-
Chap 1
绪论
一、构造、构型、构象
二、共价键
轨道杂化:
C
:
sp
、
sp
2
、
sp
3
杂化方式
、空间构型(键角)
、未参
与杂化
p
轨道与杂化轨
道位置、电负性
比较
基本属性:键长:越短键越牢固
键能:越大键越牢固
σ
键能大于
п
键能
键角:取代基越大键角越大
极性和极化性:
偶极矩(会判断偶极矩大小:矢
量和)
键断裂方式和反应类型:
自由基反应、离子型(亲电、亲核)
、周环反应
Lewis
酸、碱
氢键、电负性
三、官能团、优先次序(
ppt
)
Chap 2
饱和烃
——
烷烃
一、烃分类
烃:开链烃和环状烃
开链烃:饱和烃和不饱和烃
环状烃:脂环烃和芳香烃
二、烷烃通式和构造异构、构象异构(
乙烷和丁烷构象
< br>)
烷烃通式:
C
n
H
2n+2
构造异构体:分子内原子链接顺序不同
σ
键形成
及特性:电子云重叠程度大,键能大,不易断;可绕轴自由旋转;两核间不能
有两个或以
上
σ
键。
乙烷构象
:
Newman
投影式、
重叠式(不稳定,因为非键张力大)
p>
、交叉式(稳定,各个
氢距离远,非键张力小)
丁烷构象:
Newman
投影式;
稳定性
(大到小)
:
对位交叉式、
邻位交叉式
、
部分重叠式、
全部重叠式
甲烷结构和
sp
3
杂化构型:正四面体型
三、命名
普通命名法(简单化合物)
:正、异、新
衍生物命名法:以甲烷
为母体,选取取代基最多的
C
为母体
C
。
系统命名法:①选取最长碳链为主
链,主链
C
标号从距离取代基最近的一端开始标。
②
多取代基时,合并相同取代基,尽
量使取代基位次和最小。书写时按照
官能团大小(小在前)命名
p>
③
含多个相同长度碳链时,选取取代基最多的为主链
四、物理性质
沸点(
b.p.
)
:直链烷烃随分子量增大而增大(分子间色散力与分子中原子大小和数目成
正比,分子量增大,色散力增大,沸点增大)
支链越多,沸点越低(支链多,烷
烃体积松散,分子间距离大,色散力小)
熔点(
m.p.
)
:总趋势:分子量增大,
m.p.
增大
p>
m.p.
曲线(书
P48
< br>)
相对密度:分子量增大,相对密度增大,接近于
0.8
溶解度:不溶于水,易溶于有机溶剂(相似相溶,烷烃极性小)
折射率(分子中电子被光极化的程
度)
:正构烷烃,碳链越长,折射率越大
五、化学性质(
C-H
键极性小,键能大,所以烷烃比较稳定)
卤化反应
:
1
、例子:笔记和书
反应条件:高温、光、催化剂等
2
、反应机理:自由基反应
反应阶段:链引发只产生自由基不消耗
链增长消耗一个自由基同时产生另一个自由基
链终止只消耗不产生自由基
反应条件:光、热、过氧化物(书
P51
)
;一般在气相和非极性溶剂中
进行
3
、反应取向:烷烃中
H
活泼型顺序:叔
H>
仲<
/p>
H>
伯
H
(
p>
C-H
键离解能越小,均
裂吸收能量越小,
易取代)
形成自由基需能量:
CH
3
?
>1
°
>2
°
>3
°自由基
p>
自由基稳定性:
CH
3
?
<1
°
<2
°
<3
°自由基
(
自由基中间体越稳定,
反应越容易发生
)
4
、卤素与烷烃卤化反应活性:氟<
/p>
>
氯
>
溴
>
碘
p>
卤素与烷烃反应选择性:氟
<
氯
<
溴
<
碘
氧化反应:燃烧(完全氧化)
、部分氧化反应(笔记
、书
P56
)
异构化反应
裂化反应(自由基型反应
)
:分类、特性、用途
六、烷烃的主要来源和制法
来源:石油、天然气
实验室制法:烯烃加氢、
Corey-
House
合成
Chap3
脂环烃
一、命名
单环:与烷烃类似;次序规则;环上
C
数小于与环相连碳链或碳
链连有多个环时,常以碳
链为母体,环作为取代基。
二环:联环、螺环、稠环、桥环
桥环:双环【
a.b.c
】某烃
螺环:螺【<
/p>
a.b
】某烃
二、构象
环稳定性:三元
<
四元
<
五元、六元
[
环张力(可用每个亚表示甲基燃烧热)
越大,分子能量
越高,稳定性越差,越易开环
]
环丙烷:
3
个
C
共平面,易开环加成,性质活泼
环丁烷:
4
个
C
不共平面,不
稳定,易开环加成
环戊烷:
5
个
C
不共平面,角张力较小,较稳定,性质与
开链烷烃类似
环己烷:
6
个
C
不共面,无张力
p>
椅式构象:
a
键、
e
键,构型翻转(
a
、
e
互换)
环上有取代基时,
e
键取代比
a
键取代稳定(会判断稳定构象)
三、反应
取代反应:五元、六元环易取代(卤化反应)
氧化反应:
室温下环烷烃不能使高锰
酸钾退色(用于鉴别烯烃或炔烃、环烷烃)
加热或催化剂,环烷烃被氧化
加成反应:小环环烷烃(环张力答,易开环加成)
加
H
加卤素(环丙烷与开链烷烃区别)
加卤化氢:
(环烷烃衍生物环断键发生在
H
最少
C
和
H
最多的
C
间)
四、脂环烃来源及制备
只要来源:石油
< br>制法:芳香族化合物氢化、
分子内关环、双烯合成
Chap 3
不饱和烃
CH
2
=CH-
乙烯基
HC C-
p>
CH
3
-CH=CH-
丙烯基
CH
3
-C
C-
CH
2
=CH-CH
2
-
烯丙基
HC C-C
H
2
-
CH
3
-C=CH
2
异丙烯基
-CH=CH-
炔丙基
1,2-亚乙烯基
丙炔基
命名:
1
、烯基和炔
基:
乙炔基
2
、衍生物命名:烯烃以乙烯为母体
;炔烃以乙炔为母体。
3
、系统命名
:①含双键或三键碳链为主链
②
从距离双键或三键最近一端编号
③同时含双键和三键时,先烯后炔。
④
优先使双键和三键位次和最小;<
/p>
在处于相同位次编号时,
使双键编
号低<
/p>
4
、顺帆异构体命名:相同原子或原子
团在双键同侧为顺式;
5
、
Z,E-
命名法:①大基团在双键同侧为
Z
p>
,不在同侧为
E
②官能团大小次序规则:按原子序数排序,同位素
D>H
p>
(绪论时
ppt
或笔记)
< br>
C(C,C,C)>C(C,C,H)>C(C,H,H)>C(H,H,H)
-C
?
CH
>
-CH=CH
2
Chap
3
(
1
)烯烃
一、结构
乙烯中六个原子共平面;
π
键特性:不能自由旋转;键能小;电子云流动性大,受核束缚小,易极化。
二、同分异构体
C
4
以上的烯有碳链异构、官能团位置异构、顺反异构
三、物理性质
状态:
C4
以下气体,
C5-18
液
体,
C19
以上固体
沸点:相对分子质量大,沸点大;正构
>
异构;内端烯
>
末端烯
>
同
碳数烷烃;顺式
>
反式
熔点:分子对称性大,熔点大;内端烯
>
末端烯;反
式烯
>
顺式烯
四、
化学性质:
烯烃的反应都是围绕着
π
键进行
(
π
键电子云流动,
可作为一电子源,
起
lewis
碱的作用,亲电加成反应;
α
-
H
,受
C=C
影响,可发生取代反应。
)
催化加氢
:生成烷烃
催化剂:
Pt
、
Pd
、
Rh
、
Ni
;
Raney Ni
立体化学:顺式加成
反应意义:制备纯烷烃;据吸收氢气体积。测定分子中双键或
三键数目
氢化热与烯烃稳定性
:氢化热越大,
稳定性越小
(
取代基越多,越稳定
)
稳定性:
R
2
C
=
CR
2
>
R
2
C
p>
=
CHR
>
RCH
=
CHR
,
R
2
C
=
CH<
/p>
2
>
RCH
=<
/p>
CH
2
>
CH<
/p>
2
=CH
2
反
-RCH
=
CHR
>顺
-RCH
=
CHR
五、化学性质:亲电加成
(一)与卤素加成:
1
p>
、反应意义:烯烃鉴别(反应前后溶液颜色的变化)
;制备连二卤化
物常用方法
C=C
?
+ Br
< br>?
?
Br
?
Br
慢
+
快
Br
C
C
C
C
Br
-
Br
2
、反应机理:
烯烃
Br
+
首先
进攻
离子型反应、需极性条件(微量水)
双键上电子云密度越大,
反应速率越
快
(与双键上取代基吸电子或斥电
子有关)
3
、立体
化学:反式加成(负离子从背面进攻)
(二)与卤化氢加成:有
C
+
中间体生成,会出现重排
< br>
1
、反应意义:生成卤代烃
2
p>
、反应速度:
HI
>
HBr
>
HCl
(因为酸性
HI
>
HBr
>
HCl
,酸性强易失去质子)
?
?
3
、
反应机
理:
?
?
C
C
+
X
-
p>
X
C=C
+
H
p>
+
H
C
C
+
X
-
C
C
+
< br>
H
H
X
马氏规则:因为
C
< br>+
中间体稳定性(烯丙型,苄基型
>3>2>1>
甲基型)
。
注意重排现象
p>
4
、过氧化物效应(自由基加成)
:反马<
/p>
p>
只能与
HBr
反应
反应机理:链引发、链增长、链终止(看笔记)
(三)与硫酸加成(再与水反应相当于间接水合)
1
、硫酸构造:有两个活泼氢
2
、反应意义:间接水合制备醇;分
离、提纯、鉴别烯烃
OSO
2
OH
溶于硫酸
浓H
2
SO
4
不溶于硫酸
3
、遵循马氏规则
p>
(四)与次卤酸加成(次卤酸酸性弱,不断氢,而是
HO
-
|X
+
)
1
、反应
意义:生成
β
-
卤代醇(
X-C-C-OH
)
p>
2
、实际操作:烯烃与氯
+
水反应。
(五)与水加成
p>
控制条件、改变催化剂(磷酸或硫酸)
,直接水合
< br>
直接水合意义:制备醇
(六)硼氢化反应:顺式加成、反马、不重排
1
、反应机理:
BH
3
BH
2
+
(亲电基团)
+
H
—
空间效应
R-CH=CH
2
+ H BH
2
CH
2
=CH-R
RCH
2
CH
2
BH
2
一烷基硼
CH
2
=CH-R
(RCH
2
CH
2
)
2
BH
二烷基硼
(RC
H
2
CH
2
)
3
B
三烷基硼
H
2
O
2
,O
H
-
RCH
2
CH
2
OH +
B(OH)
3
一级醇
H
2
O
2
的
NaOH
水溶液
2
、
简单记忆:
RCH=C
H
2
①
B
2<
/p>
H
6
②
H
2
O
2
/OH
-
RCH
2
CH
p>
2
OH
3
、反应意
义:制备伯醇
(七)
羟汞化
—
脱汞反应(
ppt
及笔记)
六、化学性质:亲核加成
三键比双键易亲核加成,详见炔烃。
七、化学性质:氧化反应
(一)环氧化
p>
1
、烯烃
+
有机过
酸
====
环氧化合物(保持双键构型)
O
常用的过酸有:
H-C-O-O
-H
过氧甲酸
O
CH
< br>3
-C-O-O-H
过氧乙酸
O
C
6
H
5
p>
-C-O-O-H
2
p>
、
过氧苯甲酸
Cl
O
C-O-O-H
过氧间氯苯甲酸
O<
/p>
CF
3
-C-O-
O-H
三氟过氧乙酸
3
、可能用过氧化氢来代替过酸
(二)高锰酸钾氧化
1
、反应意义:烯烃鉴别(溶液颜色
变化)和结构推导
2
p>
、碱性
/
中性高锰酸钾:生成邻二醇,顺式
3
、
酸性:
R
KMnO
4
R
R
R
C=C
C=O + O=C
R'
H
p>
R'
酮
醛
H
R
KMnO
4
O=C
OH
酸
H
KM
nO
4
H
R
R
C=C
C=O + O=C
R'
R'
酮
H
甲醛
H
OH
KMnO
4
O=C
CO
2
+
H
2
O
OH
碳酸
(三)臭氧化
1
、反应意义:推导烯烃结构
H
2
O/Zn
R
p>
R'
R
R'
C
p>
O
O
O
C=O
+ O=C
(酮)
(醛)
R
H
R
OH
C
R
H
H
2
O
2
R
R'
< br>C=O + O=C
(酸)
2
、
(酮)
(四)催化氧化(书上反应:制备环氧乙烷)
八、化学性质:聚合反应(书上反应)
九、化学性质:
α
-
氢原子的反应<
/p>
(一)卤化反应(自由基取代)
1
p>
、特别:
NBS
(专门溴代
α
-
氢原子)
O
H
2
C
< br>C
CH
3
CH=CH
2
+
N-Br
H
p>
2
C
C
O
h
?
CCl
4
O
H
2
C
C
N-H
BrCH
2
CH=CH
2
+
H<
/p>
2
C
C
O
N-溴代丁二酰亚胺
?
(NBS
专门溴代 -H)
CH
3
(CH
2
)
4
CHCH=CH
2
+
CH
3
(CH
2
)
4
CH=CHCH
2
< br>Br
Br
3-溴-1-辛烯
?<
/p>
( -溴代产物)
1-溴-2-辛烯
(烯
丙位重排产物)
CH
3
(CH
2
)
4
CH
2
CH=CH
2
NBS
烯丙位重排:
(二)氧化反应
CH
2
=CH-
CH
3
+
O
2
p>
3
CH
2
=CH-
CH
3
+
NH
3
+ O
2
2
氨氧化法
磷钼酸铋
钼酸铋等
370 C
。
CH
2
=
470 C
。
CH
2
=CH-CN + H
2
O
丙烯腈
(人造羊毛单体)
(ABS、丁腈橡胶单体)
十、烯烃制备:
β<
/p>
-
消除反应
1
、醇脱水
2
、卤代烃脱卤化氢
Chap
3
(
2
)炔烃
一、结构
四个原子共直线;-
C≡C
-中有一个
σ
键、
2
个相互⊥的
π
< br>键;
sp
杂化轨道中的
S
成份多。
(S
电子
的特点就是离核近
)
:比双键易发生亲核加成
< br>
二、同分异构
炔烃:
C
4
以上的炔烃只有碳链异构和位置异构,无
顺反异构
三、物理性质
1
、沸点:相对分子质量大,沸点大;正构
>
p>
异构;内端
>
末端;
2
、熔点:分子对称性大,炔熔点大;内端
>
末端;
四、化学性质:<
/p>
π
键:与烯烃类似的性质
2
个相互
⊥的
π
键:有不同于烯烃的性质:如炔氢酸性
< br>
(一)催化加氢:与烯烃类似
1
p>
、使用特殊催化剂,使炔烃部分加氢得到烯烃
常用催化剂:
lindlar
:
Pd-CaCO
3
/HOAc( Pd
沉淀于
CaCO
3
上,再经
HOAc
处理
)
p>
Cram
催化剂:
Pd/BaSO4-
p>
喹啉
(Pd/BaSO4
中加入喹啉
)
;
P-2
催化剂:
Ni
2
B (
乙醇溶液中,用硼氢化钠还原醋酸镍得到
)
。
< br>
P-2
催化剂又称为
Brown
催化剂。
2
、同时双键和三键,三键优先加氢
(
除杂烯烃中混有炔烃
)
(二)还原加氢
Na-
液NH
3
RC CH + H
2
p>
lindlar
RCH=CH
2
H
C=C
CH
3
CH
2
(CH
2
)
3
CH
3
H
CH
3
CH
2
-C C(CH
2
)
3
CH
3
。
-33
C
得到反式烯烃
CH
2
CH
3
H
< br>CH
3
CH
2
< br>-C C-CH
2
CH
3
p>
B
2
H
6
,醚
0 C
。
CH
p>
3
COOH
CH
3
CH
2
H
C=
C
得到顺式烯烃
(三)氢化热与稳定
性:与烯烃类似,取代基越多,氢化热越低,稳定性越高
五、化学性质:亲电加成
(一)与卤素加成:与烯烃类似
1<
/p>
、检验三键(溶液颜色变化)
;制备连二卤代物
< br>
2
、反应活性:烯烃
>
炔烃
(二)与卤化氢加成:与烯烃类似
(三)与水加成:出现烯醇式会重排成为醛或者酮
RC CH + H
2
O
HgSO
4
,稀H
2
p>
SO
4
OH
H
p>
RC CH
烯醇式
重排
O
R-C-
CH
3
酮式
(四)硼氢化反应(看
ppt
,考前再
看一下)
六、化学性质:亲核加成
1
、
C≡C
的
电子云更靠近碳核,炔烃较易与
ROH
、
RCOOH
、
HCN
等进行亲核加成
反应。
CH CH +
CH
3
OH
2
、制备
乙烯基醚:
20%KOH水溶液
,P
C
H
2
=CH-OCH
3
甲氧基乙烯
or甲基乙烯基醚
七、氧化反应:
(一)高锰酸钾氧化:生成羧酸或二氧化碳
RC CH + KMnO
4
p>
1
、
紫红
H
2
O
RCOOH +
CO
2
+
MnO
2
2
、反应意义:检验三键并推导结构
(二)臭氧化:生成
α
-
二酮和过氧化氢,随后过氧化氢将
α
-
二酮氧化成羧酸
-C
C-
(1) O
3
(2)
H
2
O
八、聚合反应(书上反应)
九、炔烃活泼氢
(一)炔氢酸性
1
、酸性:水
>
乙醇
>
乙炔
>
氨
>
乙烷
2
、碱金属炔化物:反应物:钠、钾或氨基钠(不能用氢氧化钠
)
-C--C-
+ H
2
O
2
O
< br>O
-COOH + HOOC-
RC CH +
NaNH
2
液NH
3
RC CNa +
NH
3
炔化钠
3
p>
、反应意义:生成炔钠,再与伯卤代烃制备延长碳链的炔烃。
RC CNa + R'X
(二)过渡金属炔化物
Ag(NH<
/p>
3
)
2
NO
p>
3
R-C C-R'
伯卤烷
RC CAg
↓
↓
炔银(灰白
)
RC CCu
↓
↓
炔铜(砖红
)
RC CH
Cu(NH
3
)
2
Cl
1
、
2
、反应意义:鉴别
炔烃【内端炔(不发生这个反应)和末端炔】
十、炔烃制备
1
、二卤代烷脱卤化氢
常用试剂:氨基钠、
KOH-CH3CH2OH
2
p>
、伯卤代烷与炔钠亲核取代,形成延长碳链的炔烃。
Chap
4
二烯烃
共轭体系
共振论
一、二烯烃的分类和命名
1
、通式:
C
n
H
2n-2
2
、据分子中两个双键相对位置分类
孤立二烯
二烯烃
累积二烯
共轭二烯
CH
2
=CH
p>
CH
2
CH=CH
2
性质似单烯烃
CH
2
=C=CH
2
不稳定
CH
p>
2
=CH
CH=CH
2
性质特殊
3
、命名:与烯烃类似;
用阿拉伯数字表明两个双键位次,
用
“Z/E”
或“顺反”表明双键构型。
CH
2
H
C
C
CH
2
H
CH
2
H
H<
/p>
C
C
CH
2
p>
构象异构:
S-
顺
-1
,
3-
丁二烯
S-
反
-1
,
3-
丁二烯
S-
顺
-
两个双键位于单键同侧
S-
反
-
两个双键位于单键异侧
二、结构
(一)丙二烯(书上
P120
)
:线性非平面分子
(二)
1
,
3-
丁二烯:所有原子共平面;键长平均化趋向;除去双键
p>
C
的
π
键,还有离
域
的
π
键
三、电子离域与共轭体系
共轭体系:三个会三个以上互相平
行的
p
轨道形成大
π
< br>键。
参与共
轭体系的
p
轨道互相平行且垂直于分子所处
σ
平面;相邻
p
轨道之间
从侧面肩并肩重叠,发生键的离域
电子离域:共轭体系中,成键原子的电子云运动范围扩大现象。
也称为键的离域,是共轭体系能量降低。
(一)
π
-
π
共轭(
典型:
1,3-
丁二烯)
1
p>
、共轭效应:由于电子离域使体系能量降低、分子趋于稳定、键长区域平均化的现
象
2
、离域能:由于共轭效应中键的离
域而导致分子更稳定的能量。
离域能越大,体系越稳定。
3
、
π
p>
-
π
共轭体系特征:单双键交替(或三键)
p>
组成共轭原子不仅限于碳原子,
O
、
N
都可以。
共轭效应不随碳链增长而减弱
CH
2
CH CH
CH
4
、共轭
体系表示方法:
?
?
CH CH
CH CH
?
?
?
?
?
?
?
< br>?
?
?
?
?
?
?
2
弯箭头表示由共轭效应引起的电子流动方向;
共轭碳链产生极性交替现象
(二)
p-
π
共轭体系
1
、
p-<
/p>
π
共轭:双键(三键)直接相连的原子上有
p
轨道,且
p
轨道与
π
键
p
轨道平
行,则从侧面重叠形成
p-
π
共轭
2
p>
、
p-
π
共轭体系
特征:
能形成
p-
π
< br>共轭的除去具有未共用电子对的中性分子,
还可以
是正、
负离子、自由基
(三)超共轭(
σ
< br>-
π
、
σ
-p
)
H
H C CH
CH
2
p>
1
、通常表示方法:
H
2
p>
、用超共轭解释碳正离子稳定性(书上或
ppt
)
四、离域体系共振论表述法
(一)共振论基本概念
1
、不能
用经典结构式圆满表示的分子,其真实结构是由多种可能的经典极限式
叠加
(
共振杂化
)
而成的。
p>
CH
2
-CH=
CH
2
烯丙基正离子可表示为
+
CH
2
=CH-
CH
2
+
(二)书写极限结构式遵循的基本原则
1
、符合经典结构式的书写规则
2
p>
、各共振极限结构式中原子核的相对位置必须是相同的
3
p>
、所有的极限结构式中,配对的或不配对的电子数目应保持一致。
(三)共振极限结构式能量标准
1
p>
、两个或两个以上能量最低而结构又相同或接近相同的式子,它们参与共振最
多,对共振杂化体的贡献最大,真实分子的能量也更低,更稳定
2
p>
、各共振极限结构式中,共价键的数目越多,其能量越低
3
p>
、电荷没有分离的共振极限结构式稳定
4
、电荷
分布符合元素电负性预计的共振极限结构式更稳定
5
、满足
八隅体电子构型的要求者,能量低,稳定。反之则能量高,不稳定
6
p>
、相邻原子带相同电荷的共振极限结构式不稳定
总结:
合理的结构是稳定的;共价键多的结构是稳定的;共振结构式越多,真实
分子越稳定。<
/p>
(四)共振论应用(
ppt
)
五、共轭二烯烃化学性质
(一)加成
一般以
1
,
4-
加成为主
1
、反应条件影响产物:高温有利于
1,4-
加成,低温有利于
1,2-
加成;
极性溶剂有利于
1,4-
p>
加成,非极性溶剂有利于
1,2-
加成。<
/p>
2
、反应机理:电子离域、共轭效应
p
空
+
p>
CH
3
HBr
+<
/p>
C
H
2
C
C
H
[CH
2
=CH-CH-CH
3
]
CH
2
=CH-
CH=CH
2
H
有
p
空
- <
/p>
?
共轭
p
空
p>
3
稳定
!
sp
+
HBr
+
CH
2
=CH-CH=CH
2
H
2
C
C
H
C
H
2
CH
2
[CH
< br>2
=CH-CH
2
-CH
2
]
无
p
空
-
?
共轭
不稳定
!
Br
CH
2
-CH=CH-CH
3
1
?
?
?
1,4-加成产物
+
?
p>
CH
2
=CH-
CH-
CH
3
CH
2
CH CH CH
3
2
Br
H
2<
/p>
CH
2
=CH-CH-CH
2
1
Br
-
1,2-加成产物
(二)电环化反应:开链共轭烯烃关环生成环烯烃及其逆反应
H
光照
对旋
H
CH
3
CH
3
加热
顺旋
CH
3
H
H
CH
3
(E,E)-2,4-己二烯
加热
顺旋
顺-3,4-二甲基环丁烯
H
H
CH
3
CH
3
(Z,E)-2,4-己二烯
CH
3
H
H
CH
3
光照
对旋
(三)双烯合
成(
D-A
反应)
< br>+
1,3-丁二烯
反-3,4-二甲基环丁烯
CH
2
CH
2
200 C
高压
。
p>
环己烯
1
、
双烯体
亲双烯体
2
、反应
机理:旧键断裂与新键生成同时进行,途经一个环状过渡态
3
、
亲双烯体上有吸电子基团
(
-
CHO
、
-
COR
、
-
CN
、
-
NO
2
)
时,
反应更易进行。
双烯体上有供电子基团时,也有利于反应。
< br>CH
CH
CH
2
+
CH
2
H
< br>C
H
C
O
O
O
顺丁烯二酸酐
150 C
苯
。
O
C
C
O
O
(白
)
4
、反应意义:鉴别共轭二烯烃
?
p>
?
?
?
?
á
?
CH
3
CH
2
C CH
CH
2
=CH-
CH=CH
2
Ag(NH
3
)
2
+
?
°
×
°
×
p>
5
、周环反应
特点:一步完成,旧键的断裂和新键的生成同时进行,途经环状过
渡态;
反应受光照或加热条件的影响,不受试剂的极性、酸碱性、
< br>催化剂和引发剂的影响;
反应具有高度的立体专一性,
一定构型的反应物在光照或加
热条件下只能得到特定构型的产物。
(四)聚合反应和合成橡胶(书或
ppt
上反应)
六、环戊二烯(书上反应)
Chap 5
芳烃和芳香性
芳香性:环流效应、
Hückel
4
n+2
规则、易进行
离子型取代
反应,
不易加成、氧化,并具有
特殊的稳定性
一、分类
单环芳烃、多环芳烃、稠环芳烃(书
P150
< br>)
二、构造异构
1
、苯环
上
6
个
C
和<
/p>
6
个
H
都是等同
的,一元取代无异构
2
、二、三、四元取代有三个异构体
三、命名(书
P151
)
1
< br>、单环芳烃:以苯环为母体,当苯环上连有多个取代基时,用数字表明相对位次
2
、①苯
环上烃基较长、复杂②烃链上有多个苯环或不饱和烃基
此时以烃链为母体,苯环做取代基(有例外)
例外:对二乙烯基苯
3
、
p>
C
6
H
5
-
苯基
(Ph
-
)
C
p>
6
H
5
CH
2
-
苄基
Ar
-
芳基
(
芳环上去掉一个氢后,所剩下的原子团
)
四、苯结构
1
、
12<
/p>
个原子共平面,各键角均为
120
°
p>
五、单环芳烃物理性质(书
P155
p>
)
1
、无色、不溶于水,易溶于有机溶剂,有特殊气味,有毒。
2
、沸点:分子量增大,沸点增大
3
、稳定
性:烷基取代时,烷基越多,稳定性越大。
对
>
邻
4
、熔点
:对
>
邻(对位对称性好)
5
、红外
谱图:
C-H
:
3100-3010
苯环:
1600,1580,1500,1450
核磁共振:
7.25
六、单环芳烃化
学性质:易亲电取代(
F-C
烷基化、酰基化)
、侧链上的反应
(一)亲电取代反应(环上取代)
当苯环
连有斥电子基团时,反应活性升高(活化)
;第二个取代基进入邻对位
< br>
连有吸电子基团,反应活性降低(钝化)
,第二个取代
基进入间位
【亲电取代反应机理】
E
ì
?
?
-H
+
E
+
+
< br>H
+
+
E
E
??
?
?
?
??
?<
/p>
?
?
E
E
+
E
H
H
H
+
+
1
、卤化:
卤素:邻对位定位基
催化剂:三卤化铁
反应物:苯或烷基苯(比苯易发生)
FeCl
3
+ Cl
2
FeCl
4
-
+ Cl
+
FeBr
4<
/p>
-
+ Br
+
快
+
亲电试剂
反应机理:
FeBr
3
+
Br
2
Br
+
+ Br
+
Br
慢
H
-H
+
快
Br
?
-络合物
2
p>
、硝化:硝基:吸电子基团,间位定位基
?
-络合物
反应条件:硝酸和硫酸(混酸)<
/p>
,
50-60
℃
HOSO
2
OH + HO-
NO
2
H-O-NO
2
H
+
H-O-
NO
2
+ HSO
4
< br>-
H
+
+
NO
2
+
H
2
O
反应机理:
(书
P162
)
垟盐
NO
2
-H<
/p>
+
NO
2
+
p>
H
+
+
NO
2
3
、磺化
:
磺酸基:吸
电子基团,间
位定位基
p>
反应条件:浓硫酸;发烟硫酸(
H2SO4 ,SO3
)
;氯磺酸
ClSO
3
H,;
SO
3
磺化反应可逆,磺化反应应用:合成中占位;除杂苯
CH
3
H<
/p>
2
SO
4
CH<
/p>
3
ì
?
?
á
CH
3
NO
2
H
2
O/H
+
CH
3
占位举例:
SO
3
H
SO
3
H
180
C
?
NO
2
反应机理:进攻试剂:三氧化硫
2H
2
SO
4
p>
?
O
?
-
SO
3
+
H
3
O
+
+
HSO
4
?
+
?
?
S
?<
/p>
?
O
?
O
慢
H
+
SO
3
-
快
HSO
4
-
SO
3
-
快
H
3
O
+
SO
3
< br>H
+
H
2
O
4
p>
、
F-C
烷基化
反应条
件:催化剂,常用:无水
AlCl
3
(
Liews
酸
)
或
H
2
SO
4
(Brφsted
酸
)
,氯化铁,氯
化
锌,氯化硼
反应物:烷基化试剂:卤代烷、烯烃、醇、环醚
卤代烷
反应活性:当烷基相同:
RF>RCl>RBr>RI
;卤原子
相同时,
3
°卤代烷
>2°
>1°
反应缺点:
重排
(中间
CH
2
CH
3
体
C+
)
< br>;
可
AlCl
3
CH
2
CH
3
C
2
H
5
Cl
CH
CH
2
< br>3
+ CH
3
CH
2
Cl
+
AlCl
3
以多取代
CH
p>
2
CH
3
?
±
?
CH
2
CH
3
ü
?
?
×
?
×
?
?
?
ú
反应应用:苯环上引入烷基
反应机
理:
(异构化书
P164
)
H
+
CH
-CH-CH
< br>-Cl
AlCl
CH
-CH-C
H
3
2
3
3<
/p>
3
?
?
。
+
?
?
2 C
。
稳定性大于
1
C
+
5
、
p>
F-C
酰基化
反应条件:同烷基化
R
C
+
+ (CH
3
)
2
CH
CH(CH
3
)
2
+
< br>H
AlCl
4
-
CH(CH
3
)
2
+ HCl + AlCl
3
反应物:酰基化试剂:酰卤,酸酐
反应特点:不异构、不多元取代
O
O
R C
O
,酸(酰化能力:酰卤
>
酸酐
>
酸)
O
R-C-Cl
+
反应应用:合成芳酮
?
?
AlCl
3
O
C-R
< br>?
?
ù
±
?
O
C-CH
2
CH
3
?
?
±
±
?
?
?
ù
+ HCl
Clemmenson?
?
?
O
p>
CH
+
3
CH
2
-C-Cl
AlCl
3
Zn-Hg/HCl
CH
2
-CH
2
CH
3
?
±
?
±
?
得到正某苯:
?
?
?
±
【
F-C
反应讨论】
:①可由
F-C
反应制备芳酮和苯同系物
②
当苯环上有吸电子基团-
NO2
、-
SO3H
、
-
COOH
,不发生
F-C
反应
硝基苯做为
F-C
反应溶剂(不与试剂反应)
6
、氯甲基化
反应条件:无水氯化锌
反应物:甲醛和氯化氢
生成:苯环上加上氯甲基
反应意义:有机合成上重要。因为
-
CH
2
Cl(
氯甲基
< br>)
易于转化为
-CH
2
OH
-CH
2
CN
氰甲基
-CH
2
COOH
羧甲基
-CH
2
NH
2
氨甲基
-CHO
醛基
羟甲基
(
二)加成反应:加氢(
Ni
催化;制备环己烷)
,加氯(紫外线照射)
(三)氧化反应:
顺
p>
丁
烯
二
酸
酐
(
双
烯
合
成
中
应
< br>用
)
:
O
+ O
2
O
CH?
< br>?
C
?
O
(400-500 C)
V
2
O
p>
5
CH?
?
C
p>
?
?
?
?
?
á
?
í
?
?
?
á
< br>?
脱氢氧化:
联苯
(四)侧链反应
1
、自由
基取代:主要发生
α
-
取代,因为苄基
型稳定
总之:
R
KMnO
4
H
+
< br>H
700-800 C
。
p>
CH
2
-CH
3<
/p>
。
560-600 C
Fe
2
O
3
CH=CH
2
+ H
2
苯乙烯<
/p>
COOH
。
。
、
2
、氧化:
(R:1 2
)
无
α
p>
-H
不氧化。
两个烷基处于邻位,氧化的最后产物是酸酐
七、苯环取代定位规则
1
、第一
类定位基:邻对位定位基(负电荷、孤对电子、饱和键)
大多致
活苯环(斥电子)
,但卤素例外(卤素吸电子)
-
-
O
p>
、-
NR
2
、-<
/p>
NHR
、-
OH
、-
OCH
3
、-
NHCOCH
3
、-
OCOR
p>
、
-
C
6
H
5
、-
R[
-
CH
3
、-
C
2
H
5
、
]
、-
H
、-
X
第二类定位基:间位定位基(正电荷、不饱和键)
致钝苯环(吸电子)
-
p>
N+R3
、-
NO2
、-
CN
、-
COOH
、-
SO3H
、-
CHO<
/p>
、-
COR
2
、定位规则理论解释(
ppt
)
3
、空间
效应:
已有一个邻对位定位基时,
苯环上原有取代基体积越大,
二取代产物对位
异构体比例越大;新引入基团体积越大,对位异
构体比例越大
4
、二取代苯定位规则:原有两个取
代基
原有两个取代基定位方向一致,新引入基团位置在共同位置方向
原有两个取代基定位方向不一致时
:①两个取代基为同类,按照较强的基团定位
②不同类,以第一类为主(因为是亲电取代)
5
、在有机合成上应用:书
P178
、
ppt
上例子
八、稠环芳烃
(一)萘
1
、结构
:
18
个原子共平面
α
位:与两个共用碳直接相连
p>
2
、性质:白色结晶,易升华;萘比苯活泼,萘
α
位更活泼。
3
p>
、亲电取代:
(与苯类似)
卤化:
主要得到
α
-
取代
新型氯化剂,
次氯酸叔丁酯负载到SiO
2
上
Cl
t-C
4
H
9
OCl/SiO
2
。
(转化率93%,选择性100%)
CCl
4
,40 C,3h
??
氯萘
硝化:主要产物
< br>α
-
取代
磺
化
:
SO
3
H
<
/p>
?
¨
H
2
SO
4
,
80 C<
/p>
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
§
?
?
?
?
)
(
??
?
?
H
2
O,
180 C
??
?
?
?
á
?
160 C
?
¨
H
2
SO
4
,
160 C
?
SO
3
H
(
b?
?
?
?
?
?
?
?
?<
/p>
°
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
§
?
?
?
¨
)
H
2
O,
180 C
?
?
< br>?
á
b?
α
p>
-
萘
磺
酸稳定性小
(因为磺酸基体积大,位阻大)
高温时主要
< br>β
-
取代
F-C
反应:酰基化①极性溶剂:<
/p>
β
-
取代
②
p>
非极性溶剂:主要
α
-
取代,也有
β
-
取
代
CH
2
< br>COOH
+ ClCH
2
COO
H
FeCl
3
+KBr
200-218 C
。
??
萘
乙酸
植物生长激素
烷基化:
4
p>
、氧化反应(书
P184
)
氧化反应总是使电子云密度较大的环破裂(与取代基的吸电子、给电子有关)
5
、还原
反应(书
P185
)
p>
Birch
还原:用
Na
< br>在液氨和乙醇混合物中还原
6
p>
、二元取代定位规则:首先看原有取代基将某一个环是活化还是钝化(吸或斥电子)
在看<
/p>
β
、
α
位