丙烯腈是工业上合成腈纶和丁腈橡胶的重要单体。 烯烃 分子中含有两个或两个以上双键的碳氢化合物称为多烯烃。其中含有两个双键的称 为二烯烃或双烯烃,通式为CnH-n2,与碳原子数相同的炔烃是同分异构体。 4.6二烯烃的分类和命名 根据二烯烃分子中两个双键的相对位置不同,可将二烯烃分为三种类型。 两个双键连在同一个碳原子上,即具有-C=C=C-结构的二烯烃称为累积二烯烃。例 如丙二烯: CH2=C=CH? 两个双键被两个或两个以上的单键隔开,即具有-C=CH(CH2)nCH=C·(n≥1)结构 的二烯烃称为隔离二烯烃,它们的性质与一般烯烃相似。例如1,4-戊二烯: CH=CH-CH2-CH=CH2 两个双键被一个单键隔开,即具有C=CH-CH=C-结构的二烯烃称为共轭二烯烃 由于两个双键的相互影响,它们有一些独特的物理性质和化学性质,在理论研究和生产 上都具有重要价值。例如1,3-丁二烯 CH2=CH-CH=CH2 多烯烃的系统命名法与单烯烃相似。命名时,取含双键最多的最长碳链为主链,称 为某几烯,主链碳原子的编号从距离双键最近的一端开始。 CH2-C-CH-=CH2 CH2=CH-CH= CH-CH=CH2 CH3 2-甲基-1,3-丁二烯 1,3,5-已三烯 (俗名异戊二烯) 与单烯烃一样,多烯烃的双键两端连接的原子或基团各不相同时,也存在顺反异构 现象。命名时要逐个标明其构型 例如,3-甲基-2,4庚二烯有四种构型式 CH3CH C-cH CH3CH2c=Cn CH3 CH3
6 丙烯腈是工业上合成腈纶和丁腈橡胶的重要单体。 二、 二烯烃 分子中含有两个或两个以上双键的碳氢化合物称为多烯烃。其中含有两个双键的称 为二烯烃或双烯烃，通式为 CnH2n-2，与碳原子数相同的炔烃是同分异构体。 4．6 二烯烃的分类和命名 根据二烯烃分子中两个双键的相对位置不同，可将二烯烃分为三种类型。 两个双键连在同一个碳原子上，即具有 -C=C=C- 结构的二烯烃称为累积二烯烃。例 如丙二烯： CH2=C=CH2 两个双键被两个或两个以上的单键隔开，即具有 -C=CH(CH2)nCH=C-（n≥1）结构 的二烯烃称为隔离二烯烃，它们的性质与一般烯烃相似。例如 1,4-戊二烯： CH2=CH-CH2-CH=CH2 两个双键被一个单键隔开，即具有 -C=CH-CH=C- 结构的二烯烃称为共轭二烯烃。 由于两个双键的相互影响，它们有一些独特的物理性质和化学性质，在理论研究和生产 上都具有重要价值。例如 1,3-丁二烯： CH2=CH-CH=CH2 多烯烃的系统命名法与单烯烃相似。命名时，取含双键最多的最长碳链为主链，称 为某几烯，主链碳原子的编号从距离双键最近的一端开始。 与单烯烃一样，多烯烃的双键两端连接的原子或基团各不相同时，也存在顺反异构 现象。命名时要逐个标明其构型。 例如，3-甲基-2,4-庚二烯有四种构型式： 1,3,5-己三烯 （俗名 异戊二烯 ） 2-甲基-1,3-丁二烯 CH2 CH CH CH CH2 CH3 CH2 C CH CH2 CH CH3CH2 H H H C=C C=C CH3 CH3 CH3 CH3 C=C C=C H H H CH3CH2
顺,顺-3-甲基-2,4-庚二烯 反,反-3-甲基-2,4-庚二烯 CHCH2、 CH3CH CH3 CH3 (2E,4Z)-3-甲基-2,4-庚二烯 (2Z,4E)-3-甲基-2,4-庚二烯 顺,反-3-甲基-2,4-庚二烯 反,顺-3-甲基-2,4-庚二烯 (2E,4E)-3-甲基-2,4庚二烯 (2Z,4Z)-3-甲基-2,4-庚二烯 4.7丁二烯的结构和共轭效应 共轭二烯烃在结构和性质上都表现出一系列的特性。1,3-丁二烯是最简单的共轭二烯 烃,下面以它为例来说明共轭二烯烃的结构特点。 价键理论认为,在1,3-丁二烯分子中,四个碳原子都是驴p2杂化的,相邻碳原子之间 以驴2杂化轨道相互轴向重叠形成三个C-Co键,其余的驴2杂化轨道分别与氢原子的 ls轨道重叠形成六个C一Hσ键。这些σ键都处在同一平面上,即1,3-丁二烯的四个碳原 子和六个氢原子都在同一个平面上。 此外,每个碳原子还有一个未参与杂化的p轨道,这些p轨道垂直于分子平面且彼 此间相互平行。因此,不仅C1与C2、C3与C4的p轨道发生了侧面重叠,而且C2与C3 的p轨道也发生了一定程度的重叠(但比C1-C2或C3C4之间的重叠要弱一些),形成 了包含四个碳原子的四个π电子的大π键 1,3丁二烯分子中p轨道重叠示意图 与乙烯不同的是,乙烯分子中的π电子是在两个碳原子间运动,称为π电子定域, 而在1,3-丁二烯分子中,π电子云并不是“定域”在C1-C2和C3C4之间,而是扩展( 称离域)到整个共轭双键的四个碳原子周围,即发生了π电子的离域 7
7 顺，顺-3-甲基-2,4-庚二烯 反，反-3-甲基-2,4-庚二烯 （2E,4Z）-3-甲基-2,4-庚二烯 （2Z,4E）-3-甲基-2,4-庚二烯 顺，反-3-甲基-2,4-庚二烯 反，顺-3-甲基-2,4-庚二烯 （2E,4E）-3-甲基-2,4-庚二烯 （2Z,4Z）-3-甲基-2,4-庚二烯 4． 7 丁二烯的结构和共轭效应 共轭二烯烃在结构和性质上都表现出一系列的特性。1,3-丁二烯是最简单的共轭二烯 烃，下面以它为例来说明共轭二烯烃的结构特点。 价键理论认为，在 1,3-丁二烯分子中，四个碳原子都是 sp2 杂化的，相邻碳原子之间 以 sp2 杂化轨道相互轴向重叠形成三个 C—Cσ键，其余的 sp2 杂化轨道分别与氢原子的 1s 轨道重叠形成六个 C—Hσ键。这些σ键都处在同一平面上，即 1,3-丁二烯的四个碳原 子和六个氢原子都在同一个平面上。 此外，每个碳原子还有一个未参与杂化的 p 轨道，这些 p 轨道垂直于分子平面且彼 此间相互平行。因此，不仅 C1 与 C2、C3 与 C4 的 p 轨道发生了侧面重叠，而且 C2 与 C3 的 p 轨道也发生了一定程度的重叠（但比 C1—C2 或 C3—C4 之间的重叠要弱一些），形成 了包含四个碳原子的四个π电子的大π键。 1,3-丁二烯分子中 p 轨道重叠示意图 与乙烯不同的是，乙烯分子中的π电子是在两个碳原子间运动，称为π电子定域， 而在 1,3-丁二烯分子中，π电子云并不是“定域”在 C1—C2 和 C3—C4 之间，而是扩展（或 称离域）到整个共轭双键的四个碳原子周围，即发生了π电子的离域。 CH3CH2 H H H C=C C=C CH3 CH3 CH3CH2 H H H C=C C=C CH3 CH3