有机化学4.ppt

1、有机化学,第二节 二烯烃,本节主要内容,二烯烃的分类和命名 1,3-丁二烯的结构与共轭效应 共轭二烯烃的性质 共轭二烯烃的来源、制法及重要二烯烃,二 烯 烃二烯烃的分类和命名,二烯烃的分类 (1) 累积二烯烃 (2) 共轭二烯烃 (3) 孤立二烯烃,二 烯 烃 二烯烃的分类,(1) 累积二烯烃 含有 结构的二烯烃.两个双键与同一碳原子相连,称为累积双键. 例如:,丙二烯,二 烯 烃二烯烃的分类,(2) 共轭二烯烃 即含有 结构的二烯烃.两个双键被 一个单键隔开,称为共轭双键.含有共轭双键的体系叫共轭体系. 例 :,1,3-丁二烯,1,3-环己二烯,(3) 孤立二烯烃 也称为孤立双键二烯烃,即含

2、有 (n1) 结构的二烯烃.两个双键被两个或两个以上的单键隔开,称为隔离双键. 例 :,二 烯 烃二烯烃的分类,1,4-戊二烯,n,二 烯 烃二烯烃的分类和命名,二烯烃的命名 分子中含有两个双键,叫二烯,命名时用数字标明两个双键的位次. 例如:,2-甲基-1,3-丁二烯,2-甲基-1,4-戊二烯,思考与练习,给下列二烯烃命名：,2-甲基-1,3-丁二烯 2,5-二甲基-1,4-己二烯 2-乙基-1,3-丁二烯,二 烯 烃 1,3-丁二烯的结构,1,3-丁二烯的结构图:,C=C双键的键长为0.136nm （乙烯的为0.134nm）, C-C单键的键长为0.148nm (乙烷的为0.154nm)。

3、 其单键和双键较特殊， 键长趋于平均化。,sp2杂化,二 烯 烃1,3-丁二烯的结构,1,3-丁二烯的碳原子都是以sp2杂化轨道相互重叠或与氢原子的1s轨道重叠形成3个CC 键，这些键都在同一平面上，键角接近120。每个碳原子未杂化的p轨道从侧面相互重叠，形成共轭键,未杂化的p轨道,二 烯 烃共轭效应,共轭效应：,二 烯 烃共轭效应,共轭效应： 由于电子的离域或键的离域，使分子中电子云密度的分布有所改变，内能变小，分子更加稳定，键长趋于平均化，这种效应称为共轭效应。 特点：共平面性 键长趋于平均化 共轭体系能量显著降低，稳定性增加 共轭效应能沿共轭链传递，不会逐渐消失,二 烯 烃共轭二烯烃的化

4、学性质,1 加成反应 2 双烯合成 3 聚合反应,共轭二烯烃的性质1 加成反应,低温或非极性溶剂有利于1,2-加成产物的形成；升高温度或在非极性溶剂中有利于1,4-加成产物的形成。,1,3-丁二烯与溴加成产物：,共轭二烯烃的性质1 加成反应,1,2-加成,1,4-加成,1,2,3,4,+HBr,1,3-丁二烯与溴化氢加成产物：,加成规律符合马氏规则,1,2,3,4,加C1上,加C2上,共轭二烯烃与HBr的加成分两步:,第一步,+,+,不稳定,稳定,2,1,共轭二烯烃的性质1 加成反应,加C2上,加C4上,1,2,3,4,+,+,共轭二烯烃的性质1 加成反应,第二步,共轭二烯烃与含碳碳双键或三键

5、的化合物可以进行1，4-加成反应生成环状化合物，这种反应叫双烯合成，也叫狄尔斯-阿尔德（Diels-Alder）反应。,共轭二烯烃的性质2 双烯合成,狄尔斯（Otto Diels）,德国有机化学家。1987年1月23日生于汉堡。他曾就读于柏林大学，在著名化学家E.费歇尔的指导下攻读化学。1916年任基尔大学教授。1906年，狄尔斯发现丙二酸酐，并确定了它的化学组成和性质。他还发明了用元素硒从某些有机分子中除去氢原子的方法。他最重要的成果是合成双烯，用带有两个碳双键的有机化合物，实现许多环状有机物的合成，进行这种合成的条件对于了解生成物的结构有所启示。这种方法是狄尔斯和他的学生阿尔德,合作研究的

6、，因此，被称为狄尔斯阿尔德反应。实践证明，此项研究对合成橡胶和塑料的生产有重要意义。1945年，狄尔斯退休。1950年，因与阿尔德合作完成开发环状有机化合物的制备方法，而共同获得诺贝尔化学奖。,1876-1954,阿尔德（Kurt Aldet）,德国化学家。1902年7月10日生于德国。阿尔德就读于柏林大学和基尔大学学习化学，1926年获得博士学位。1928年阿尔德和他的老师狄尔斯合作发表一篇关于双烯和醌反应的论文。他们师生利用双烯类化合物实现了许多环状有机化合物的合成，这项研究对合成橡胶和塑料的生产具有重大意义。19341936年间阿尔德在基尔大学任教授。19361940年他任法本化学工业公

7、司研究所所长。,在此期间他把研究成果用于研制塑料。1940年阿尔德任科隆大学化学教授及化学研究所所长。阿尔德因开发广泛应用的合成环状有机化合物的方法而与狄尔斯共获1950年诺贝尔化学奖。,1902-1958,150,30,双烯合成是共轭二烯烃的特有反应，广泛用于合成环状化合物。顺丁烯二酸酐与共轭二烯烃在上述条件下所得产物为固体，减压下加热可分解为原来的共轭二烯烃。因此，可用此反应来鉴别和提纯共轭二烯烃。,共轭二烯烃的性质2 双烯合成,共轭二烯烃和烯烃一样，也能发生聚合反应生成高聚物。,这一类特殊催化剂通称为齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）催化剂，这样的聚合方式称为定向聚合。共轭二烯烃

8、不仅能自身聚合，还能和其它单体共聚，生成其它品种的橡胶。,共轭二烯烃的性质3 聚合反应,以1.3-丁二烯为单体聚合或共聚而得的合成材料品种有：,丁钠橡胶,顺丁橡胶,丁苯橡胶,丁腈橡胶,ABS树脂,共轭二烯烃的性质3 聚合反应,共轭二烯烃还可以和其他含双键化合物共 聚生成共聚物，如：,共轭二烯烃的来源、制法,【1】1，3-丁二烯的来源： 1、从石油裂解气中提取 2、由丁烷或丁烯脱氢制取,共轭二烯烃的来源、制法,3、由乙醇脱水脱氢制取,1,3-丁二烯是无色液体，沸点-44OC，不溶于水，可溶于汽油、苯等有机溶剂，是合成橡胶的重要单体，也可用作ABS树脂、尼龙纤维、医药及燃料等原料,【2】2-甲基-1,3-丁二烯的来源,异戊二烯是无色液体，沸点34OC，不溶于水，