有机化学不饱和烃

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1、第三章不饱和烃之烯烃不饱和烃是我们接触到的第一类有官能团的烃类有机物。武汉大学医学有机化学20122烯烃的定义分子中含有碳碳（C=C）双键的烃，称为烯烃。“C=C”是烯烃的官能团，书写结构时必须写出。如丙烯结构：CH3CH=CH2√CH3CHCH2╳武汉大学医学有机化学20123.1.1烯烃的结构在烯烃中，不与双键直接相连的碳原子采用sp3杂化方式。烯烃与烷烃的区别仅在于与双键直接相连的碳原子采用的是sp2杂化方式。乙烯结构示意图武汉大学医学有机化学20121.乙烯的结构乙烯分子中的“C=C”不是两个完全相同的键，现代物理方法测定表明，乙烯分子中，双键的C-H、

2、C-C键比烷烃中相应的C-H、C-C键的键长要短。121.7°116.6°0.1076nm0.1330nmＣ－Ｃ键长Ｃ－Ｈ键长乙烷0.154nm0.110nm乙烯0.133nm0.1076nm键长短，键能高，键越稳定。但为什么烯烃反而比烷烃的性质更活泼呢？a.乙烷与乙烯的比较武汉大学医学有机化学2012b.Ｃ的sp2杂化乙烯中的Ｃ在杂化时，有一个Ｐ轨道未参与杂化，只是Ｃ的２s与两个２p轨道发生杂化，形成三个相同的sp2杂化轨道，三个sp2杂化轨道分别指向平面三角形的三个顶点。未杂化p轨道垂直于sp2杂化轨道所在平面。杂化轨道间夹角为120°。武汉大学医学有机化学

3、2012键的形成两个碳原子在形成双键时两个sp2杂化轨道形成一个（sp2－sp2）键。其余sp2杂化轨道则与Ｈ原子成键。每个碳原子上各剩有一个垂直sp2杂化轨道面的未使用的p轨道，这两个p轨道从侧面重叠（好象两人“肩并肩”），这样就形成一种新的化学键，我们称之为键。武汉大学医学有机化学2012键形成图示武汉大学医学有机化学2012键的特点同sp３杂化轨道相似的是，sp2杂化轨道也是一头大，一头小，利于成键。p轨道虽然有两叶，但却只有一个电子在其中运动，形成的键虽然是上下两块，却只是一个共价键。由于键的形成，使得p轨道不能再以“头碰头”形式重叠形成键

4、，而只能采取“肩并肩”的形式重叠成键。键电子云对称地分布在键平面的上方和下方。武汉大学医学有机化学2012键的特点一个键由于分成了两块，相对键来说结构较为松散，易流动。重叠小，结合力也较弱。离核远，受到核的引力也小，容易受到其它基团的影响而极化，较容易发生化学反应（这就是为什么双键较单键短，却更活泼的原因）。键是侧面重叠而成，原子在旋转时，键会被破坏，双键中有一个键和键，因键不能旋转，所以双键不能够自由转动（烯烃中顺反异构体的成因）。武汉大学医学有机化学20122.键和键比较（1）键键存在方式可单独存在于任何共价键中不能单独存在，只能与

5、键共存形成方式成键电子云“头碰头”重叠重叠程度大成键电子云“肩并肩”重叠重叠程度小武汉大学医学有机化学2012键和键比较（2）键键性质①键能大，较稳定②电子云受核约束大，电子云不易极化③成键两原子可绕键轴自由旋转④两个原子间只能有一个键①键能小，较不稳定②电子云受核约束小，电子云易极化③成键两原子不能自由旋转④两个原子间可以有一个或两个键武汉大学医学有机化学2012一、烯烃的通式和同系列烯烃与烷烃相比，只是在双键的两个碳上各少了一个Ｈ原子,而烷烃的通式为CnH2n＋２烯烃的通式为：CnH2n凡是符合该通式，且性质相似（区别烷烃）的化合物组成烯烃的同系

6、列，其系差为CH2。如：乙烯、丙烯、丁烯丁烯和丁二烯不是同分异构体。武汉大学医学有机化学2012二、烯烃的同分异构Ｃ>4的烯烃开始出现异构体，由于烯烃含有不能自由旋转的“C=C”官能团，所以烯烃的同分异构现象比烷烃更为复杂，异构体数目也较烷烃多。如丁烷有２个异构体，丁烯则有４个。烯烃的同分异构种类主要有以下三种：1.碳链异构2.官能团异构3.顺反异构武汉大学医学有机化学20121.碳链异构由碳链连接次序的方式不同引起的异构现象。如：1-丁烯和2-甲基丙烯武汉大学医学有机化学20122.官能团异构由烯烃官能团“双键”在碳链上位置的不同而引起的异构现象。如：1-丁烯和

7、2-丁烯武汉大学医学有机化学20123.顺反异构由于双键不能旋转，导致分子中原子或原子团在空间排布不同引起的同分异构现象。如：在2-丁烯中存在以下两种异构体。b.p.=3.5℃b.p.=0.9℃武汉大学医学有机化学2012练习：C5H10的同分异构体碳链异构官能团异构顺反异构武汉大学医学有机化学2012三、产生顺反异构体的条件从上面例子中可以发现并不是所有的烯烃都有顺反异构体，只有符合一定条件的烯烃才会产生顺反异构体。双键两端的同一个碳原子上不能连有相同基团，只有这样才会产生顺反异构体。即a’b’,ab，但a=a’，b=b’是可以的。武汉大学医学有机化学201

8、2一、衍生