第六章 炔烃和共轭双烯 Ⅰ 炔烃(alkynes) 一.结构与命名 一个键两个键 随S成分增加, 碳碳键长 缩短; 第六章 炔烃和共轭双烯 Ⅰ 炔烃(alkynes) 一.结构与命名 一个键两个键 随S成分增加, 碳碳键长 缩短; 随S成分增加, 碳原子电 负性增大。
C-H键中,C使用的杂化轨道S轨道成分越多,H的酸性越强。
命名(与烯烃命名方法相类同) 丙炔 丁炔 4-乙基-1-庚烯-5-炔 5-乙烯基-2-辛烯-6-炔 二. 炔烃的化学性质 1. 还原反应
反式烯烃
[思考题 ] 为什么亲电加成的活性:炔烃 < 烯烃 ? 2. 亲电加成 ( 活性:炔烃 < 烯烃 ) [思考题 ] 为什么亲电加成的活性:炔烃 < 烯烃 ? 互变异构 由分子内活泼氢引起的官能团的迅速互变而达到平衡的现象。
烯醇一般不稳定,易发生异构化,形成稳定的羰基化合物。 与硼烷加成 顺加 反马氏加成
3. 金属炔化物的生成 鉴别端基炔烃
炔烃经臭氧或高锰酸钾氧化,可发生碳碳叁键的断裂,生成两个羧酸 4. 亲核加成(p72) 5、氧化反应(P72) 炔烃经臭氧或高锰酸钾氧化,可发生碳碳叁键的断裂,生成两个羧酸
6、聚合反应(P73) 乙炔在氯化亚铜和氯化铵的作用下,可以发生二聚或三聚作用。这种聚合反应可以看作是乙炔的自身加成反应:
三. 炔烃的制备 1. 二卤代烷脱卤化氢 常用的试剂: NaNH2 , KOH-CH3CH2OH 2. 炔烃的烷基化 (增长炔烃碳链) 伯卤代烷与炔烃的亲核取代反应,形成新的碳碳键.
Ⅱ 共轭双烯(conjugated diene ) 一. 共轭双烯的异构与命名 1. 顺反异构 (2E,4E)-2,4-己二烯或(E,E)-2,4-己二烯
2. 构象异构 S-顺- 两个双键位于单键同侧。 S-反- 两个双键位于单键异侧。 二. 共轭双烯的结构
共轭 键与键的重叠,使电子离域体系稳定。 平面分子; P轨道垂直于平面且彼此 相互平行, 重叠; C1-C2, C3-C4双键 C2-C3部分双键。大键。 共轭 键与键的重叠,使电子离域体系稳定。 共轭 p-共轭 p轨道与键的重叠,使电子离域体系稳定。
1, 3-丁二烯四个P轨道经线性组合成四个π分子轨道 节面数 对称性 E 3 C2 a-1.618β 2 m a-0.618β LUMO 1 C2 a+0.618β HOMO 0 m a+1.618β π电子总能量 E = 2(a + 1.618β)+ 2(a + 0.618β) = 4a + 4.472β
乙烯分子中π电子能量: α-β π2 LUMO α+β π1 HOMO E=2(α+β)=2α+2β 两个孤立双键 E=2(2α+2β)=4α+4β 1,3-丁二烯离域能=(4a+4.472β)-(4α+4β)=0.472β 共轭体系比非共轭体系稳定。 两个成键轨道π1与π2 叠加结果:C1- C2 C3- C4之间电子 云密度增大,C2- C3之间电子云密度部分增加. C2- C3之间呈现部分双键性能。(键长平均化)
亲电试剂(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。 三.共轭双烯的反应 1. 1,4-加成(共轭加成) 亲电试剂(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 弯箭头表示电子离域,可以从双键到与该双键直接相连 的原子上或单键上。
1,2-与1,4-加成产物比例:
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。 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
2. Diels-Alder反应(合成环状化合物) 亲双烯体:烯烃或炔烃(重键碳上连吸电子基)。 双烯体 亲双烯体
3、聚合反应 (合成橡胶)
合成天然橡胶
P94-95 2 3 4 5 7 11 作 业
红外光谱(IR) 一.概述 波长(m) 波数(cm-1) 近红外区: 0.75 ~ 2.5 13330 ~ 4000 中红外区: 2.5 ~ 15.4 4000 ~ 650 远红外区: 15.4 ~ 830 650 ~ 12 绝大多数有机化合物红外吸收波数范围:4000 ~ 665cm-1 红外谱图中,横坐标:吸收波长()或波数()。吸收峰位置。 纵坐标:透过率(T%)或吸光度(A)。吸收峰强度。 二. 基本原理 用一定频率的红外光照射分子,分子发生振动能级的跃迁。 分子的振动分为:伸缩振动()、弯曲振动()。
三.不同官能团的特征吸收频区 官能团区分为:X-H区、三键区和双键区。
四. 各类有机化合物的特征基团频率 1. 烷烃 C-H 2900~2850cm-1 C-H 1465~1340cm-1 CH3 1380cm-1 2. 烯烃 C=C 1680~1600cm-1 =CH 3100~3010cm-1 =CH 1000~800cm-1 C=C 吸收峰的强度受分子对称性影响
VC≡C 2250cm-1 V≡C-H 3340-3300cm-1 ≡C-H 680-610cm-1 3. 炔烃 VC≡C 2250cm-1 V≡C-H 3340-3300cm-1 ≡C-H 680-610cm-1 4. 芳烃 C=C 1660~1450cm-1 =CH 3110~3010cm-1 =CH 900~690cm-1 (芳环碳碳骨架伸缩振动) “定位峰” 5. 醇、酚类化合物 V-OH 3650~3600cm-1 (游离) 尖峰 V-OH 3550~3200cm-1 (缔合) 宽峰 VC-O 1260~100cm-1
6. 羰基化合物 1)酮 脂肪酮 VC=O ~1715cm-1 芳香酮 VC=O ~1695cm-1 不饱和酮 VC=O ~1675cm-1 2)醛 VC=O ~1725cm-1 VC-H 2720cm-1 (鉴别-CHO) 3)酯 VC=O ~1740cm-1 VC-O-C 1300~1150 4)羧酸 VC=O 1770~1750cm-1(单体) , 1710cm-1 (二聚体) VO-H 3000~2500 (二聚体) O-H ~1400 , ~920cm-1
5)酸酐 VC=O 1860~1800cm-1 , 1800~1750cm-1 VC-O-C 1170~1050 (开链酸酐) ,1310~1210cm-1 (环状酸酐) 6)酰胺 VN-H 3500~3035 VC=O 1690~1620cm-1 N-H 1620~1590(伯) 1550~1510(仲) 7)酰卤 脂肪族酰卤 VC=O 1800cm-1 芳香族酰卤 VC=O 1785~1765cm-1 7. 醚类 VC-O-C 1275~1020cm-1
8. 胺类 一级胺 VN-H 3490~3400 N-H 1650~1590, 900~650 二级胺 VN-H 3500~3300 N-H 750~700 三级胺 无VN-H 吸收峰 无N-H 吸收峰 五. 红外谱图解析 1. 根据给出的分子式、IR(红外)、NMR(核磁)数据,推测化合物的结构式。 分子式:C3H8O ; IR:3600~3200cm-1(宽) NMR H/ppm : 1.1(d,6H),3.8(m,1H),4.4(s,1H)
2. 根据给出的分子式及IR、NMR主要数据, 推测化合物的结构。 分子式: C10H12O2 IR: 3010,2900,1735,1600,1500cm-1 NMR: 1.3 (t, 3H),2.4 (q, 2H),5.1 (s, 2H),7.3 (s, 5H) 3. 一化合物分子式为 C9H10O, 其 IR 及 1H NMR谱如下图。 写出化合物的结构式, 并指出1H NMR谱中各峰及IR谱中 主要峰的归属。
C9H10O 返回
1H NMR : /ppm 7.1 ( s, 5H ) 3.5 ( s, 2H ) 2.0 ( s, 3H ) IR: ~3050cm-1 苯 =C-H ~2900cm-1 烷 C-H ~1700cm-1 C=O ~1600, 1500cm-1 苯 C=C ~1380cm-1 烷 CH3