环己烷的多取代衍生物中,最大基团处在e键上的构象最稳定:且取代基处在e键上越 多的构象则越稳定。 4.烷烃和环烷烃的化学性质 烷烃的化学性质比较稳定。在一定条件下,烷烃主要发生燃烧、氧化以及卤代反应。环 烷烃的化学性质与相应的烷烃性质基本相似,但小环烷烃如三元及四元环烷烃,由于碳碳间 电子云重叠程度较差,化学性质比较活泼,容易发生加成开环反应。 燃烧和氧化:烷烃可燃烧生成水和二氧化碳,同时放出大量的热。 烷烃的卤代反应:在加热或光照条件下,烷烃分子中的氢原子可以被卤原子(氯、溴) 取代,发生卤代反应。例如: Ch CH CHCI CHCh +CHC +CCl +HCI 烷烃的卤代反应对伯、仲、叔氢原子有一定的选择性。烷烃分子中氢原子卤代的反应活 泼性为:叔氢>仲氢>伯氢。例如: CH3 CH3 CH3CHCH3 Br2 光照。 CH3 CH3CCH3 CH3CHCH2Br 或高温 Br 1% 99% 烷烃卤代反应中卤素的反应活泼性是:F>>CI>Br>>I。 环烷烃的取代反应:在光照或高温下,环戊烷以及更高级的环烷烃可以发生卤代反应生 成卤代环烷烃。例如: Br Br2 日光 HBr 环己烷 溴代环已烷 环烷烃的开环加成反应:三元及四元环烷烃可以发生催化加氢、加卤素和加卤化氢等开 环加成反应。例如: Ni +H2 CH3CH2CH3 80℃ -Br2 室温 BrCH2CH2CH2 Br CCL 5.自由基取代反应的历程 烷烃卤代反应的机理应属于自由基取代反应历程。它的反应过程包括链的引发、链的增 长和链的终止三个阶段。自由基反应常需在光照、加热或在能产生自由基的引发剂的存在下 进行。 四、课程思政案例 烷烃的命名中使用了“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸”的天干排列,烷烃 的烷字有完满的寓意,意指氢原子己经达到最饱和状态。可以告诉学生中华文化的博大精深
环己烷的多取代衍生物中,最大基团处在 e 键上的构象最稳定;且取代基处在 e 键上越 多的构象则越稳定。 4. 烷烃和环烷烃的化学性质 烷烃的化学性质比较稳定。在一定条件下,烷烃主要发生燃烧、氧化以及卤代反应。环 烷烃的化学性质与相应的烷烃性质基本相似,但小环烷烃如三元及四元环烷烃,由于碳碳间 电子云重叠程度较差,化学性质比较活泼,容易发生加成开环反应。 燃烧和氧化:烷烃可燃烧生成水和二氧化碳,同时放出大量的热。 烷烃的卤代反应:在加热或光照条件下,烷烃分子中的氢原子可以被卤原子(氯、溴) 取代,发生卤代反应。例如: + CH4 CH3Cl + CH2Cl2 + CHCl3 + CCl C 4 + HCl l2 光 烷烃的卤代反应对伯、仲、叔氢原子有一定的选择性。烷烃分子中氢原子卤代的反应活 泼性为:叔氢>仲氢>伯氢。例如: CH3CHCH3 CH3 + Br2 CH3CCH3 CH3 CH3CHCH2Br CH3 + Br 99% 1% 光照 或高温 烷烃卤代反应中卤素的反应活泼性是:F >> Cl>Br >> I。 环烷烃的取代反应:在光照或高温下,环戊烷以及更高级的环烷烃可以发生卤代反应生 成卤代环烷烃。例如: + Br2 + HBr Br 日光 环己烷 溴代环己烷 环烷烃的开环加成反应:三元及四元环烷烃可以发生催化加氢、加卤素和加卤化氢等开 环加成反应。例如: + H2 Ni 80 ℃ CH3CH2CH3 + Br2 室温 CCl4 BrCH2CH2CH2 Br 5. 自由基取代反应的历程 烷烃卤代反应的机理应属于自由基取代反应历程。它的反应过程包括链的引发、链的增 长和链的终止三个阶段。自由基反应常需在光照、加热或在能产生自由基的引发剂的存在下 进行。 四、课程思政案例 烷烃的命名中使用了“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸”的天干排列,烷烃 的烷字有完满的寓意,意指氢原子已经达到最饱和状态。可以告诉学生中华文化的博大精深
第六章 不饱和脂肪烃 一、教学目标 1.掌握不饱和脂肪烃中的碳碳双键和碳碳叁键碳原子的sp和sp杂化,π键的形成和特点。 2.掌握不饱和脂肪烃的分类、命名和异构现象。 3.掌握不饱和脂肪烃的化学性质,了解其物理性质。 4.熟悉烯烃的亲电加成反应机理。 5.掌握不对称烯烃与极性试剂加成的规律一马氏规则及其解释。 6.掌握1,3-丁二烯的结构及其共轭二烯烃的化学特性,理解共轭体系和共轭效应。 7.了解不饱和脂肪烃的主要制备方法及其应用。 二、教学重点 1.不饱和脂肪烃的化学性质。 2.烯烃的亲电加成反应机理。 3.不对称烯烃与极性试剂加成的规律一马氏规则及其解释。 三、教学过程 1.烯烃和炔烃的结构 烯烃的结构特征是含有碳碳双键。双键碳原子以一个2s轨道和两个2p轨道杂化,组成 三个等同的sp杂化轨道。这三个sp杂化轨道对称轴在一个平面上,相互之间的键角都是 120°,还有一个未杂化的p轨道,其对称轴垂直于三个sp杂化轨道形成的平面。碳碳双键 有一个σ键和一个π键组成。 炔烃的官能团是碳碳叁键,叁键碳原子以一个2s轨道与一个2p轨道杂化,组成两个等 同的叩杂化轨道,这两个s叩杂化轨道的对称轴在一条直线上,还有两个未杂化p轨道(各 带一个电子),其对称轴互相垂直且分别与sp杂化轨道的对称轴垂直。碳碳叁键有一个σ键 和两个π键组成。 乙烯分子中,所有的原子都在同一平面上,π键的电子云分布在分子平面的上、下两侧。 分子中c键的键角接近于120°,碳碳双键的键长为0.134nm,比碳碳单键的键长(0.154nm)短。 碳碳双键的键能为610kJmo1,比碳碳单键的键能(347 kJ-mol-)大,但比它的两倍小,这 说明π键的键能比σ键的要小。这是由于形成π键的p轨道重叠程度比σ键小,π键不如σ键牢 固,比较容易断裂,所以π键活泼。π键的存在也使得双键不能自由旋转,因为旋转的结果会 使两个p轨道的重叠受到破坏,导致π键断裂。 乙快分子的四个原子处在一条直线上,即键角为180°,为直线型分子。碳碳叁键的键 长比碳碳双键短,为0.120m,说明乙炔分子中两个碳原子比乙烯中的两个碳原子距离更近, 原子核对电子的吸引力更强了。碳碳叁键的键能为835kJmo,比碳碳双键(610 kJ-mol-) 和碳碳单键(347 kJ-mol-)都要大。 2.烯烃和炔烃的结构命名和异构 烯烃的命名包括普通命名法和系统命名法,系统命名法和烷烃相似,其要点是: (1)选择含有双键的最长碳链为主链(含有双键的最长碳链有时可能不是该化合物分 子中最长的碳链),按主链碳原子的数目命名为某烯。如主链的碳原子数超过10个时,应在 烯字前加一“碳”字。 (2)主链碳原子的编号从距离双键最近的一端开始。 (3)双键的位置必须标明,其位置以双键所在碳原子的编号较小的一个表示,写在母
第六章 不饱和脂肪烃 一、教学目标 1. 掌握不饱和脂肪烃中的碳碳双键和碳碳叁键碳原子的 sp 2和 sp 3杂化,π键的形成和特点。 2. 掌握不饱和脂肪烃的分类、命名和异构现象。 3. 掌握不饱和脂肪烃的化学性质,了解其物理性质。 4. 熟悉烯烃的亲电加成反应机理。 5. 掌握不对称烯烃与极性试剂加成的规律—马氏规则及其解释。 6. 掌握 1,3-丁二烯的结构及其共轭二烯烃的化学特性,理解共轭体系和共轭效应。 7. 了解不饱和脂肪烃的主要制备方法及其应用。 二、教学重点 1. 不饱和脂肪烃的化学性质。 2. 烯烃的亲电加成反应机理。 3. 不对称烯烃与极性试剂加成的规律—马氏规则及其解释。 三、教学过程 1. 烯烃和炔烃的结构 烯烃的结构特征是含有碳碳双键。双键碳原子以一个 2s 轨道和两个 2p 轨道杂化,组成 三个等同的 sp 2杂化轨道。这三个 sp 2杂化轨道对称轴在一个平面上,相互之间的键角都是 120°,还有一个未杂化的 p 轨道,其对称轴垂直于三个 sp 2杂化轨道形成的平面。碳碳双键 有一个σ键和一个π键组成。 炔烃的官能团是碳碳叁键,叁键碳原子以一个 2s 轨道与一个 2p 轨道杂化,组成两个等 同的 sp 杂化轨道,这两个 sp 杂化轨道的对称轴在一条直线上,还有两个未杂化 p 轨道(各 带一个电子),其对称轴互相垂直且分别与 sp 杂化轨道的对称轴垂直。碳碳叁键有一个σ键 和两个π键组成。 乙烯分子中,所有的原子都在同一平面上,π键的电子云分布在分子平面的上、下两侧。 分子中σ键的键角接近于 120°,碳碳双键的键长为 0.134nm,比碳碳单键的键长(0.154nm)短。 碳碳双键的键能为 610kJ·mol -1,比碳碳单键的键能(347kJ·mol -1)大,但比它的两倍小,这 说明π键的键能比σ键的要小。这是由于形成π键的 p 轨道重叠程度比σ键小,π键不如σ键牢 固,比较容易断裂,所以π键活泼。π键的存在也使得双键不能自由旋转,因为旋转的结果会 使两个 p 轨道的重叠受到破坏,导致π键断裂。 乙炔分子的四个原子处在一条直线上,即键角为 180°,为直线型分子。碳碳叁键的键 长比碳碳双键短,为 0.120nm,说明乙炔分子中两个碳原子比乙烯中的两个碳原子距离更近, 原子核对电子的吸引力更强了。碳碳叁键的键能为 835kJ·mol -1,比碳碳双键(610kJ·mol -1) 和碳碳单键(347kJ·mol -1)都要大。 2. 烯烃和炔烃的结构命名和异构 烯烃的命名包括普通命名法和系统命名法,系统命名法和烷烃相似,其要点是: (1)选择含有双键的最长碳链为主链(含有双键的最长碳链有时可能不是该化合物分 子中最长的碳链),按主链碳原子的数目命名为某烯。如主链的碳原子数超过 10 个时,应在 烯字前加一“碳”字。 (2)主链碳原子的编号从距离双键最近的一端开始。 (3)双键的位置必须标明,其位置以双键所在碳原子的编号较小的一个表示,写在母
体名称之前。若双键正好在主链中央,主链碳原子则应从靠近取代基的一端开始编号。 (4)其它同烷烃的命名原则。 含四个或四个以上碳原子的烯烃除了有碳链异构,还有因双键位置不同而产生的位置 异构。此外,还由于双键不能自由旋转的原因,致使与双键碳原子直接相连的原子或基团 在空间的相对位置就被固定下来,而产生顺反异构,属立体异构中的构型异构。 H H H、 CH3 C=C C=C、 H3C CH3 H:C H 顺-2-丁烯(沸点3.7℃) 反-2-丁烯(沸点0.9℃) “构型”和“构象”是两个不同的概念。分子中各原子或基团在空间的不同排列可以通过单 键的旋转而相互转化的,叫做构象。不同的构象间的转变是通过单键的旋转来实现的,属于 同一种分子,因为它们之间的互变速度实在太快而无法把它们分离。而不同的构型是不同的 化合物,因为它们之间的相互转化必须通过键的断裂来完成,因此可以根据理化性质的差异, 把它们分离开来。 分子产生顺反异构现象的条件是: (1)分子中必须有限制旋转的因素,如碳碳双键、脂环等结构: (2)在不能自由旋转的两端原子上,必须各自连接两个不同的原子或基团。 对于顺、反异构体的命名,常用的有两种方法:一种是顺、反表示法,如前所示相同基 团在同侧的为顺式,反之则为反式:另一种是Z、E表示法。顺、反表示法有局限性,对于 大多数烯烃的顺反异构则广泛应用的是Z、E表示法。 根据UPAC命名法的规定:如果双键上两个碳原子连接的较优基团在双键平面的同侧 时,其构型用Z表示:在异侧时,其构型用E表示。书写时,将Z或E写在括号内,放在 化合物名称之前,并用连字符“”相连接。 顺、反表示法和Z、E表示法在很多情况下是一致的,但有时也有不一致的。它们没有 直接的对应关系。 较优基团的判断可由“次序规则”来确定。次序规则的主要内容有: (1)按直接与双键碳原子相连的原子的原子序数大小排列,原子序数大的原子较优先, 称为“较优基团”:如果是同位素,则质量大的优先:孤对电子排在氢之后。以下是常见原子 的优先次序:I>B>CI>S>P>F>O>N>C>D>H>孤对电子。 (2)如果与双键碳原子相连原子的原子序数相同,则比较第二位的原子:若再相同, 则再依次比较下去,直至出现差别。如: -CH2Br>-CH2CI>-CH2SH>-CH2OH>-C(CH3);>-CH(CH3)2>-CH2CH3>-CH3 (3)如果取代基含有双键或叁键,则可认为连有两个或三个相同的原子。 如果烯烃分子中含有两个或两个以上的双键,而且每个双键上所连基团都有顺、反异构 就应标出每个双键的构型。 炔烃的命名原则和烯烃相似,只是将“烯”字改为炔”。即选择包含叁键的最长碳链作主 链,编号由距离叁键最近的一端开始,将叁键的位置注于炔名之前。 含有四个碳以上的炔烃有碳链异构和叁键官能团位置异构,但没有顺、反异构。 分子中同时含有叁键和双键时,选取同时含叁键和双键最长的碳链做主链,根据碳链所 含碳原子数,称“某烯炔”。碳链的编号应从最先遇到双键或叁键的一端开始。如果碰到双 键或叁键处在相同的位置时,则给予双键较小的编号,从靠近双键的一端开始编号。 3.烯烃和炔烃的化学性质 由于π键电子云受核约束力小,流动性大,易给出电子,容易被亲电试剂进攻,因此烯 烃和炔烃均易发生亲电加成反应,其中炔烃的反应活性一般比烯烃的要小。不对称烯烃与卤
体名称之前。若双键正好在主链中央,主链碳原子则应从靠近取代基的一端开始编号。 (4)其它同烷烃的命名原则。 含四个或四个以上碳原子的烯烃除了有碳链异构,还有因双键位置不同而产生的位置 异构。此外,还由于双键不能自由旋转的原因,致使与双键碳原子直接相连的原子或基团 在空间的相对位置就被固定下来,而产生顺反异构,属立体异构中的构型异构。 C C H CH3 H H3C 顺-2-丁烯(沸点3.7℃) C C CH3 H H H3C 反-2-丁烯(沸点0.9℃) “构型”和“构象”是两个不同的概念。分子中各原子或基团在空间的不同排列可以通过单 键的旋转而相互转化的,叫做构象。不同的构象间的转变是通过单键的旋转来实现的,属于 同一种分子,因为它们之间的互变速度实在太快而无法把它们分离。而不同的构型是不同的 化合物,因为它们之间的相互转化必须通过键的断裂来完成,因此可以根据理化性质的差异, 把它们分离开来。 分子产生顺反异构现象的条件是: (1)分子中必须有限制旋转的因素,如碳碳双键、脂环等结构; (2)在不能自由旋转的两端原子上,必须各自连接两个不同的原子或基团。 对于顺、反异构体的命名,常用的有两种方法:一种是顺、反表示法,如前所示相同基 团在同侧的为顺式,反之则为反式;另一种是 Z、E 表示法。顺、反表示法有局限性,对于 大多数烯烃的顺反异构则广泛应用的是 Z、E 表示法。 根据 IUPAC 命名法的规定:如果双键上两个碳原子连接的较优基团在双键平面的同侧 时,其构型用 Z 表示;在异侧时,其构型用 E 表示。书写时,将 Z 或 E 写在括号内,放在 化合物名称之前,并用连字符“-”相连接。 顺、反表示法和 Z、E 表示法在很多情况下是一致的,但有时也有不一致的。它们没有 直接的对应关系。 较优基团的判断可由“次序规则”来确定。次序规则的主要内容有: (1)按直接与双键碳原子相连的原子的原子序数大小排列,原子序数大的原子较优先, 称为“较优基团”;如果是同位素,则质量大的优先;孤对电子排在氢之后。以下是常见原子 的优先次序:I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>D>H>孤对电子。 (2)如果与双键碳原子相连原子的原子序数相同,则比较第二位的原子;若再相同, 则再依次比较下去,直至出现差别。如: -CH2Br>-CH2Cl>-CH2SH>-CH2OH>-C(CH3)3>-CH(CH3)2>-CH2CH3>-CH3 (3)如果取代基含有双键或叁键,则可认为连有两个或三个相同的原子。 如果烯烃分子中含有两个或两个以上的双键,而且每个双键上所连基团都有顺、反异构, 就应标出每个双键的构型。 炔烃的命名原则和烯烃相似,只是将“烯”字改为“炔”。即选择包含叁键的最长碳链作主 链,编号由距离叁键最近的一端开始,将叁键的位置注于炔名之前。 含有四个碳以上的炔烃有碳链异构和叁键官能团位置异构,但没有顺、反异构。 分子中同时含有叁键和双键时,选取同时含叁键和双键最长的碳链做主链,根据碳链所 含碳原子数,称“某烯炔” 。碳链的编号应从最先遇到双键或叁键的一端开始。如果碰到双 键或叁键处在相同的位置时,则给予双键较小的编号,从靠近双键的一端开始编号。 3. 烯烃和炔烃的化学性质 由于π键电子云受核约束力小,流动性大,易给出电子,容易被亲电试剂进攻,因此烯 烃和炔烃均易发生亲电加成反应,其中炔烃的反应活性一般比烯烃的要小。不对称烯烃与卤
化氢等极性试剂发生亲电加成反应时,一般服从马氏规则,即通常试剂中带正电部分(如 H)总是加在含氢较多的双键碳原子上,而带负电部分(如X)则加到含氢较少的双键碳 原子上。但也有特例,如果双键碳上有强吸电子基团,如-CF3、-CN、-COOH、-NO2等,在 很多情况下,加成反应的方向是反马氏规则的,但仍符合电性规律。在过氧化物存在下,烯 烃与HB发生自由基加成反应,也得到反马氏规则的加成产物。还有硼氢化反应也可以得 到反马氏规则的醇。 马氏规则可以从两个方面解释:一方面是用诱导效应来解释,另一方面可以用反应过程 中的活泼中间体一碳正离子的相对稳定性来解释。 亲电加成反应历程分两步进行,活性中间体为碳正离子,碳正离子的稳定性顺序为:叔 碳正离子>仲碳正离子>伯碳正离子>甲基正离子。 除亲电加成外,烯烃和炔烃还能进行氧化、聚合等反应,炔烃还能进行亲核加成反应, 含有炔氢的炔烃(R-C三CH),具有弱酸性,炔氢能被一些金属离子取代生成金属炔化物。 烯烃在光照、高温或引发剂存在下可以发生-H的自由基型卤代反应。 烯烃和炔烃的化学性质可总结如下: H2/Ni RCH2CH3 X2 RCHCH2X X HX RCHCH3 亲电加成 X H2O/H+ RCHCH3 HOX OH →RCHCH,X 浓HSO4 RCHCH一 OH H30* RCHCH3 RCH=CH2 0S03H OH HBr/过氧化物 RCH2CH2Br 自由基加成 1)B2H6 RCH2CH2OH 2)H202/0H KMnO/OH RCHCH2OH OH 氧化 KMnO/H* RCOOH+COz 1)03 2)ZnH20→RCH0+HCH0 02Ag+ R-CH-CH2 催化氧化 O2,PdClz-CuCk RCOCH3 聚合反应 →十CH-CH,n R X2 RCH2CH=CH2 RCHCH=CH2 高温或光照或引发剂X
化氢等极性试剂发生亲电加成反应时,一般服从马氏规则,即通常试剂中带正电部分(如 H+)总是加在含氢较多的双键碳原子上,而带负电部分(如 X -)则加到含氢较少的双键碳 原子上。但也有特例,如果双键碳上有强吸电子基团,如-CF3、-CN、-COOH、-NO2等,在 很多情况下,加成反应的方向是反马氏规则的,但仍符合电性规律。在过氧化物存在下,烯 烃与 HBr 发生自由基加成反应,也得到反马氏规则的加成产物。还有硼氢化反应也可以得 到反马氏规则的醇。 马氏规则可以从两个方面解释:一方面是用诱导效应来解释,另一方面可以用反应过程 中的活泼中间体—碳正离子的相对稳定性来解释。 亲电加成反应历程分两步进行,活性中间体为碳正离子,碳正离子的稳定性顺序为:叔 碳正离子>仲碳正离子>伯碳正离子>甲基正离子。 除亲电加成外,烯烃和炔烃还能进行氧化、聚合等反应,炔烃还能进行亲核加成反应, 含有炔氢的炔烃( ),具有弱酸性,炔氢能被一些金属离子取代生成金属炔化物。 烯烃在光照、高温或引发剂存在下可以发生α-H 的自由基型卤代反应。 烯烃和炔烃的化学性质可总结如下: RCH=CH2 H2 /Ni RCH2CH3 亲电加成 X2 HX H2O/H+ HOX 浓H2SO4 RCHCH2X X RCHCH3 X RCHCH3 OH RCHCH2X OH RCHCH3 OSO3H H3O + RCHCH3 OH HBr/过氧化物 自由基加成 RCH2CH2Br 氧化 KMnO4 /OHKMnO4 /H + 1)O3 2)Zn/H2O RCOOH + CO2 RCHO + HCHO 聚合反应 CH CH2 R n RCHCH2OH OH 1)B2H6 2) H2O2 /OH - RCH2CH2OH 催化氧化 O2 ,Ag O2 ,PdCl2CuCl2 R CH CH2 O RCOCH3 RCH2CH=CH2 X2 高温或光照或引发剂 RCHCH=CH2 X
H/Ni RCH.CHaR' R R' H2 CC=C RCH三CR' Lindlar催化剂 H 顺式 Na/液NH H C=C H R 反式 X2-RC-CHXX2-RCX:CHX2 亲电加成 HK、RC-CH,HX-RCX,CH, H20/H 0 Hg2+RC-CH3 HOCHsRC-CH2 亲核加成 150-180℃ 0C2H5 c,0水痛流 HCN RC=CH 1)03 RCHO+HCHO 氧化 2)Za/H20 KMnO4/HT RCOOH +CO2 Ag (NH)RC=CAg 决氢的酸性 生成金属快化物 Cu(NH RC=Cu Cu2Ch/NH CI HC≡CH ·CH2CH-C≡CH 廉合反应 4.1,3-丁二烯的结构及共轭体系和共轭效应 1,3-丁二烯是最简单的共轭二烯烃,具有共轭二烯烃的典型结构特征(图6-1)。1,3-丁 二烯的四个碳原子都是sp杂化,相邻碳原子之间均以sp杂化轨道沿轴向重叠形成三个碳 碳σ键,每个碳的三个sp杂化轨道都处于同一平面上,使得1,3-丁二烯分子呈平面型。每个 碳原子未参与杂化的轨道都垂直于这个平面,互相平行侧面重叠,形成了一个包含四个碳 原子和四个p电子的大π键。在这里每个p电子的运动范围不是局限在两个碳原子之间,而 是扩展到四个碳原子的周围,形成离域π键,也称共轭双键。π电子离域的结果,使键长平均 化,体系内能降低,分子结构更加稳定,这是共轭烯烃的特性。 共轭体系是指含有共轭π键(或p轨道)的体系,可以是分子的一部分或是整个分子。 共轭效应是指在共轭体系中原子间的一种互相影响,这种影响造成分子更稳定,内能更低, 键长趋于平均化,并引起理化性质改变的电子效应。 形成共轭体系的条件是:(1)参与共轭的原子必须在同一平面上:(2)必须有可实现轨 道平行重叠的p轨道:(3)要有一定数量供成键用的p电子
亲电加成 氧化 炔氢的酸性 RC=CHX H2O/H+ 生成金属炔化物 1)O3 2)Zn/H2O KMnO4 /H + X2 HX Hg 2+ X X2 RCX2CHX2 RC=CH2 X HX RCX2CH3 RC CH3 RCHO + HCHO RCOOH + CO2 RC CAg RC Cu 亲核加成 HOC2H5 150-180℃ RC=CH2 HCN RC=CH2 Cu2Cl2水溶液,70℃ Ag (NH3 )2+ Cu(NH3 )2+ RC CH O OC2H5 CN HC Cu2Cl2 /NH4Cl 聚合反应 CH CH2=CH C CH 4. 1,3-丁二烯的结构及共轭体系和共轭效应 C H2C H C CH2 H 1,3-丁二烯是最简单的共轭二烯烃,具有共轭二烯烃的典型结构特征(图 6-1)。1,3-丁 二烯的四个碳原子都是 sp 2杂化,相邻碳原子之间均以 sp 2杂化轨道沿轴向重叠形成三个碳 碳σ键,每个碳的三个 sp 2杂化轨道都处于同一平面上,使得 1,3-丁二烯分子呈平面型。每个 碳原子未参与杂化的 p 轨道都垂直于这个平面,互相平行侧面重叠,形成了一个包含四个碳 原子和四个 p 电子的大π键。在这里每个 p 电子的运动范围不是局限在两个碳原子之间,而 是扩展到四个碳原子的周围,形成离域π键,也称共轭双键。π电子离域的结果,使键长平均 化,体系内能降低,分子结构更加稳定,这是共轭烯烃的特性。 共轭体系是指含有共轭π键(或 p 轨道)的体系,可以是分子的一部分或是整个分子。 共轭效应是指在共轭体系中原子间的一种互相影响,这种影响造成分子更稳定,内能更低, 键长趋于平均化,并引起理化性质改变的电子效应。 形成共轭体系的条件是:(1)参与共轭的原子必须在同一平面上;(2)必须有可实现轨 道平行重叠的 p 轨道;(3)要有一定数量供成键用的 p 电子