间体。1.3.3试剂的分类1.

自由基试剂

在光或热作用下,能发生均裂形成自由基引起反应的试剂为自由基试剂,卤素是自由基试剂。自由基试剂中还有一类试剂,称为自由基引发剂,在反应中加入少量自由基引发剂,反应就能引发并继续下去,这类试剂有过氧化物和偶氮化合物等:R—O—O—RR—N=N—R2.亲电试剂在反应过程中,如果试剂从有机化合物中与它反应的那个原子获得电子对,并与之共有形成化学键,这种试剂称为亲电试剂。如:亲电试剂多数是正离子或缺电子物种。有机化合物与亲电试剂的反应称为亲电反应。如:3.

亲核试剂

在反应中,如果试剂把电子对给予有机化合物中与它反应的那个原子,并与之共有形成化学键,这种试剂称为亲核试剂。如:-OH,-NH2,-CN,H3C-,H2O,NH3亲核试剂多数是负离子或有孤对电子物种。有机化合物与亲核试剂的反应称为亲核反应。如:4.

试剂的相对性

有些试剂,如H2O可以是亲核试剂,也可以是亲电试剂,取决于反应物和反应条件。有些试剂,如Cl2,高温或光照下是自由基试剂,而在极性介质中是亲电试剂。又如HBr在有过氧化物时是自由基试剂,而在极性条件下是亲电试剂。1.4两类控制反应1.4.1动力学控制和热力学控制1.4.2广义的动力学控制多数有机反应是复杂反应;有机化合物与一个试剂反应,往往有多种反应途径(机理),形成多种产物,需要研究反应机理、研究控制问题。1.4.1动力学控制和热力学控制反应

CH2=CH-CH=CH2+HBrCH3CHBrCH=CH2…(1)

CH2=CH-CH=CH2+HBr

CH3CH=CHCH2Br…(2)

反应(1)称1,3-丁二烯的1,2-亲电加成;反应(2)称1,3-丁二烯的1,4-亲电加成。

(1)与(2)是竞争反应…(3)…(4)反应(3)是萘的α-H被亲电取代;反应(4)是萘的β-H被亲电取代;反应(3)与(4)是竞争反应。1,2-加成反应活化能小,低温下速度决定产物组成,是动力学控制反应;1,4-加成反应活化能大,速度慢,但1-溴-2-丁烯稳定,高温下,反应达到平衡,1-溴-2-丁烯是主要产物,是热力学控制反应。萘的α-亲电取代反应是动力学控制为主的反应;萘的β-亲电取代反应是热力学控制为主的反应。一个平衡反应,反应远离平衡时是动力学控制,达到平衡时是热力学控制。1.4.2广义的动力学控制CH3CH2CH2CH2Br+NaOHCH3CH2CH2CH2OH+NaBr(5)CH3CH2CH2CH2Br+NaOHCH3CH2CH=CH2+H2O+NaBr(6)(5)与(6)是竞争反应,却是非平衡反应,都是动力学控制反应。改变反应介质,催化剂等能改变反应速度,控制反应。水溶液中反应,主要生成醇;醇溶液中反应,主要生成烯。高温一有利于烯烃生成,低温有利于醇生成。1.5有机化合物酸碱的概念1.5.1在有机化学反应中酸碱的重要性1.5.2质子酸碱理论1.5.3电子酸碱理论1.5.4质子酸碱与电子酸碱的比较1.5.1在有机化学中酸碱的重要性⒈很多有机化合物是酸或碱。⒉许多有机化学反应是酸碱反应。⒊有些有机化学反应是酸或碱催化的反应。⒋常用酸、碱概念来说明有机化合物结与性质的关系,分析反应机理,选择试剂、溶剂和催化剂。有机化学中常用的是质子酸碱和电子酸碱。1.5.2质子酸碱理论质子酸碱理论是布朗斯特提出来的,又称布朗斯特酸碱。⒈酸:能提供质子的物种为酸。如:HCl,CH3COOH,CH3COCH2COCH3,H2O,HSO3-,NH4+等⒉碱:能接受质子的物种为碱。如:Cl-,CH3COO-,-OH,SO42-,NH3等

⒊共轭酸碱对

酸给出质子后剩下的物种是它的共轭碱;碱接受质子后生成的物种是它的共轭酸。给出质子能力强的酸是强酸,其共轭碱是弱碱;接受质子力强的碱是强碱,其共轭酸是弱酸。利用互为共轭酸碱的强度关系,可以判断碱或酸的相对强度。例如:

判断OH-,RCH2O-和RCOO-碱性相对强度,可用它们共轭酸H2O,RCH2OH和RCOOH的强度判断。例H2O的pKa=15.7,RCH2OH的pKa=18,RCOOH的pKa=4~6。因此,酸的强度顺序为:RCOOH

>

H2O

>

ROH;共轭碱的强度:RCH2O->HO->RCOO-。⒋

质子酸碱的相对性

一个给定物种,它表现出的酸碱性与介质有关系。例如:乙酸在酸性比它弱的H2O中有酸性,表现为酸,H2O是碱:乙酸在酸性比它强的H2SO4中有碱性,表现为碱,H2SO4是酸:

酸碱反应的本质是质子转移。1.5.3电子酸碱理论电子酸碱理论是路易斯提出来的,又称路易斯酸碱。⒈酸:能够接受电子对的物种是酸如:BF3,AlCl3,H+,Ag+等酸结构上的特点:有空的价电子轨道⒉碱:能够提供电子对的物种是碱如:NH3、H2O、ROH、RNH2、ROR、CH2=CHR、冠醚和某些芳香化合物等。碱结构上的特点:有含电子对的元素

酸碱反应生成酸碱配合物。有机化合物反应常用H+、BF3、AlCl3、ZnCl2、FeBr3等路易斯酸做催化剂。例如:1.5.4质子酸碱与电子酸碱比较

1.质子酸碱与电子酸碱的范围是不一致的。2.路易斯酸的范围比质子酸的范围大。3.路易斯酸碱几乎包括了所有的无机化合物和有机化合物。因此路易斯酸碱又称为广义酸碱。1.6溶剂的分类及溶剂化作用1.6.1溶剂在有机化学反应中的作用1.6.2溶剂的分类1.6.3溶剂化作用1.6.4试剂与酸碱、溶剂关系1.6.1溶剂在有机化学反应中的作用

⒈不同类型反应需要不同溶剂,自由基型反应需要非极性溶剂,离子型反应需要极性溶剂。⒉溶剂能改变离子型反应的反应速度,还可能改变反应机理。⒊溶剂的极性和溶剂化能力是影响离子型反应的两个重要因素。1.6.2溶剂的分类1.按溶剂的极性分类溶剂的极性通常与溶剂的介电常数(ε/F·m-1)联系起来,用介电常数划分溶剂的类型。

ε>15F·m-1称为极性溶剂

ε<15F·m-1称为非极性溶剂极性溶剂与非极性溶剂是相对的——溶剂的分类方法很多

常用溶剂的介电常数:2.

按溶剂的结构分类按溶剂的结构分为质子溶剂和非质子溶剂。质子溶剂:分子中含有可作为氢键给体的O—H键或N—H键的溶剂称为质子溶剂。

非质子溶剂:分子中没有氢键给体的溶剂称为非质子溶剂。质子溶剂既是氢键给体,又是氢键受体,如:H2O、ROH、RNH2等。非质子溶剂不是氢键给体,有些是氢键受体,如CH3COCH3、HCON(CH3)2等;有些也不是氢键的受体,如C6H6、n-C7H16等。1.6.3溶剂化作用在溶液中,溶质被溶剂分子包围的现象称为溶剂化。例如:氯化钠在溶液中,结构单元就是水化了的钠离子(Na+)和氯离子(Cl-),即氯化钠被水溶剂化。1.溶剂化2.溶剂化的本质一个极性溶剂分子有带部分正电荷的正端和带部分负电荷的负端,如R-O-H。正离子与溶剂的负端,负离子与溶剂的正端互相吸引,称为离子-偶极作用,也称为离子-偶极键。离子-偶极作用是溶剂化的本质。一个离子可形成多个离子-偶极键,结果离子被溶剂化,被溶剂分子包围。d+d-

质子溶剂的溶剂化作用除了离子-偶极键作用外,往往还有氢键的作用。3.溶剂化的结果稳定了离子,降低了离子的化学反应活性。例如:质子溶剂不仅稳定负离子,还急剧地降低了负离子的反应活性,因为负离子的碱性及亲核性是一致的。1.6.4试剂与酸碱、溶剂关系⒈试剂与酸碱

路易斯碱是亲核试剂,路易斯酸是亲电试剂,两者是一致的。质子碱的碱性强度是指与质子结合的能力,而亲核试剂的强度是指与碳反应的能力,它与亲核试剂中心原子的电子的可极化性、空间位碍等因素有关。⒉相对亲核性与相对碱性⑴在负离子系列中,如果亲核试剂的亲核中心是相同原子时,负离子的亲核性平行于其碱性。例如:氧为亲核中心的亲核试剂,亲核性相对强度顺序为:RO->HO-≥RCO2-,与它们的碱性强度RO->HO-≥RCO2-是一致的。⑵亲核中心是元素周期表中同一族元素的原子时,亲核性平行于其碱性。例如:R3C->R2N->RO->F-,是负离子的亲核性顺序也是负离子碱性的顺序。⒊亲核性与溶剂的关系⑴反应使用的溶剂对试剂的亲核性有重要影响,在质子溶剂中,亲核中心原子半径大的亲核试剂亲核性大,如S的亲核性大于O的亲核性。而碱性O>S,这是因为质子溶剂能与负离子形成氢键的原因,负离子越小,溶剂化作用越强,这个负离子作为亲核试剂去反应越困难。在质子溶剂中,一些负离子的亲核性相对强度顺序为:SH->CN->I->OH->N3->Br->CH3COO->Cl->F-。⑵在不能与负离子形成氢键的极性有机溶剂(如DNF或DMSO)中,负离子的亲核性变化比较接近其碱性变化规律。例如:在DMSO中,卤离子的亲核性强度F->Cl->Br->I-,这与其碱性顺序一致。第二章烷烃(Alkanes)烃(Hydrocarbons)

脂肪族(Aliphatic)芳香族(Aromatic)烷烃(Alkanes)烯烃(alkenes)炔烃(alkynes)环烷烃

(Cyclicalkanes)一、同系列(homologousseris)、同系物(homologs)、通式(generalformula)二、同分异构(isomerism):构造异构具有相同分子式,仅由于组成分子的原子间连接顺序和方式不同引起的同分异构现象。烷烃:碳架异构

三、碳原子和氢原子的分类1:与一个碳相连,伯(primary)碳原子,或一级碳(1°)4:与二个碳相连,仲(secondary)碳原子

,或二级碳(2°)3:与三个碳相连,叔(tertiary)碳原子,或三级碳(3°)2:与四个碳相连,季(quaternary)碳原子,或四级碳(4°)

四、命名1、普通命名法1~10个碳:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬和癸表示

11个碳以上:十一烷,十二烷…

异(iso)新(neo)2、系统命名法(IUPAC)

InternationalUnionofPureandAppliedChemistry

(1)选主链:选择烷烃分子中最长的连续碳链作为主链,按其碳原子数称某烷。(2)编号:从靠近取代基一端开始,用阿拉伯数字对主链碳原子依次编号。(3)取代基书写:相同取代基合并,用汉字表明数目;不同取代基按“次序规则”排列,优先基团在后。

(英文按字母顺序排列)(4)分子中有几种等长碳链可选择时,应选择含取代基多的碳链为主链

(5)复杂取代基的命名CH3CH2CH2—正丙基n-propyln-Pr异丙基iso-propyli-PrCH3CH2CH2CH2—正丁基n-butyln-Bu仲丁基sec-butyls-Bu(CH3)2CHCH2—异丁基iso-butyli-Bu(CH3)3C—叔丁基tert-butylt-Bu(CH3)3CCH2—新戊基neo-pentyl取代基名称:CH3─甲基methylMeCH3CH2─乙基ethylEt五、烷烃的结构

楔线式棒球模型斯陶特模型Sp3杂化轨道基态激发态σ键的特点:(1)轴向重叠,重叠程度大,较牢固,(2)可自由旋转,不改变重叠程度。六、物理性质(physicalproperties)分子键作用力(Intermolecularforce)1、偶极-偶极(dipole-dipole)相互作用2、范德华力(Vanderwaals)3、氢键(Hydrogenbond)有机化合物的物理性质取决于它们的结构和分子间的作用力

烷烃分子间作用力主要是范德华力

1、沸点(boilingpoint)直链烷烃的沸点随分子中碳原子数增加而增高。

同分异构体中,含直链的异构体比含支链的异构体沸点高,支链越多,沸点越低。2、熔点(meltingpoint)直链烷烃熔点随分子量的增加而升高。同分异构体中,含直链的异构体比含支链的异构体熔点低,支链越多,分子越对称,分子在晶格中的排列越紧密,熔点越高。

3、密度(density)烷烃的密度均小于1。4、溶解性(solubility)不溶于极性的水,溶于低极性的有机溶剂(苯及四氯化碳等)。七、化学性质1、烷烃的卤代反应(1)甲基的氯化(2)卤代反应机理--自由基链锁反应(3)甲烷与其它卤素反应卤素的相对活性:F2>Cl2>Br2>I2

(4)卤素与其它烷烃的反应三种氢的反应活性次序:3°H>2°H>1°自由基相对稳定性次序如下:八、构象(Conformation)围绕σ键旋转所产生的分子的各种立体形象不同构象称构象异构体(conformationalisomersorconformers)(一)乙烷的构象楔线式锯架式纽曼投影式

交叉式重叠式扭转张力(torsionalstrain)优势构象:交叉式丁烷的构象:全重叠邻位交叉部分重叠对位交叉部分重叠邻位交叉全重叠稳定性:对位交叉式>邻位交叉式>部分重叠式>全重叠式优势构象:对位交叉式

第三章烯烃(Alkene)和环烷烃(Cycloalkane)第一节烯烃一、结构1、sp2杂化:2、乙烯的结构:二、同分异构三、命名:

烯烃的系统命名是选择含碳碳双键的最长碳链作为主链,按其碳原子数称某烯。在编号时必须从靠近双键一端编起,使表示双键位置的数字尽可能最小,然后将双键中编号,将较小那个碳原子的序号写在某烯前面,以表示双键在碳链中的位置。表示取代基名称和位置等原则与烷烃类似。四、物理性质五、烯烃的化学性质(一)加成反应(AdditionReactions)1.加氢—催化氢化(catalytichydrogenation)

催化剂:铂、钯、Raney

Ni等2.与卤化氢加成(AdditionofHydrogenHalides)烯烃稳定性:反-2-丁烯>顺-2-丁烯>1-丁烯一般同类烯烃中,双键碳上所连烷基越多越稳定卤化氢对烯烃加成的活性次序:HI>HBr>HCl马尔可夫尼可夫规则(Markovnikovrule)马氏规则不对称烯烃与卤化氢加成时,卤化氢中的氢总是加到含氢较多的双键碳原子上,卤原子则加到另一双键碳原子上。亲电性试剂(electrophilicreagent):缺少电子,迫切需要得到电子的试剂。由亲电性试剂进攻发生的(加成)反应称亲电性(加成)反应(electrophilicreaction,electrophilicadditionreaction)。碳正离子活性中间体稳定性:3º>2º>1º

>++慢快X—碳正离子活性中间体carbocation+>>>+烷基具有供(推)电子能力,中心碳上所连烷基越多,碳正离子活性中间体越稳定,反之,连有吸(拉)电子原子或基团,碳正离子稳定性下降。++X—X—2º1º不对称烯烃与极性试剂加成时,试剂中的正离子或带正电荷的部分总是加到能形成稳定的碳正离子的双键碳原子上。+无过氧化物过氧化物过氧化物效应(peroxideeffect):在过氧化物存在下,不对称烯烃与溴化氢加成方向是反马氏规则的。过氧化物效应只对溴化氢有效。3.与卤素加成Br/CCl4溶液用来检验烯烃卤素对烯烃加成的活性次序:F2>Cl2>Br2>I2(不反应)溴鎓离子反式加成4.与硫酸加成烯烃的间接水合与不对称烯烃加成同样遵循Markovnikovrule.6.与水加成烯烃的直接水合遵循Markovnikovrule6.与次卤酸加成+2(β)-氯乙醇不对称烯烃与次卤酸加成同样遵循Markovnikovrule.(二)双键的氧化反应1.高锰酸钾氧化+++++-2.臭氧化另外,有H2O2产生,能使醛进一步氧化成羧酸。还原水解可以避免产物的进一步氧化

常用的还原剂:Zn/H2O+(三)α-氢原子的反应常温高温NBSN-溴代丁二酰亚胺过氧化物自由基稳定性:3º>2º>1º

>>··作业第一章(p13)3,4,5第二章(p25)1(2)(4)(5)(6)4,6,7,8第三章(p45)1,3(2)(3)(5)(6),4,5,6(1)(3)(4)9,11(2),12

第二节环烷烃(Cycloalkane)

一、分类和同分异构同分异构:二、命名命名原则同烷烃,要标明构型。有顺反异构时命名只用顺反不用Z、E。1,1-二甲基环己烷1,1-Dimethylcyclohexane1,1-二甲基-4-乙基环己烷4-Ethyl-1,1-dimethylcyclohexane4-乙基环戊烯2-环己基-2-戊烯顺(非Z)1,3—二甲基环戊烷三、环烷烃的理化性质1.加氢2.加卤素高温+++室温3.加卤化氢++或不反应小环(3、4元)似烯大环(5、6元)似烷四、环烷烃的结构

Baeyer张力学说(1885年)

sp3碳原子键角应为109。28’,任何与此正常键角的偏差,都会引起分子的张力,这种张力具有力图恢复正常键角的趋势。我们把这种张力叫角张力。只对小环适用蝴蝶式信封式环戊烷环丁烷五、环己烷及其取代衍生物的构象1.环己烷的构象椅式构象椅式构象球棒模型船式构象球棒模型凡与通过分子中心的假象垂直轴平行的C—H键凡与垂直轴成109。28’的C-H键平伏键(e)键equatorialbonds直立键(a)键axialbonds直立键平伏键showingbothaxialand

equatorialbonds向上(下)的碳原子有一根垂直向上(下)的a键,另一根是斜向下(上)e键。第四章炔烃和二烯烃第一节炔烃(Alkyene)一、结构1、sp杂化二、炔烃的同分异构和命名[主链]选择含双键叁键在内的最长碳链,并按其碳原子数称“某烯炔”,将“炔”字放在名称最后。[编号]遵守“最低系列”原则.编号相同优先双键较小位号。三、炔烃的理化性质(一)加成反应1、催化氢化(Hydrogenation)H2CatalystH2CatalystAlkyneAlkeneAlkaneH2CatalystAlkyneAlkeneHowstopatalkene?LindlarCatalystPd,BaSO4/喹啉H2LindlarCisadditionofhydrogen?HowgetTRANSadditionofhydrogen?NaNH3Sodium-AmmoniaReductionofAlkynesTRANSliquidammoniasolventNaNH3H2LindlarCISTRANS2、加卤素3、加卤化氢4、加水HydrationofAlkynesH3O+Hg2+Howdidthistakeplace?acetoneH3O+Hg2+ENOLAddwatertotriplebond.H3O+Hg2+(二)氧化反应(三)炔氢的反应TerminalAlkynesNaNH2

AcetylideionBaseNucleophileHowdothistransformation?NaNH2

NucleophilicSubstitutionReaction1.NaNH2

2.EtBr1.NaNH2

2.MeBrReagent?H3O+,Hg2+Reagent?NaNH2Reagent?CH3BrReagent?H2

LindlarReagent?NaNH3第二节二烯烃(Dienes)一、分类和命名二、结构IsolatedDoubleBondsConjugatedDoubleBondsOverlapofporbitalsOverlapofporbitalsNooverlapCONJUGATEDdoublebonds252KJ/Mole226KJ/MoleH2H2共轭

共轭

键与

键重叠。电子离域,体系稳定。p-

共轭p轨道与

键重叠。电子离域,体系稳定。

六个C-H键与三个C-C键共平面;p轨道垂直于平面且彼此相互平行,重叠;电子离域;大

键;

共轭体系。共轭体系中电子的离蜮,使体系能量降低。共轭体系越大,化合物越稳定。键长趋于平均化,C2-C3呈现部分双键。共轭分子的经典结构式具有单双键交替的特征;共轭体系的交替偶极不会因共轭连的增长而减弱。三.共轭双烯的反应1.1,4-加成(共轭加成)试剂(溴)加到C-1和C-4上(即共轭体系的两端)双键移到

中间,称1,4-加成或共轭加成。共轭体系作为整体形式参与加成反应,通称共轭加成。

+

-

+

-

+

-

++(p-

共轭)

p-

共轭1,2-与1,4-加成产物比例:

1,4-加成产物低温1,2-加成高温1,4-加成反应速率控制产物比例——速率控制或动力学控制产物间平衡控制产物比例——平衡控制或热力学控制低温时,产物比例取决于反应速率,反应速率受控于活化能大小,活化能小反应速率快;高温时,反应可逆,产物比例与产物的稳定性有关。

2.Diels-Alder反应(合成环状化合物)双烯体:共轭双烯(S-顺式构象,双键碳上连给电子基,增强活性)亲双烯体:烯烃或炔烃(重键碳上连吸电子基,增强活性)双烯体亲双烯体第三章烯烃和二烯烃第一节烯烃第二节二烯烃第一节烯烃一、烯烃的通式和异构现象(一)烯烃的通式分子中只含有一个碳碳双(或三)键的链烃叫做单烯(或炔)烃。单烯烃比相应烷烃少两个氢原子,通式为CnH2n。烯烃由于碳架不同和双键在碳架上的位置不同而有各种构造异构体。如丁烯的三个同分异构体为:

(二)烯烃的异构现象其中①或③和②互为碳链异构体.①和③互为位置异构体。如上所示,两个相同基团处于双键同侧叫做顺式,反之则为反式。这种由于双键的碳原子连接不同基团而形成的异构现象叫做顺反异构现象,形成的同分异构体叫做顺反异构体。

孤立二烯烃

共轭二烯烃

(2)二烯烃的通式和分类

分子中含有两个碳碳双键的链烃叫做二烯烃。通式为CnH2n-2。根据二烯烃分子中两个碳碳双键的相对位置不同分类:

二烯烃累积二烯烃(丙二烯)(1,3-丁二烯)(1,4-戊二烯)二、烯烃的结构杂化轨道理论认为,乙烯分子中的碳原子在成键时发生了sp2杂化,即碳原子的2s轨道和两个2p轨道重新组合分配,组成了三个完全相同的sp2杂化轨道,还剩余一个未参与杂化的2p轨道。碳原子的sp2杂化过程如下:sp2轨道模型三、烯烃的命名(一)烯基的命名烯烃去掉一个H后的一价基团.烯基在命名时,其编号应从游离价所在的C开始。

CH2=CH-乙烯基-CH2CH=CH2烯丙基(或2–丙烯基)CH3CH=CH-丙烯基(或1–丙烯基)CH3C=CH2异丙烯基2.乙烯的结构和π键

乙烯分子形成时,两个碳原子各以一个sp2杂化轨道沿键轴方向重叠形成一个C—Cσ键,并以剩余的两个sp2杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道沿键轴方向重叠形成4个等同的C—Hσ键,5个σ键都在同一平面内,因此乙烯为平面构型。此外,每个碳原子上还有一个未参与杂化的p轨道,两个碳原子的p轨道相互平行,于是侧面重叠(也称为“肩并肩”重叠)成键。这种成键原子的p轨道平行侧面重叠形成的共价键叫做π键。乙烯分子中的σ键和π键如图118°(二)烯烃的命名

烯烃常采用习惯命名法命名。

正丁烯异丁烯异戊二烯命名原则:

①选择含碳-碳双键最长的碳链作主链,根据碳原子数目称为某烯。②编号从靠近双键一端开始,把双键上第一个碳原子编号加在烯烃名称前表示双键位置。③以双键碳原子中编号小的数字标明双键的位次,并将取代基的位次、名称及双键的位次写在烯的名称前例3,5-二甲基-2-乙基-1-庚烯

(选择含有双键的最长碳链为母体)3-甲基-6-乙基-4-辛烯(双键居中,两种编号相同甲基占较小位次)2-甲基-4-乙基-2,4-己二烯(两个双键和取代基都符合“最低系列”)(三)顺反异构体的命名由于双键不能自由旋转,且双键两端碳原子连接的四个原子处于同一平面上,因此,当双键的两个碳原子各连接不同的原子或基团时,就有可能生成两种不同的异构体。

1、顺–反命名法

产生的原因:由于双键中的π键限制了σ键的自由旋转,使得两个甲基和两个氢原子在空间有两种不同的排列方式。

2、Z–E命名法

(Z)-2-溴-2-丁烯(反-2-溴-2-丁烯)(E)-2-溴-2-丁烯(顺-2-溴-2-丁烯)四、烯烃的物理性质烯烃在常温下、常压下的状态、沸点和熔点都和烷烃相似。烯烃的相对密度都小于1。烯烃几乎不溶于水,但可溶于非极性溶剂,如戊烷、四氯化碳和乙醚等。

五、烯烃的化学性质(一)加成反应1.催化加氢(催化氢化)

烯烃在铂、钯或镍等金属催化剂存在下,可以与氢加成而生成烷烃。

2.加卤素

烯烃可与卤素在双键处发生加成反应。3.加卤化氢

(1)与卤化氢反应。反应活性:HI>HBr>HCl(2)马氏规则。

通常将双键两端连接不同烃基的烯烃称为不对称烯烃。当不对称烯烃与HX等极性试剂加成时,得到两种加成产物。其中主要产物是氢原子或带部分正电荷的部分加到含氢较多的双键碳原子上,这是1898年俄国科学家马尔科夫尼科夫发现的一条经验规则,叫做马尔科夫尼科夫规则,简称马氏加成规则。

当丙烯与HX加成时,H+首先和不同的双键碳原子加成形成两种碳正离子,然后碳正离子再和卤素结合,得到两种加成产物。

不同碳正离子的稳定性以如下次序减小:烯丙基碳正离子

>3°碳正离子

>2°碳正离子

>1°碳正离子

>甲基碳正离子

第一步加成的途径取决于生成碳正离子稳定性。碳正离子的稳定性越大,也就越容易生成。(3)过氧化物效应

在日光或过氧化物存在下,烯烃与HBr的加成的取向正好与马尔科夫尼科夫规律相反。例如:

4.加硫酸

烯烃可与浓硫酸反应,生成烷基硫酸。6.加次卤酸(HO–X)

Cl2+H2OHO–Cl+HCl

在有机化学中,通常把加氧或脱氢的反应统称为氧化反应。

(二)氧化反应

1.催化氧化H3丙酮1MPa,90~

120℃PdCl2-

CuCl2O2+环氧乙烷AgO2+250℃CH2CH2OCH2CH2CH3CHCH2CH3CCO

烯烃和炔烃可以被高锰酸钾氧化,氧化产物视烃的结构和反应条件的差异而不同。

(1)

用稀、冷高锰酸钾氧化

反应后高锰酸钾溶液的紫色褪去,生成褐色二氧化锰沉淀。因此是鉴别碳碳双键的常用方法之一。

2.高锰酸钾氧化例如:由于氧化产物保留了原来烃中的部分碳链结构,因此通过一定的方法,测定氧化产物的结构,便可推断烯烃和炔烃的结构。(三)α-氢原子反应和双键直接相连的碳原子叫做α-碳原子,α-碳原子上的氢原子叫做α-氢原子。α-氢原子的地位特殊,它受双键的影响,具有活泼性质。和一般烷烃的氢不同,α-氢原子容易发生取代反应和氧化反应。1、α-氢的氯代反应

有α-氢原子的烯烃和氯在高温作用下,发生α-氢原子被氯取代的反应,得到的是取代产物而不是加成产物。

2、α-氢的氧代反应

烯烃的α-氢原子被氧化,丙烯在一定条件下,可被氧化为丙烯醛。若条件不同,丙烯还可被氧化为丙烯酸。

(四)聚合反应

含有双键或叁键的化合物以及含有双官能团或多官能团的化合物在合适的条件下(催化剂、引发剂、温度等)发生加成或缩合等反应,使两个分子、叁个分子或多个分子结合成一个分子的反应称为聚合反应。六、烯烃的来源与制法

乙烯、丙烯和丁烯等低级烯烃都是重要的化工原料。过去主要是从炼气厂和热裂气中分离得到。随着石油化学工业迅速发展,现主要从石油的各种馏分裂解和原油直接裂解获得。由醇脱水或卤代烃脱卤化氢是在向有机化合物中引入双键的常用方法,也是实验室制备烯烃的一般方法。第二节二烯烃一、二烯烃的分类(1)积累二烯烃:两个双键连接在同一碳原子上,例如:

丙二烯(2)共轭二烯烃:两个双键之间,有一个单键相隔:

(3)隔离二烯烃:两个双键之间有两个或两个以上的单键相隔,例如:1,3-丁二烯1,4-戊二烯二、共轭二烯烃的结构与共轭效应(一)共轭二烯烃

1,3-丁二烯是最简单的共轭二烯烃,下面即以它为例来说明共轭二烯烃的结构。由物理方法测得的1,3-丁二烯的分子结构如下图所示:1,3-丁二烯分子中的大π键如图:

(1)π-π共轭体系

凡双键和单键交替排列的结构是由π键和π键形成的共轭体系,叫做π-π共轭体系。

1,3-丁二烯以及其他的共轭二烯烃都属于π-π共轭体系。(二)共轭效应⑵p-π共轭体系

具有p轨道且与双键碳原子直接相连的原子,其p轨道与双键π轨道平行并侧面重叠形成共轭,这种共轭体系叫做p-π共轭体系。如:氯乙烯的p-π共轭体系...

⑶σ-π超共轭体系

碳氢σ键与相邻双键π轨道可以发生一定程度的侧面重叠,形成的共轭体系叫做σ-π超共轭体系。丙烯的σ-π超共轭体系...H三、共轭二烯烃的化学性质(

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