2.2烯烃（课件）《有机化学》（上海交通大学出版社）

有 机 化 学 主讲：xxx 1 2.2烯烃 2 想一想 生活中，人们常用乙烯催熟水果，如图所示。那么，你知道乙烯的性质吗？它还有哪些用途？ 3 分子中含有碳碳双键（ ）的不饱和烃称 烯烃 由于烯烃分子中存在一个碳碳双键，比具有相同碳原子数的烷烃少两个氢原子，因此烯烃的通式为CnH2n 。 是烯烃的官能团。 4 1．烯烃的分子结构 2.2.1 烯烃的结构 乙烯（CH2=CH2）是最简单的烯烃，现以乙烯为例介绍烯烃的分子结构。近代物理学方法已证明，乙烯分子是一个平面结构，分子中所有的原子都在一个平面中， 的键长为134 pm，比C—C（键长为154 pm）短，如图所示。 5 在乙烯分子中，形成 的两个碳原子均为sp2杂化，这两个碳原子各以一个sp2杂化轨道重叠形成一个σ键（C—C），又分别各以两个sp2杂化轨道与两个氢原子的1s轨道形成σ键（C—H），这五个σ键都处于同一平面上。 同时，这两个碳原子未参与轨道杂化的p轨道垂直于上述平面，它们“肩并肩”重叠形成π键，如图所示。 1．烯烃的分子结构 2.2.1 烯烃的结构 6 由一个σ键和一个π键组合而成，经测定其键能为611kJ/mol，而C—C的键能为347 kJ/mol。由此推断，π键的键能小于σ键的键能，比较容易断裂，易发生化学反应，因此烯烃比烷烃易发生化学反应。 1．烯烃的分子结构 2.2.1 烯烃的结构 7 1-丁烯 异丁烯 顺-2-丁烯 反-2-丁烯 顺反异构体 由于分子中含有 ，烯烃的同分异构现象比烷烃复杂。烯烃除了具有与烷烃一样的碳链异构外，还有因 在碳链中的位置不同而引起的位置异构，以及因 两侧原子或基团在空间的排列不同而引起的顺反异构。因此，烯烃的同分异构体要比具有相同碳原子数的烷烃多。 例如，丁烷有2种同分异构体，而丁烯则有4种同分异构体，如下。 2．烯烃的异构现象 2.2.1 烯烃的结构 8 知识链接 有机化合物存在顺反异构体的条件有以下两点。 （1）分子中存在限制碳原子自由旋转的因素，如碳碳双键、碳环等。 （2）在不能相对自由旋转的两个碳原子上，必须各自连接两个不同的原子或原子团。 9 烯烃的命名一般采用系统命名法，其命名原则与烷烃类似。 例如， 称为十一碳烯 1．系统命名法 2.2.2 烯烃的命名 10 碳原子数在10个以内时 用天干命名，命名时在表示碳原子数的词后加一“烯”字 碳原子数超过10个时 用中文数字命名，同时，在表示碳原子数的汉字数字与“烯”字之间加一“碳”字 对于结构复杂的烯烃，可根据下列要点进行命名。 （1）选择含有 的最长碳链作为主链，并按主链所含碳原子数称为“某烯”，作为该化合物的母体名称。 （2）从距离 最近的一端对主链上的碳原子编号，以 上位次较低的碳原子的编号来表示的位次，并用阿拉伯数字写在母体名称之前。 当主链的两端和 距离一样时，应兼顾使支链的位次尽可能低。 （3）将支链作为取代基，依次将其位次、数目和名称放在母体名称之前，排列次序与烷烃的系统命名法相同。例如： 1．系统命名法 2.2.2 烯烃的命名 丙烯 2，6-二甲基-4-辛烯 2-乙基-1-戊烯 11 知识链接 烯烃去掉一个氢原子后剩下的基团称为烯基。对烯基进行命名时，应从游离价键所在的碳原子开始编号。 常见的烯基有 乙烯基 丙烯基 烯丙基 12 1）顺反命名法 顺反命名法是将相同原子或原子团位于 同侧的称为顺式，相同原子或原子团位于 异侧的称为反式。 2．顺反异构体的命名 2.2.2 烯烃的命名 13 对于有顺反异构体的烯烃，其命名通常采用 顺反命名法 Z/E命名法 2）Z/E命名法 当 的两个碳原子上连接的原子或原子团均不相同时，可采用Z/E命名法。Z/E命名法以约定的次序规则为基础，将序数较大的两个原子或原子团位于 同侧的称为Z式，反之称为E式。 需要注意的是，顺反命名法和Z/E命名法是表示烯烃结构的两种不同命名方法，不能误以为Z式一定是顺反命名中的顺式，E式一定是顺反命名中的反式。 提示 2．顺反异构体的命名 2.2.2 烯烃的命名 14 原子或原子团的次序规则如下。 （1）与 的碳原子直接相连的原子按原子序数大小排列，较大者优先。 常见原子的优先次序为： （2）如果与 的碳原子直接相连原子的原子序数相同，则需要比较与该原子相邻的第二个原子的原子序数，如