有机化学总结(手打的啊!)(7)

2019-08-17 12:08

2.异构:只有构造异构(碳链不同和叁键位置不同)无顺反异构。 3.命名:系统命名(IUPAC)

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普通命名:乙炔为母体

二、炔烃的反应

炔烃分子中含有碳碳叁键,和烯烃一样可发生加成反应和氧化反应。除此之外炔烃分子中叁键碳上连有的氢具有微弱的酸性,可以成盐、进行烷基化。 1.端基炔氢的酸性 1)碳素酸的酸性

为了与无机酸区别,较碳素酸。 例如:

反应类似于酸、水合碱金属和碱的反应,所以乙炔具有酸性。而乙炔的酸性同无机酸的酸性有很大的区别,没酸味,不能使石蕊试纸变红,只有很小的失去氢离子的倾向。乙炔的酸性比水还弱,只是和有机物相比,它有酸性。

乙炔酸性的解释:乙炔中的碳为sp杂化,轨道中s成分较大,核对电子的舒服能力强,电子云靠近碳原子,使乙炔分子中的C-H键极性增加 氢具有酸性

2)炔化物的生成

①乙炔或RC≡C-H可和NaNH2、RLi、RMgX反应

都是亲核试剂,在合成上有用途,可将炔基引入产物

②乙炔或RC≡C-H可和硝酸银的氨溶液、氯化亚铜和氨溶液反应

白 色

红 色 应用:鉴别乙炔或RC≡C-H

注意:炔化银或炔化亚铜在干燥状态下受热或震动容易爆炸,实验完毕后加稀硝酸使其分解。 2.加成反应 1)加卤化氢

炔烃和烯烃一样,也能和卤化氢、卤素等起亲电加成反应,但炔烃的加成速度比烯烃慢。只是由反应中间体碳正离子的稳定性决定的。

炔烃加成的中间体是:烯基碳正离子 烯烃加成的中间体是:烷基碳正离子 实验证明碳正离子稳定次序为:

①符合马氏加成

②卤代烯烃中的卤原子使烯键的反应活性降低,反应可以停留在只加1mol卤化氢阶段 ③若叁键在碳链中间,生成的加成产物是氢与卤原子在双键的两侧 2)加水

烯醇结构(不稳定) 乙醛 烯醇结构中,氧上电子对与π轨道发生p-π共轭使氧上氢有酸性,易失去而重排。 注意:①催化剂:硫酸汞,硫酸②符合马氏加成③重排过程:烯醇式到酮式

④机理:

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3)加卤素

可以控制条件使反应停留在第一步,得反式加成产物,即两个卤原子在双键的两侧。 4)加醋酸和氢氰酸

3.硼氢化反应

炔烃和硼烷试剂反应,得到三烯基硼。

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5.加氢和还原

炔烃可以通过催化加氢或化学试剂还原的方法转变成烯烃,烷烃 1)催化加氢

注意:

总结:

4.氧化反应 1)臭氧化反应

应用:推测结构 2)高锰酸钾氧化

①Lindlar催化剂Pd,CaCO3

特点:使反应停留在烯烃阶段,得顺式加成产物。 ②P-B(硼化镍)催化剂

2)化学还原

①炔烃在液氨中用碱金属还原生成反式烯烃

机理:

负离子自由基 乙烯型自由基

反式(稳定) 顺式

②炔烃用LiAlH4还原得反式烯烃

③炔烃硼氢化碱性氧化,醋酸处理得顺式烯烃 6.聚合反应(主要讨论乙炔)

乙炔聚合与烯烃不同,一般不聚合成高聚物。在不同条件下,它可二聚、三聚、四聚。 例如:

三、炔烃的制备 1.二卤代烷脱卤化氢

常用试剂:NaNH2 常用来制备端炔

例如:

用较弱的碱在较低温下反应,得到乙烯式卤代烃。

通过醇合成炔:

2.炔烃的烃基化 例如:

亲核试剂

注意:①这是一种增长碳链的方法②一般用伯卤代烷 四、二烯烃 1.分类及命名

分类:根据两个双键排列方式不同,分为三类

共轭二烯烃

单双键交替排列

34 孤立二烯烃

性质同单烯烃

累积二烯烃

命名:

1,3-丁二烯

(2Z,4E)-2,4-己二烯

(2Z,4Z)-2,4-己二烯

注意:当主链编号有两种可能时,从Z型一端编号。

(1Z,5E,9E)-1,5,9-环十二三烯 1,5,5,6-四甲基-1,3-环己二烯 2.共轭二烯烃的结构、共轭作用及共振论 1)共轭二烯烃的结构

一组实验数据:

1-戊烯 氢化热:125.9kJ/mol

1,4-戊二烯 氢化热:

预计:125.9×2=251.8vkJ/mol 实测:254.4kJ/mol 预计与实测数值相差不大,说明孤立烯烃与一般烯烃的稳定性相差不大。 一组数据:

实测值比较小,所以共轭二烯的内能较低,比一般烯烃稳定。为什么?

例如:

上述共轭二烯中,C1-C2、C3-C4之间的键长相同,与单烯烃中的双键键长134pm相近;C2-C3之间的键长比烷烃中碳碳单键的键长154pm明显要短。这种现象称为键长的平均化。键长平均化是共轭二烯的共性。

分子中:C为sp2杂化,分别于C、H形成σ键,故分子在同一平面内,四个碳原子各余下一个p轨道,这几个p轨道都垂直于此平面,相互平行,相互重叠,形成一个离域的大π键,四个p电子不仅在两原子间运动,而是在四个原子间运动。

共轭体系:在不饱和化合物中,如果与C=C相邻的碳原子上有p轨道,则p轨道便可与C=C形成一个包含两个以上的原子核的π键,这种体系称为共轭体系。

共轭效应:在共轭体系中,原子间发生相互影响,使体系能量降低,稳定性增大的效应。共轭效应的本质:电子离开原来轨道发生离域。

四个碳原子均为sp2杂化,所有原子处于一个平面,不但C1-C2,C3-C4的p轨道交盖,而且C2-C3的p轨道也交盖,电子发生了离域,结果使键长平均化,体系能量降低,这种效应叫共轭效应。

2)共轭体系分类

①π-π共轭

②p-π共轭

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③σ-π超共轭

④σ-p超共轭

注意:超共轭效应比共轭效应弱

共价键中,由于原子的电负性不同等内外因素,使得共价键中电子密度分布情况发生改变,这种作用称为电子效应,它包括诱导效应和共轭效应。

诱导效应:由于成键原子的电负性差异而引起的效应。 例如:

诱导效应一般传递到第二个碳以后就比较弱。共轭效应与诱导效应比较,共轭效应不减弱可

随单键双键传递下去。 3)共振论

共振论是美国化学家鲍林(L.Pauling)在二十世纪三十年代初提出来的,它的提出是为了解决当时古典化学结构理论所不能说明的分子的物化性能问题。

例如1,3-丁二烯常用结构表示:

电子衍射光谱法测定C2-C3键长比普通C-C单键键长短,具有双键的性质,即π电子发生了离域。所以上述表示法不能准确反映1,3-丁二烯的真实结构。

例如醋酸根通常表示为:

电子衍射光谱测定醋酸根中两个C-O键长相等,负电荷均匀分布在两个氧上,所以上述表示法不能准确反映醋酸根的真实结构。

共振论认为醋酸根真是结构为

意义:醋酸根的真是结构是1和2的杂化体。这种式子叫共振式,1、2为经典结构式。 注意:杂化体是单一物,而不是混合物。

虚线表示负电荷离域,虚线、实线共同表示C-O键长。

例如:烯丙基自由基

烯丙基碳正离子

从上述例子可看出:共振式中经典结构式之间只有电子排列不同,没有原子位置和未成对电子的改变。

共振式书写必须遵循下列规则:

①共振式中,只有电子排列不同,原子排列完全相同。 ②共振式中,配对的电子数和未配对的电子数应是相等的。

③中性分子也可表示为电荷分离式,但电子的转移要与原子的电负性吻合。

共振杂化体的稳定性与共振式中每一个经典结构的稳定性的关系:共振杂化体比共振式中任何一个景点结构式都稳定,共振杂化体的稳定性大小与共振式的结构有关。

①在共振式中,若经典结构式的稳定性相同,则参与形成的共振杂化体往往特别稳定 ②共振式中,经典结构越稳定,对共振杂化体的贡献越大,经典结构与共振杂化体结构越接近,参与形成的共振杂化体越稳定。

估计共振式中经典结构式相对稳定性的规则: ①满足八隅体的经典结构式稳定 ②没有正负电荷分离的经典结构式稳定

③在满足八隅体电子结构,但有电荷分离的共振式中,电负性大的原子带负电荷,电负性小的原子带正电荷的经典结构式较稳定。

④共振式中经典结构式越多,参与形成的共振杂化体越稳定。

例如:用共振论解释氯乙烯分子中C-Clσ键稳定性,较一般的C-Cl键短。

答:1较稳定,对共振杂化体贡献较大,2虽稳定性差,但仍有贡献,使氯乙烯中C-Cl键具

有双键的性质,较一般的C-Cl键短。

3.共轭二烯烃的反应

共轭烯烃中有双键,因此它能发生双键所能发生的所有反应,但又由于它的结构的特殊性,又有一些特殊的化学性质。

36 1)加卤素和卤化氢


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