2.3二烯烃（课件）《有机化学》（上海交通大学出版社）

有 机 化 学 主讲：xxx 1 2.3二烯烃 2 想一想 那么，你能说出几种二烯烃的名称吗？你知道二烯烃的性质吗？ 橡胶制品在我们的生活中十分常见，如轮胎、运动产品、橡胶手套等。这些橡胶制品一般都是由合成橡胶制成的，而合成橡胶主要是由二烯烃单体聚合而成的。 3 分子中含有两个碳碳双键（ ）的链烃，其通式为CnH2n-2 二烯烃 4 由于1,3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）是一种非常重要的二烯烃，因此本书将以它为例，介绍二烯烃的结构。 近代物理方法测得，1,3-丁二烯分子中 的键长为 0.137 nm，比乙烯分子中 的键长（0.134 nm）要长；C—C的键长为0.148 nm，比乙烷分子中C—C的键长（0.154 nm）要短。这一结构特点表明，1,3-丁二烯分子中的键长趋向平均化，与一般的C—C和 有所不同。 2.3.1 二烯烃的结构 5 在1,3-丁二烯分子中，每个碳原子都以sp2杂化轨道相互重叠或与氢原子的1s轨道重叠，形成9个σ键（3个C—C、6个C—H）。这些σ键都处在同一个平面上，它们之间的夹角都接近120°。 此外，每个碳原子还剩下一个未参加轨道杂化的且与这个平面垂直的p轨道。这4个p轨道的对称轴互相平行，可以侧面互相重叠形成两个π键，即双键的碳原子之间各形成一个π键。 2.3.1 二烯烃的结构 6 不仅 两侧碳原子的p轨道之间发生了侧面重叠，C—C两侧碳原子的p轨道之间也发生了较弱的重叠，形成了包含4个碳原子的共轭π键，整个分子的π电子连成一片。 而具有共轭π键的体系称为共轭体系。在共轭体系中，各个电子云的分布趋于平均化，键长趋于平均化，体系能量降低而稳定性增加，这种现象称为共轭效应。 1,3-丁二烯的共轭π键 2.3.1 二烯烃的结构 7 1．二烯烃的分类 在二烯烃分子中，两个 的相对位置不同会导致其性质存在差异。 2.3.2 二烯烃的分类和命名 8 二烯烃 根据二烯烃分子中两个 C=C相对位置的不同 累积二烯烃 共轭二烯烃 孤立二烯烃 两个 连接在同一个碳原子上称为累积双键，含有累积双键的二烯烃称为累积二烯烃，如丙二烯（CH2=C=CH2）。 1．二烯烃的分类 1）累积二烯烃 2.3.2 二烯烃的分类和命名 9 两个 被一个C—C隔开称为共轭双键，含有共轭双键的二烯烃称为共轭二烯烃，如1,3-丁二烯。共轭二烯烃是二烯烃中最重要的一类，它在二烯烃的理论研究和应用方面都具有重要意义。 1．二烯烃的分类 2）共轭二烯烃 2.3.2 二烯烃的分类和命名 10 两个 被两个或两个以上C—C隔开称为孤立双键，含有孤立双键的二烯烃称为孤立二烯烃，如1,4-戊二烯（CH2=CH- CH2 -CH=CH2）。 1．二烯烃的分类 3）孤立二烯烃 2.3.2 二烯烃的分类和命名 11 下面哪些化合物是累积二烯烃？ 即学即练 b. a. c. d. 12 二烯烃的系统命名法与烯烃相似，不同之处有以下两点。 （1）选取含有两个 的最长碳链为主链，根据主链碳原子数，称为“某二烯”。 （2）两个 的位次必须都标明。 2．二烯烃的命名 2.3.2 二烯烃的分类和命名 13 下面以共轭二烯烃为例介绍二烯烃的性质。 共轭二烯烃分子中含有共轭π键，与烯烃的 相似。 2.3.3 二烯烃的性质 14 化学性质 加成反应 聚合反应 共轭二烯烃和烯烃一样，也可以和氢气、卤素、卤化氢等物质发生加成反应。不同的是，共轭二烯烃有两个 ，当它与这些物质发生加成反应时，将生成两种不同的产物。例如： 1． 1,2-加成和1,4-加成反应 2.3.3 二烯烃的性质 15 共轭二烯烃与含有 的化合物发生1,4-加成，生成环状化合物的反应称为双烯合成反应。 例如： 在双烯合成反应中，共轭二烯烃称为双烯体，与双烯体发生反应的不饱和化合物称为亲双烯体。这一反应又称为环加成反应，在有机合成中具有重要意义，是制备六元环状化合物的重要方法。 知识角 2．双烯合成反应 2.3.3 二烯烃的性质 16 共轭二烯烃可以发生聚合反应。与加成反应相似，它既可以发生1,2-加成聚合，也可以发生1,4-加成聚合。 例如，在催化剂作用下，1,3-丁二烯可发生1,4-加成聚合，生成顺-1,4-聚丁二烯（也称顺丁橡胶），这是生产合成橡胶的重要方法。 顺-1,4-聚丁二烯 3．聚合反应 2.3.3 二烯烃的性质