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烯烃:分子中含 C=C 双键。含一个双键者为单烯烃, 通式: CnH 2n ;含两个及其以上者为多烯烃。单双键交替为共轭烯炔烃:分子中含 C≡C 叁键。 通式: C nH 2n-2 。
第三章 烯烃和炔烃
3.1 烯烃和炔烃的分子结构结构
烯烃的结构 : 乙烯 H2C=CH2 C : sp2 杂化 5 个 键,一个 键。 键是未参与杂化的 2p 轨道重叠而成,其重叠程度小于 键,∴ 键不如 键稳定。在化学反应中比 键容易断裂,即化学性活泼。
一、双键和三键的结构
炔烃的结构:乙炔 H—C≡C—H C : sp 杂化 3 个 键, 2 个 键。叁键由 1 个 键 和 2 个 键组成,
∴极易断裂。在电场下易被极化而发生共价键异裂。
注: sp 杂化的 C原子,因其杂化轨道的 S成分多于 sp2 杂化轨道而距核近。从而使叁键比双键键短;叁键形成键 P轨道之间重叠程度及核对电子的束缚力均大于烯烃,∴炔烃键的断裂和极化较烯烃困难。
乙炔的结构
二、几何异构 烯烃和炔烃除了像烷烃
一样存在碳链异构外,还存在由于双键或三键的位置不同而引起的位置异构:
CH2=CHCH2CH3 1— 丁烯
CH3CH=CHCH3 2— 丁烯 更重要的是,由于烯烃双
键的“刚性”,使烯烃还存在顺反异构体(又叫几何异构体)
例如: 2— 丁烯 CH3CH=CHCH3 有顺反异构:
C CCH3 CH3
H HC C
H
CH3
CH3
H
几何异构属立体异构的范畴,(即分子式相同,组成分子的原子或原子团连接的顺序也相同,但组成分子的原子或原子团在空间的排列方式不同),它是由于双键的不可旋转性而引起的。
顺 -2- 丁烯 反 -2- 丁烯
a ≠ b 同时 c ≠ d ,在空间有两种不同的排列方式,从而得到两种立体异构体——顺反异构。(如何判断某一烯烃是否存在顺反异构体,请阅读教材 p67 )
d
c
b
a C C
3.2 命名(与烷烃相似,但要照顾双键官能团,另外,超过十个碳原子时,母体名称前要加“碳”烯。)规则 :① 选主链: 选择含不饱和键的连续最长碳链。据主
链上的碳数称做某烯 ( 炔 ) 。 超过十个碳时称为某碳烯(炔)。同时含有双键、叁键时,将炔放在最后。
② 编号:距双(叁)键近的一端开始。若同时含双、叁键,则使编号之和最小;若和相等,以双键为最低编号。
③ 用阿拉伯数字标明不饱和键位置(以编号较小的不饱和碳位次为准),写在母体名称之前,用横短线连接;取代基位置、个数、名称写在最前面。
例题 1 CH3CH2CH2CH CH2CH2CH2CH3
CH=CH212
3 4 5 6 7
3— 丙基— 1— 庚烯
例题 2 CH3 ( CH2 ) 13 CH=CH2 1— 十六碳烯
例题 3 CH3CH2C≡ CCHCH3
CH2CH3
1 2 3 4 5
6 7 5— 甲基— 3— 庚炔
例题 4 CH3CH=CHCH=CH2 1,3— 戊二 烯 5 4 3 2 1
例题 5 CH3CH=CHC≡CH
CH3 C ≡C CH=CH2
3— 戊烯— 1— 炔1— 戊烯— 3— 炔
5 4 3 2 1
例题 6 CH 2=CHCH 2C≡CH 1 2 3 4 5
1— 戊烯— 4— 炔
练习:命名下列化合物 CH3—CH=CH—CH2—CH3 ( CH3)3C—CH2—C—CH3=
CH2
附 :烯基命名
CH2=CH— 乙烯基 CH3CH=CH— 丙烯基 CH3CH2CH=CH— 1— 丁烯基 CH2=CHCH2— 烯丙基 CH3C=CH2 异丙烯基
顺反异构体的命名: 对于简单的烯烃,双键两个 C 原子彼此间的相同基团在双键的同侧用词头“顺—”;在异侧时则用词头“反—”命名。
例: C CCH3CH3
HC2H5C C
CH3
C2H5
H
CH3
顺— 3— 甲基— 2— 戊烯 反— 3— 甲基—2— 戊烯
但对于结构比较复杂的烯烃,虽然存在顺反异构体,却不能采用“顺”或“反”加以区别。如:
CCH3
HC
CH(CH3)2
CH2CH3
CH
CH3
CCH(CH3)2
CH2CH3
在这种情况下,要采用 Z 、 E 命名法
Z 、 E 命名:(系统命名)命名时,先把两个双键 C 原子上的取代基按次序规则排列。两个 C 原子上“较优”取代基在双键的同侧,其构型用 Z 表示,在双键的异侧则用 E 表示。亦即:
C C ea db
若 a > b , d > e 则: (Z)-若 a > b , d < e 则: (E)-
例题 1
( Z)— 2— 丁烯 ( E)— 2— 丁烯
C CCH3 CH3
H HC C
H
CH3
CH3
H
例题 2 C CCH3CH3
HC2H5C C
CH3
C2H5
H
CH3
(E)— 3— 甲基— 2— 戊烯 ( Z)— 3— 甲基— 2— 戊烯
例题 3 C CCH3 CH2CH2CH3
CH2CH2CH2CH3CH3CH2
( Z)— 3— 甲基 — 4— 丙基 — 3— 辛烯
1 2
3 4
5 6 7 8
练习:下列结构用 Z 、 E 命名法命名:
C CCH2CH3
CH3CH2
CH3
CH(CH3)2
C CCH3
CH3
Cl
CH3CH2
( E)— 3— 甲基— 2— 氯— 2— 戊烯 ( Z)— 2,4— 二甲基— 3— 乙基— 3— 己烯
次序规则( p68 ) ① 将各取代基与主链直接相连的第一个原子,
按原子序数大小排列,大者为较优基团;同位素原子按原子量排列。
例: — OH —NH﹥ 2 —CH﹥ 3
② 若取代基的第一个原子相同,则要外推比较。
例: — C ( CH3 ) 3 —CH﹥ ( CH3 ) 2 —CH﹥ 2CH3 —CH﹥ 3
例: 比较 大小: — CH2OH , — CH2CH3原子序数: O C﹥∴前者为较优基团
③ 若含有双键或三键基团时,将其视为 2 个或 3个单键相同原子处理。
例: — CH=CH2 视为: —C—C
C
H
—C=OH
—C—O
H
O
C N C N
N
N
练习:比较下列基团次序:
答案: b<c<a<d
a b
c d
CH3
OHCO
CO
CH3
C HO
例:
CH2OH
CH3
CH2CHCH2Cl CH2CHCH2CH3
CH3
—CH2Br > — CHO > — CH2OHC(Br,H,H) C(O,O,H) C(O,H,H)
C(O,H,H) > C(CC,H,H) > C(CC,H,H) CC(CC,C,H) CC(CC,C,H) CC(Cl,H,H) CC(C,H,H)
注意:用顺、反和( Z)、( E)表示烯烃的构型 是两种不同的命名方法,不能简单地把顺和( Z)或反和( E)等同看待。
顺反异构的二烯烃命名 若存在顺反异构的二烯烃,则每个双键都按照上述系统命名原则确定其构型,命名时将 Z 、 E 写在相应双键位次标号的后面,低位次的在前,高位次在后,置于化合物名称之前。例如
C CCH3
H HH
C CCH2CH3H
( 2Z,4E)— 2 , 4— 庚二烯
命名练习:
HC C
CH2CH2CH3
CH3CH2
CHCH2
(CH2)7COOHCH3(CH2)7
C CH H
答案:( Z)— 3—乙基— 1,3—庚二烯 顺— 9—十八烯酸
3.3 烯、炔烃的物理性质(略)
3.4 烯、炔烃的化学性质
双键、叁键是烯烃、炔烃的特征官能团,是二者发生化学反应的主要部位。
加成反应 : 不饱和键同其它试剂发生反应时, 键断裂,反应试剂的两个原子或原子团分别加到与不饱和键相连的两个 C 原子上,这类反应称为加成反应。
一、催化氢化:在 Pt , Ni , Pd 等催化剂存在下,烯、炔烃与氢的加成反应,叫~
R—CH=CH—R′ R—CH2—CH2—R′ H2
Ni 键打开 → C——H 键形成 C 由 sp2 杂化 → sp3 杂化
RC≡CR′ RCH=CHR′ RCH2 CH2 R′ H2
NiH2
Ni
这类反应是放热反应。 1mol不饱和化合物氢化时放出的热量称为氢化热。通过测定发现:双键碳原子上烷基的数目越多,相应 的烯烃就越稳定。
二、亲电加成 -- 加卤素
C=C (— C≡C— ) + X2→ C—C (— C—C— )
X
X
X
X
X
X例如:
H2C=CH2 BrCH2CH2Br 1,2—二溴乙烷
HC≡CH BrCH=CHBr Br2CHCHBr2
Br2/CCl4
1,2—二溴乙烯 1,1,2,2—四溴乙烷
Br2/CCl4 Br2/CCl4
可见:含双键、叁键的化合物使 Br2水棕红色褪去, ∴ 以此鉴定烯和炔。但是,炔烃的反应比烯烃困难。烯使 Br2 立即褪色,而炔烃却需要几分钟。
H2C CH2
CH3CH CH2
(CH3)2C CH2
(CH3)2C C(CH3)2
HC CH2
BrHC CH2
相对反应速率12
10.4143.4
< 0.04
亲电加成是烯烃的典型反应,双键上的电子云密度越大,反应愈容易进行。烷基为给电子基团,双键上的烷基越多,电子云密度越大。
为什么是亲电加成反应? 反应机理:
Br+
Br-
C C + Br-C C
+Br
C C
+Br
Br-
C C
Br
Br
Br+ “亲近”乙烯 电子,∴是亲电加成反应。亲电试剂: Br2
环溴鎓正离子
H2C=CH2 + HCl (干燥) CH3CH2Cl 1—氯乙烷
HC≡CH H2C=CHCl CH3CHCl2
1—氯乙烯 1,1—二氯乙烷
HClHgCl2
三、亲电加成 -- 加卤化氢
反应机理:
C C + H++
CC
H+ X- CC
H
X慢 快
箭头表示电子转移方向
对于不对称结构的反应物来说,可以得到两种产物。例:
A为主要产物,即存在加成取向规律——
HBrCH3
CH2CH3CH3 CBr
CH3
CH3HCH3C C +
CH3
CHCH3CH3 CH
BrA B
马尔科夫尼可夫规律(简称马氏规则):
不对称烯烃加成时,氢总是加在含 H 较多的不饱和碳原子上。
HClCH2 CHCF3 ClCH2CH2CF3
也有违背马氏规则的情况:
+
CH3 CH CH2
CH3CHCH3
CH3CH2CH2
H+
+A 主要
B 次要
CH3CHCH3 Cl
Cl-
①① 中间体的稳定性中间体的稳定性
77
解释:解释:
正碳离子稳定次序:(CH3)3C > (CH3)2C H > CH3CH2 > CH3
+ + + +
即:叔碳正离子>仲碳正离子> 伯碳正离子> +CH3
A为仲正碳离子, B为伯正碳离子,所以 A的稳定性大于 B, A就容易形成,主要产物就是 H+加到含 H 较多的 C1 上的 CH3CHXCH3 。
从 HX加成机理可以看出,亲电加成的整个反应速率取决于正碳离子中间体形成的速率。相对地,正碳离子越稳定,就越容易形成,速率也越快,产物所占的比例越大。
②② 反应物电子密度分布反应物电子密度分布
C CH CH2
H
H
H
0.15nm
δδ++ δ δ--
F
F
F C CH CH2
δδ-- δ δ++
Cl—Hδδ-- δ δ++
H—Clδδ++ δ δ--
哪些是吸电子基?哪些是斥电子基? 分子某个部位原子或基团,由于电负性差异,诱导电
子密度分布发生变化,这种变化不但发生在与其直接相连的部分,而且也能传递到不直接相连的部分。这种影响称为诱导效应。用 I 表示。
在比较不同原子或基团诱导作用强弱时,常以 H 原子为标准。 电负性大于氢的原子或基团,称为吸电子基。它具有吸电子的诱导效应。用“ -I” 表示。
例如:— F ,— Cl 、— Br ,— OH ,— CN ,—NO2
—NH2 、 — CHO 、— COOH 电负性小于氢的原子或基团,称为斥电子基。它具有斥电子的诱导效应。用“ +I” 表示。
例如: CH3— , R—
哪些是吸电子基?哪些是斥电子基? 分子某个部位原子或基团,由于电负性差异,诱导电
子密度分布发生变化,这种变化不但发生在与其直接相连的部分,而且也能传递到不直接相连的部分。这种影响称为诱导效应。用 I 表示。
在比较不同原子或基团诱导作用强弱时,常以 H 原子为标准。 电负性大于氢的原子或基团,称为吸电子基。它具有吸电子的诱导效应。用“ -I” 表示。
例如:— F ,— Cl 、— Br ,— OH ,— CN ,—NO2
—NH2 、 — CHO 、— COOH 电负性小于氢的原子或基团,称为斥电子基。它具有斥电子的诱导效应。用“ +I” 表示。
例如: CH3— , R—
反应活性:烯烃 π 键上的电子云密度越大,亲电反应的活性越强 ---- π 键上连接的给电子基团越多,其电子云密度越大,反之依然。例如:
NO2
£¾ £¾ £¾
£¾
不对称炔烃加成,也遵守这一规律。例如:
CHCH3C HXHg2+
HXCH3C CH2
X
XCH3C CH3
X
另外,在过氧化物存在的情况下,不对称烯烃与卤化氢的加成,也存在反马氏规律的情况(原因略)。
CH3CH2CH CH2Br CH3CH2CHCH2Br
ROOR → 2RO·
RO· + H—Br → ROH + ·Br
H BrCH3CH2CH2CH2Br ·Br+
室温下,烯烃与 H2SO4 发生加成反应,而炔烃不发生这一反应。
CH3CH2OSO3H H2O CH3CH2OHCH2CH2H2SO498%
硫酸氢乙脂
H2SO480% H2O ,
CH2CHCH3
CH3
CH3 C CH3CH
CH3
CH3
CH3 C
OH
CH2CCH3
CH363%H2SO4
H2O,CH3 CH3
CH3
OHC
四、亲电加成 -- 加 H2SO4
可见:不对称烯烃与 H2SO4 加成同样遵守马氏规则。
在酸的催化下,活泼的烯烃可与水直接加成,生成醇。
CH3CH CH2H2O
H+, T P,CH3CHCH3
OH
炔烃也能与水发生加成反应,但需要酸、汞盐的催化,且生成的烯醇很不稳定,很快发生重排,生成醛或酮。
五、亲电加成 -- 加水
[ ]H2C CH
OH
CH CH +HgSO4H2SO4H OH CH3 CH O
制酮
制醛
思考:烯烃与 HX 加成反应时能否用水作溶剂?
Hg2+
H2OH+,
CH3C CHH
CH3C CH2
O
ÖØÅÅCH3CCH3
O
六、氧化反应 -- 与 KMnO4 反应
a 冷稀 ( 中性 / 弱碱性 )KMnO4 冷的中性或弱碱性稀的 KMnO4溶液可将烯烃氧化成邻二醇。
CC MnO2KMnO4Àä,Ï¡
H2O OH -»òC COH OH
+
现象:紫红色褪去,且有沉淀产生。∴用于烯烃鉴定。例子
+ MnO2+KMnO4 Àä,Ï¡£¨ £©
OHOH
b 热浓 (酸性 )KMnO4
在酸性介质中, KMnO4 的强氧化性可使烯烃、炔烃的不饱和键断裂。生成物因烯、炔的结构不同而异。
—C≡C— + KMnO4 (冷,稀) → ×
RC CH RCOOH+ + CO2
RCOOH ++CR"R'
RCH
RCH CH2 RCOOH CO2++ KMnO4£¨ £©ÈÈ ,Ũ
COR'
R"
结论:双键 C上有一个氢原子,得到羧酸; 双键在链端,得到 CO2 ; 双键 C无氢原子,得到酮。
应用:1. 若已知氧化后的产物,便可推断出原烯、炔的结构。
2. 用作烯烃和炔烃的定性鉴定。注意: K2Cr2O7溶液也有此类反应现象。
七、氧化反应 -- 与臭氧反应 将含有臭氧( 6%—8%)的 O2通入烯烃的溶液中,立即生成不稳定的臭氧化物;在还原剂( Zn粉)存在下,此臭氧化物水解得到醛或酮。
O3C C H2OZn /O
OO
C CC O CO+
臭氧化物
例如:OCH3CH2CH=CH2 CH3CH2C O3
H2OZn /
1.
2.H
+ O CH2
OO3
H2OZn /
1.
2.CHCH2CH3 O CHCH2CH3
CH3
CH3C
CH3
CH3C +
结论:双键 C 原子上连有 H ,生成醛;双键 C 原子上没有 H ,生成酮;双键在链端,生成甲醛。
应用:从臭氧化物的水解产物,也可推断出原烯烃的结构。
练习 CH3CHO3
H2OZn /
1.
2.CH3
CCH2CH3CHCH2CH2CH
O OCHCH2CH2CHOCH3CH OCH3
CCH2CH3
例题:某化合物 A ,经 O3 氧化水解 或 用 KMnO4 溶液氧化都得到同样的产物, A 的分子式为 C7H14 , 指出化合物的构造式。解题过程: 1 、求不饱和度; 2 、依题分析。
CH3
CH3CH2C
CH3
CH3C´ð °¸
八、聚合反应 在催化剂的作用下,许多烯烃通过加成反应彼此互相结合,生成高分子化合物的反应,称为聚合反应。
例 1.n CH2=CH2
O2( 0.05%)
200MP180 0C[CH2 CH2] n
,¾ÛÒÒÏ©£¨ PV£©
例 2.
注:炔烃一般不聚合为高分子化合物,但在催化剂作用 下发生二、三、四聚合反应。例如:
ÒÒËáÒÒÏ©õ¥ ¾ÛÒÒËáÒÒÏ©õ¥£¨ PVAC£©
n CH2=CH
OOCCH3
[CH2 CH] n
OOCCH3
´ß »¯¼Á
Hg+nCH3COOH
HC CHn
1— 丁烯— 3— 炔 或 乙烯基乙炔H+
CuCl£¬NH4Cl2HC CH CH2=CH C CH
九、端基炔生成金属炔化物 叁键在链端的炔烃,能给出与叁键 C 原子相连
的 H 而略显酸性,即氢原子可被金属离子取代。 Why ? ∵叁键 C 为 SP 杂化, S 成分最大,吸电子能力强,H 易以质子形式离去
例: HC≡CH + Na HC≡CNa + H2
HC≡CH + Na (过量) NaC≡CNa + H2
又如:在氨溶液中 , 炔中叁键 H 被 Ag+ 或 Cu+ 取代 , 生成金属炔化物。
HC≡CH + [Ag(NH3)2]NO3 AgC≡CAg↓ 乙炔银(灰白色)RC≡CH + [Cu(NH3)2]Cl RC≡CCu ↓ 炔化亚铜(红棕色)
这两个反应灵敏,现象明显,∴用于鉴别链端叁键。注意:金属炔化物易爆炸,∴反应后立即用 HCl 或 HNO3
处理,使其分解。
例题:用化学方法区别下列各化合物:( 1 )戊烷 ( 2 ) 1—戊烯 ( 3 ) 1—戊炔 ( 4 ) 2—
戊炔( 1)( 2)( 3)( 4)
Br2/H2O不反应褪色褪色褪色
KMnO4
稀、 冷
褪色不褪色不褪色
Ag(NH3)2NO3灰白色↓不反应
十、 α-碳原子上氢原子的卤代反应(略,参见 p83 )
§3-5 §3-5 二烯烃二烯烃 一、分类和命名 1.1. 分类分类
二烯烃
聚集
共轭
隔离
CH2 C CH2
CH2 CH CH CH 2CH2 CH (CH2)n CH CH2
2.2. 命名命名
例例 11 :: CH3CH CH CH CHC2H5
HH
HHC2H5
CH3 C C C C
(2ZZ,4ZZ)-2,4- 庚二烯
HHH
HCH3
C2H5 C C
C C
(2ZZ,4EE)- 2,4- 庚二烯H H
H
HC2H5
CH3
C C C C
(2EE,4ZZ)- 2,4- 庚二烯 H
HH
H C2H5
CH3
C C C C
(2EE,4EE)- 2,4- 庚二烯
二、共轭二烯烃( CnH2n-2 )的结构 1.实验事实 (1)1,4 加成 (2) 稳定性 > 同碳原子的隔离二烯烃 (3) 键长:单键变短,双键变长,键长趋向 于平均化。
CH2 CH CH CH2
2. 杂化轨道理论 (1) 碳原子杂化状态: sp2
(2) 共价键类型: 6 个碳氢 σ 键, 3 个碳碳 σ 键, 4 个碳之间形成电子离域的 大 π 键 (3) 分子形状:平面型, π 键垂直于分子平面 所以,共轭二烯烃不是单、双键相隔所以,共轭二烯烃不是单、双键相隔的结构。的结构。
三、共轭二烯烃的反应电子离域的大 π 键 → 加成反应的特殊性 1.+X1.+X22 和和 HXHX
CH2 CH CH CH2Br2/CCl4
CH2 CH CH CH2CH2 CH CH CH2
Br Br BrBr
+
反应温度↑溶剂极性↑ →有利于 1,4 加成
CH2 CH CH CH2
HBr
-80℃ 40℃
80%80%
20%20%
20%20%
80%80%
CH3 CH CH CH2
+CH3 CH CH CH2
Br
Br
CH2 CH CH2
CH2 CH CH2
烯丙式正碳离子的共振:
1,2-1,2- 和和 1,41,4 加成机理:加成机理:
CH2 CH CH CH2Br2
CH CH CH2 CH2CH2 CHCH CH2Br Br
CH2 CH CH CH2 CH CH CH2
Br
CH2Br Br Br Br
CH2=C—CH=CH2 + HBr ( 1mol )CH3
2.2. 双烯合成双烯合成 (Diels-AlderDiels-Alder 反应反应 )
共轭二烯烃发生 1,4 加成反应,亲二烯体发生加成反应——环加成反应。
+
COOHCOOH
+
三、共轭效应① 共轭体系:分子中 P 电子发生离域而形成大 π 键 的体系。
共轭体系特点: P87
a 分子中所有原子共平面。每个 C 原子都有一个 垂直于该平面的p轨道,且 P 电子发生离域。 b 单双键趋于平均化。 c 分子稳定。即:共轭体系能量比非共轭体系低。 d 共轭体系内部电子密度分布出现正负极性交替, 并沿共轭链传递,且不随共轭链的增长而减弱。 e 分子既可发生 1,2— 加成反应,又可以发生 1,4— 加成反应,且是主要的。
② 共轭效应: 分子中不直接相连的原子之间的相互影响通过共轭方式传递,这种效应称为共轭效应。用“ C” 表示。
“+C” 为斥电子共轭效应; “ -C” 为吸电子共轭效应。
正常 C-C 0.154nm 孤立双键 0.134nm
共轭体系 C-C 0.146nm 共轭体系中双键 0.137nm
例如: b
例如: c 1,3—戊二烯 的氢化热为 226KJ·mol - 1 (稳定)比 1,4—戊二烯的氢化热为 254KJ·mol - 1 低,
CH2 CH CH2CH H
CH2 CH CHCH CH3
CH2 CH CH O
•当受到外界电场的影响时, π 电子云发生极化后,沿着共轭链以正负交替形式传递到共轭链的另一端。这种现象又称为动态共轭效应。例如 d :
注:与诱导效应不同,共轭效应中电子云传递的强度不因共轭链的增长而减弱。共轭效应诱导效应 统称为电子效应
③ 共轭体系的类型 π— π 共轭
由相邻两个或两个以上 π 键形成的共轭体系,称为 π— π 共轭。例如 1,3- 丁二烯,记作: π 4
4 。 p—π 共轭
由 π 键与相邻原子的 p 轨道重叠所形成的共轭体系,称为 p—π 共轭。例如:
a 氯乙烯
CH2 CH Clδ+δ- δ-
0.169nm
CH3 CH2 Cl
0.177nm
δ-δ+δδ+
H
HC
C ClH
b 碳游离基和正碳离子 单键均裂生成碳游离基、异裂成正碳离子时,碳原子的杂化状态由 sp3变为 sp2 。
π- 键孤对电子
π 34
烯丙基正碳离子
H
HC
CH
CH
H
烯丙基碳游离基
H
HC
CH
CH
H
π- 键空 p 轨道
π- 键游离基
幻灯片 8
CH2 CH CH2
CH2 CH CH2
π 32
π 33
CH2 CH CH CH2 H Cl
CH2 CH CH CH2
HCl
CH2 CH CH CH2
HCl
3.6 帖类化合物
一、帖类化合物的定义、异戊二烯规律(见厦门大学有机)
二、橡胶天然橡胶:不饱和烃的聚合物。在隔绝空
气的条件下加热,产生异戊二烯。其结构为:
C C C C
C
1 2 3 4
天然橡胶是由无数个异戊二烯单位经头对尾方式连接而成,双键彼此间被三个单
键分开,并呈顺式结构。 哥伦布首先发现印第安人使用一种橡胶球玩耍。这是人类关于橡胶使用的第一次记载。后来,苏格兰化学家 Charles MaCintosh 用橡胶制成了雨衣,开创了人类使用橡胶的先河。
但是,早先的橡胶制品遇热会变得很软,遇冷会很硬。到了 1839 年,美国人 Charles Goodyear 发明了硫化橡胶的方法,即将天然橡胶与硫共热,使硫在两条链中间形成硫键:
Rubber + S heat
S S
S
Vulcanization of Rubber
这种硫键的优点使增加了橡胶的弹性。合适的数目的“硫”接点,可以使橡胶变得能够自由拉伸(太多的硫接点也会使橡胶变得很脆),一旦收回后,硫接点会使橡胶回到原来的形状:
虽然 Goodyear 发明的硫化技术为人类创造了巨大的财富,但他本人最后还是负债累累,在贫困交加中离开了人世。