第四章有机金属化学
金属有机配合物ppt
✓ -配体:烯烃, 炔烃, 苯, 环戊二烯基, 其 他芳香烃。
• -配合物与-酸配合物有着根本区别:
• -配合物:配体的给予和反馈都通过配体的()轨道 的利用来完成的。
• -酸配合物:配体是利用轨道向金属方面成键, 并且通过-轨道表现出它们的-酸度。
第二节 金属羰基配合物
5-2-1金属羰基配合物的特点
2、按配体分类
(1)、配体的电子表来对金属有机化合物进行分类,如-配合 物,-酸配合物, -配合物
(2)、根据配体的名称加以分类,如金属羰基化合物,烯烃配 合物,炔烃配合物,环戊二烯类配合物(金属茂—夹心化合物) 等。
严格的区分是无意义的,如下例:
4-1-4 金属有机配合物分类
➢-配合物 ➢-酸配合物 ➢-配合物
➢ 金属羰基配合物是由过渡金属与配位体CO所形成的一类配合 物。O之间的化学键很强。如在Ni(CO)4中,Ni-C键能为 147 kJ·mol-1,这个键能值差不多与I-I键能(150 kJ·mol- 1)和C-O单键键能(142 kJ·mol-1)值相差不多。 ②中心原子总是呈现较低的氧化态(通常为O,有时也呈较低的 正氧化态或负氧化态)。氧化态低使得有可能电子占满d-MO, 从而使M→L的电子转移成为可能。 ③大多数配合物都服从有效原子序数规则。
2. 重要转折
1951年T.J.Kealy, P.L. Panson合成了二茂铁Fe(C5H5) 2 1952年 E.D. Fischer, G. Wilkinson同时确定二茂铁-夹心 结构(1973年,Nobel 奖) 1954 年 K. Ziegler , G. Natta 研 究 确 立 了 Ziegler 催 化 剂 (Et3Al-TiCl4)对烯烃立体定向聚合的催化,导致烯烃聚合的工业 化生产,广泛应用烷基铝作烷基化试剂和金属配合物的还原剂。 (1963, Nobel奖) 2000 年 Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid, Hideki Shirakawa因Ziegler-Natta催化合成导电高分子——聚乙炔而获 得诺贝尔奖。
第4章-非过渡金属有机化合物
金属有机化学
4.1.1.5 金属铝与卤代烃反应 铝的金属性比锂、镁要弱,须用活泼的卤代 烃才能顺利地发生反应。 1859 年 Hallwachs( 哈尔 瓦克斯)和Schafarik(沙夫阿里克)用碘代烷与铝屑 反应得到了倍半乙基碘合铝
因为在这个化合物中,一个铝原子同1.5倍的 乙基和碘相结合,所以俗称倍半烷基铝
金属有机化学
4.1.3 用非过渡金属有机化合物对金属的烃基化反应 这是由一种金属有机化合物制备另一种金属 有机化合物的方法,也称为金属交换反应
一个金属交换反应能否进行,可由原料非过 渡金属有机化合物与生成的金属有机化合物之间 的生成焓之差来判断。从实验现象看,反应放热, 即生成的金属有机化合物更加稳定 。活泼金属可 以置换较不活泼金属有机化合物中的金属元素。
对第I族金属(碱金属),烃基自由基与另一个 零价金属反应生成金属有机化合物,金属正离子 与卤素负离子形成盐,如合成锂有机化合物
第 2 族金属(碱土金属)失去一个价电子后 与卤素负离子生成一价的盐,但这个金属上还有 一个价电子,它立即与烃基自由基结合得到金属 有机化合物,如合成Grignard试剂
金属有机化学
金属有机化学
实 际 上 它 是 由 Et2AlI(118℃-120℃/0.5 ~ 0.6kPa) 和 EtAlI2(158℃~ 160℃/0.5kPa) 组成,而 且还存在如下平衡:
由于这两个化合物沸点相差较大,可以蒸出 EtAlI使平衡向右移动,得到纯品 氯 ( 溴 ) 代烷与铝反应没有碘代烷那么容易, 需要用碘、三氯化铝、烷基铝等引发,生成的倍 半烷基铝也不能用蒸馏法分离,但可用金属钠脱 去卤素,得到三烷基铝
金属有机化学
4.1.1.2 在烃类溶剂中制备Grignard试剂 在常压、烃类溶剂中,金属镁与卤代烃不能 反应 1931年 Schlenk( 施伦克 ) 将精制的镁粉、卤代 烷和苯在玻璃封管中振荡两个月,得到了非醚 Grignard试剂 卤代烃 产 率 n-BuI 96% n-C8H17I n-BuCl 96% 55% n-BuBr 38%
《有机化学》第四章 官能团化合物的命名
第四章官能团化合物的命名4.1 单官能团化合物的命名4.1.1 卤代烃和醚类化合物的命名单官能团化合物中,卤代烃和醚的系统命名将卤素和烷氧基作为取代基,因此,其系统命名原则与烃类化合物的没有什么区别,例如都是选取最长的碳链,如果含有碳碳双键或叁键,则选择含有尽可能多的双键或叁键的最长碳链,然后给碳链编号,使双键或叁键位次最小,在可能的情况下使取代基的位次也最小,将母体名称和取代基名称和位次按照正确的顺序写出,最后给出化合物构型标示。
英文的卤素取代基的名称是将元素名后面的“rine”去掉,改成“o”,即fluoro,chloro,bromo,iodo。
烃氧基则是将烃基的词尾“yl”改成“oxy”,如甲氧基为methoxy,乙氧基为ethoxy等。
例如:简单的一元卤代烃的中文普通命名可以用“卤(代)某烃”或“某烃基卤”来命名,英文普通命名使用烃基的英文名加fluoride,chloride,bromide或iodide命名,如:有些多卤代烷有特殊的俗名,如CHCl3-氯仿(chloroform);CHBr3-溴仿(bromoform)和CHI3-碘仿(iodoform)。
简单醚的普通名由连接氧原子的两个烃基加醚字组成,即“某某醚”,英文也是同样,用两个烃基加ether组成,其中两个烃基的列出顺序与取代基的列出顺序相同,例如:其中,二甲醚常简称为甲醚(methyl ether),正如乙醚(ethyl ether)一样。
4.1.2 其它单官能团化合物的命名除卤代烃和醚之外,官能团化合物的系统命名与烃类的不同之处在于母体的选择不同,一般选择带有该官能团以及碳碳双键或叁键的最长碳链做主链,并且给官能团以尽可能小的编号,母体名称由“碳数词头”+ “碳链饱和程度的词尾”+“官能团词尾”三个部分组成。
举例说明如下:2-己醇的碳链是饱和碳链,中文直接用“某醇”命名(十个碳以上用“某烷醇”命名,如十八烷醇),英文则需要保留烷烃的词尾“an”,只是去掉“e”,再加官能团醇的词尾“ol”。
金属有机化学 第4章 过渡金属有机化合物
烯烃-π配合物
F e (C O ) 5
+
H 2C = C H C H = C H 2
uv -C O H 2C
H2 C Fe OC
H2 C CH2 CO CO
C H C O 2E t F e (C O ) 5 + C H C O 2E t
uv -C O E tO 2 C
OC
×
Fe CO CO
H C
H C
O OC Fe C O C Fe CO
Fe2(5–C5H5)2(-CO)2 (CO)2
35
金属茂的反应性
与亲电试剂反应, 例如酰基化反应:
COCH3
Fe
+
COCH3 C H 3C O C l
Fe
C H 3C O C l
A lC l3
Fe
COCH3
与丁基锂的反应: 锂化反应
Li LiBu +
Fe Fe
trienyl
环戊二烯(η 5) 苯,环庚三烯(η 6)
环庚三烯基(η 7)
12
有效原子序数规则(18电子规则)
这个规则实际上是金属原子与配体成键时倾 向于尽可能完全使用它的九个价轨道(五个d轨道 、1个s、三个p轨道)的表现。 有些时候,它不是 18 而是 16。这是因为18e意 味着全部s、p、d价轨道都被利用,当金属外面电 子过多,意味着负电荷累积, 此时假定能以反馈键 M→L形式将负电荷转移至配体,则18e结构配合 物稳定性较强;如果配体生成反馈键的能力较弱 ,不能从金属原子上移去很多的电子云密度时, 则形成16电子结构配合物。
3 , 1
4 4 5, 3 , 1 6
-烯丙基(allyl) C3H5 1,3-丁二烯 C4H6 环丁二烯 C4H4
有机化学第四章答案
第四章习题答案2 命名下列化合物(1)2,2,6,6-四甲基-3-庚炔;(2) 4-甲基-2-庚烯-5炔;(3) 1-己烯-3,5-二炔;(4) (Z)-5-异丙基-5-壬烯-1-炔;(5)(2E,4Z)-3-叔丁基-2,4-己二烯3 写出下列化合物的构造式和键线式,并用系统命名法命名。
(1);1-戊烯-4-炔。
(2) ;(E)-3-戊烯-1-炔;(Z;)-3-戊烯-1-炔。
(3) ;2,2,5,5-四甲基-3-己炔。
(4) ;2,5-二甲基-3-庚炔。
,4 写出下列化合物的构造式,并用系统命名法命名之。
(1);2-甲基-5-乙基-3-庚炔;(2);(Z)-3,4-二甲基-4-己烯-1-炔;(3);(2E,4E)-2,4-己二烯;(4);2,2,5-三甲基-3-己炔。
5 下列化合物是否存在顺反异构体,如存在则写出其构造式。
(1)存在,;(2)、(3)无顺反异构体;(4)存在,。
8 写出下列反应的产物;(1);(2) ; (3) ;(4);(5);(6);;H2/Lindlar Pd。
(7)9 用化学方法区别下列化合物。
(1)将三种化合物中加入Br2,不变色的是1-甲基-丁烷;再将剩下的化合物通入银氨溶液,出现白色沉淀的是3-甲基-1-丁炔,无现象的是3-甲基-1-丁烯。
(2)将两种化合物通入银氨溶液,出现白色沉淀的是1-戊炔,现象的是2-戊炔。
11 加入银氨溶液得到沉淀,说明为端炔。
12 CH3CH=CHCH=CHCH3CH3CHBrCHBrCHBrCHBrCH313 不饱和度为2,可能为炔烃或二烯烃,加入银氨溶液无沉淀,说明不是端炔,再根据加1分子氢气所得产物,可推断化合物结构式为14 从乙炔出发,合成下列化合物。
15 指出下列化合物可由哪些原料通过双烯合成制得:(1)2;(2) ;(3);(4) 2.16 以丙炔为原料合成下列化合物(6) CH3CH2CH2COO-,CO2(7) CH3CH2CH2COOH,HCOOH20 将下列碳正离子按稳定性由大到小排列成序(1)3>2>1;(2) 1>3>2;(3) 2>1>3。
第四章 有机过渡金属络合物的合成01
R/
R/ LnM
H
LnM=CHR +R/H CHR
H
金属有机化学
R/ CH 2 LnM H C H H C R R LnM CH2 CH2 CR2 + R'H
(IV)
反应(III)和(IV)表示从二烷基络合物攫取氢而生成 的氢基-烷基络合物,再发生RH的还原消除。这种还原 消除反应,有时也紧接着二烷基络合物的β-消除反应而 发生,此时,生成比例为1:1的烷烃 RH和烯烃(R -H),可以 认为是发生了烷基的歧化反应:
OLi Cr(CO)6 + PhLi (OC)5Cr Ph CH2N2 CH3OSO2F (OC)5Cr OC H3 Ph H
+
OH (OC)5Cr Ph
金属有机化学
(2)卡宾前体法 这种方法是将含卡宾结构的化合物(即前体,precursor) 作为配体,与适当金属配合物进行反应。某些活泼氮化物和 富电子烯烃是常用的前体。
加热
[CpMo(CO3)]2
金属有机化学
环戊二烯基配合物
其化合物可分为三类: ⑴平行双环的夹心型 二茂铁 双环平行, 金属夹在中间
⑵歪斜双环型
一氯氢根二茂和锆 (η8- C5H5)2ZrHCl 二羰基三苯基瞵茂合锰
⑶单环型
金属有机化学
一些过渡金属羰基环戊二烯基配合物
配合物 (η5-C5H5)2Ti(CO)2 (η5-C5H5)2Zr(CO)2 (η5-C5H5)2Hf(CO)2 (η5-C5H5)V(CO)4 (η5-C5H5)2V(CO) (η5-C5H5)2Nb(CO)4 (η5-C5H5)Ta(CO)4 (η5-C5H5)2Cr2(CO)6 (η5-C5H5)2Cr (CO) 颜色 红棕色 紫色 紫红色 桔黄色 暗棕色 红色 桔黄色 暗绿色 绿色
有机化学 第四章
H3C H H H CH3 H
CH2=C=CH-CH2-CH3 1,2-戊二烯
H2C CH2 H2C
反,顺-2,4-己二烯 (E,Z)-2,4-己二烯
H
H
H
H
CH2
s-顺 -1,3-丁 二 烯 s-(Z)-1,3-丁 二 烯
s-反 -1,3-丁 二 烯 s-(E)-1,3-丁 二 烯
2
1. 二烯烃的分类和结构
1.1 根据C=C的相对位置分类:
孤立(隔离)(双键)二烯烃: CH2=CH-(CH2)n-CH=CH2
累积(双键)二烯烃:
CH2=C=CH2 共轭(双键)二烯烃: CH2=CH-CH=CH2
1,4–环己二烯
1,3–环辛二烯
3
1.2 二烯烃的命名
主链必须含有两个双键,并注明两个双键的位次,称为二烯。 必要时,必须依次指明顺反或Z/E构型.
CH2 CH
CH CH2 n CH2 CH CH CH2 CH CH2 n
CH2 + n CH CH2
28
5.
习题
离域体系的共振论表述法(自学)
1. 分子式为C6H10的A及B,均能使溴的四氯化碳溶液褪色,并且经催化 氢化得到相同的产物正己烷。A可与氯化亚铜的氨溶液作用产生红棕色 沉淀,而B不发生这种反应。B经臭氧氧化后再还原水解,得到CH3CHO及 HCOCOH (乙二醛)。推断A及B的结构,并用反应式说明表示推断过程。 2. 写出1,3-丁二烯及1,4-戊二烯分别与1mol HBr或2mol HBr的加成产 物。
能形成 p ,π - 共轭体系的除具有未共用电子外,仅仅是空 的p轨道也可以形成p, π - 共轭。
高等有机化学第四章有机反应中间体解析
正电荷分散程度大
共轭体系的数目越多,正碳离子越稳定:
CH2 CH 3C > CH2 CH 2CH > CH2 CHCH2
当共轭体系上连有取代基时,供电子基团使正碳离子 稳定性增加;吸电子基团使其稳定性减弱:
CH3
CH2 >
CH2 > O2N
CH2
环丙甲基正离子比苄基正离子还稳定:
3C >
2CH > CH2 >
含有带负电荷的三价碳原子的原子团。 是最早被确认的活性中间体
1、碳负离子的结构
两种构型: 未共用电子对占据p轨道
未共用电子对占据sp3杂化轨道
有利构型!
桥头碳负离子 角锥结构可以快速翻转,不具有手性
三元环碳负离子难于翻转 得到构型保持的氘代产物
当碳负离子与相邻的不饱和体系共轭时,平面结 构变为有利结构
CH2
环丙甲基正离子的结构:
C
其结果是使正电荷分散
CH2
空的 p 轨道与弯曲轨道的交盖
随着环丙基的数目增多,
CH2
CH2
正碳离子稳定性提高。
直接与杂原子相连的碳正离子结构:
氧上未共有电子对所 占 p 轨道 与中心碳原子上的空的 p轨道 侧面交盖,未共有电子对离域, 正电荷分散。
CH3 O CH2
CH3O CH2
HC CH
NaNH3 液 NH3
HC CNa
NH3
Ph3C H
NaNH3 液 NH3
Ph3CNa
NH3
CH3COCH2COOEt NaOEt CH3COCHCOOEt
常用的碱 ■ 有机锂试剂:n-BuLi, PhLi, MeLi ■ KOBut ■ LDA
高中化学有机金属材料教案
高中化学有机金属材料教案
一、教学目标:
1. 了解有机金属材料的基本概念和特点;
2. 掌握有机金属材料的制备方法和应用领域;
3. 能够分析有机金属材料在化学反应中的作用机理。
二、教学重点和难点:
1. 有机金属材料的定义和特点;
2. 有机金属材料的制备方法和应用;
3. 有机金属材料在化学反应中的作用机理。
三、教学过程:
1. 知识导入:
介绍有机金属材料的定义和基本特点,并与传统金属材料的区别进行对比。
2. 学习内容:
(1)有机金属材料的制备方法:包括有机金属配合物的合成、有机金属聚合物的制备等;(2)有机金属材料的应用领域:例如有机金属配合物在催化反应中的应用;
(3)有机金属材料在化学反应中的作用机理:探讨有机金属材料的共价键和金属键的特
点及其在反应中的表现。
3. 实验演示:
进行有机金属配合物的合成实验,展示有机金属材料在实验室中的制备过程。
4. 知识巩固:
设计有机金属材料的应用案例,让学生运用所学知识对具体情境进行分析和思考。
5. 课堂讨论:
就有机金属材料在工业生产和环境保护中的应用进行讨论,引导学生思考有机金属材料在
社会发展中的作用和影响。
6. 课堂总结:
对本节课中学习的内容进行总结,并展望有机金属材料在未来的发展前景。
四、作业布置:
布置相关的练习题,巩固学生对有机金属材料的理解。
五、教学反思:
回顾本节课的教学过程,总结教学中存在的不足之处,并对下节课的教学内容进行调整和完善。
注:本教案仅供参考,具体教学内容和方法可根据实际情况进行调整和补充。
有机化学第七版第四章课后答案详解
有机化学第七版第四章课后答案详解
1、解释共轭效应
答案:共轭效应是由于结构的原因,双键电子云不再只定域在双键上,也有部分离域到分子的其它部分,即发生了键的离域。
这种高域效应叫共轭效应。
2、解释互变异构
答案:互变异构是在一般条件下,两个构造异构体可以迅速地相互转变的异构现象。
3、解释1.4加成
答案:1.4加成是一分子试剂加在共轭双键两端的加成反应。
4、解释亲核加成
答案:亲核加成是由亲核试剂进攻而引起的加成反应。
5、解释乙烯基化反应
答案:乙烯基化反应是反应物分子中的氢原子被乙烯基取代的反应
6、解释氢化热
答案:氢化热是每一摩尔烯烃催化加氢时放出的能量叫氢化热。
7、解释离域能(共轭能)
答案:离域能(共轭能)是共轭分子中由于键的离域而导致分子的额外的稳定能,称为离域能。
8、解释超共轭效应
答案:超共轭效应是0轨道与轨道相互作用而引起的离域效应。
9、解释双烯合成
答案:双烯合成是共轭二烯和某些具有碳碳双键的化合物发生1.4加成,生成环状化合物的反应。
2024普通化学课程大纲
2024普通化学课程大纲第一章:化学基础知识1.1 元素周期表- 元素周期表的组成和排列规律- 主要元素的性质和应用1.2 化学键和分子构造- 化学键的类型和形成- 分子构造和几何形状1.3 物质的性质和变化- 物质的物理性质和化学性质- 物质的相变和化学反应1.4 原子结构和化学反应- 原子结构的组成和性质- 化学反应的类型和能量变化第二章:无机化学2.1 酸碱中和反应- 酸碱中和的定义和原理- 酸碱中和反应的计算和应用2.2 氧化还原反应- 氧化还原反应的概念和规律- 氧化还原反应的平衡和电位2.3 重要无机化合物- 离子化合物的命名和性质- 金属与非金属的化合物和应用第三章:有机化学3.1 有机化合物的基本结构和类别- 烃类、醇类、酸类、醛类、酮类等有机化合物 - 有机化合物的命名和性质3.2 化学反应和有机合成- 元素有机化合物的合成和变化- 有机合成反应的机理和应用3.3 重要有机物- 高分子化合物和聚合反应- 有机物的功能性和应用第四章:化学分析4.1 定性分析方法- 常用的化学分析方法- 标记试剂的使用和分析结果的判断4.2 定量分析方法- 重量法和容量法的原理和应用- 分光光度法、电位滴定法等的操作和计算4.3 分离和提纯方法- 蒸馏、结晶、萃取等分离技术- 过滤、净化和分馏的应用第五章:化学与生活5.1 化学能源和环境- 化石燃料和可再生能源- 化学污染和环境保护5.2 化学与食品- 食品添加剂和防腐剂的作用- 化学反应在食品加工中的应用5.3 化学药品和医药- 药物的分类和作用机制- 药物合成和临床应用总结:通过本课程的学习,学生将理解化学的基本概念和原理,掌握化学反应的规律和应用,了解重要的无机和有机化合物,掌握化学分析的基本方法。
同时,学生还将认识到化学在生活中的重要性,包括能源、环境、食品和医药领域。
有机化学 第四章对映异构
二、手性分子的判断
判断对映体的方法有三种: (1)建造一个分子和它的镜像的模型,如 果两者不能重合,就存在对映体。
(2)如果分子有对称面或对称中心,那么 它和其镜像就能重合,就不存在对映体。
(3)如果一个分子有一个手性碳原子,它 就具有对映异构现象,有一对对映体。
二、手性分子的判断
结论:
既无对称面,又无对称中心的分子才是手 性分子。 只含一个手性中心的分子一定是手性分子。 手性碳是分子产生对映异构的普遍因素。 分子是否具有手性主要是考察它是否与镜相 重合,即与分子的对称性有关。
• 立体化学是研究化合物分子在三维空间的立体形象 与其物理性质,反应性能以及生理活性之间的关系 的科学。
• 立体化学已成为化学学科的一个重要分支,研究分 子的立体结构与性能之间的关系已成为化学的一项 重要内容。
反应停事件:
20世纪50年代中期,反应停(沙利度胺, Thalidomide)作为镇静剂,有减轻孕妇清晨呕吐的 作用而被广泛应用。结果在欧洲导致1.2万例胎儿致 残,即海豹婴。于是1961年该药从市场上撤消。后 来发现沙利度胺R型具有镇静作用,而S型却是致畸 的罪魁祸首。研究人员进一步研究发现沙利度胺任一 异构体在体内都能转变为相应对映体,因此无论是S 型还是R型,作为药物都有致畸作用。
二、手性分子的判断
手性因素
使分子具有手性的几何因素有:手性中 心、手性面、手性轴。
手性中心 能引起分子具有手性的一个特定原子或 分子骨架的的中心称为手性中心(chiral center)。
二、手性分子的判断
手性碳原子(最常见的手性中心)
凡是连有4个不同原子或基团的碳原子称 为手性碳原子(chiral carbon atom),或 称手性中心(chiral center)。
第四章 有机金属化合物
有效原子序数规则
(Effective Atomic Number Rule)
1927,Sidgwick提出: 电子计数法 金属配合物中,金属原子周围的电子总数 (包括与配体共享的电子) ——该金属原子的有效原子序数EAN 当EAN与该金属所在周期稀有气体的原子序数相等时 ——为稳定结构 过渡金属:倾向于价层(n-1)d nsnp全满 EAN规则也称为十八电子规则
……
特点
①金属与CO之间的化学键很强
M–C键比正常单键短10%,键能较大
②中心原子呈现较低的氧化态
通常:较低的正氧化态,零、负氧化态
特点
③大多数服从有效原子序数(EAN)规则 ④m.p.与b.p.较低,不溶于水,溶于有机溶剂
剧毒
⑤单核羰合物无色或白色(但V(CO)6墨绿)
多核羰合物有色
M数↑,色↑
离子型化合物反应活性强
在空气中自燃
遇水剧烈水解
与无机物有机物猛烈反应
与真空体系相连的无氧无湿装置
手套箱(glove box)
有效原子序数规则
(Effective Atomic Number Rule) 金属配合物中,金属原子周围的电子总数
(包括与配体共享的电子)
——该金属原子的有效原子序数EAN
2. 羰基化合物的制备
(1)金属粉末与CO直接作用 ——制二元羰合物
新还原态
Ni + 4CO
2Co + 8CO Fe + 5CO 常温常压 制取高纯Ni Ni(CO)4(l) 423K, 3.5MPa Co2(CO)8(s) Fe(CO)5(l)
493K, 20MPa
高压反应釜
Ni(粗) + 4CO
能正确描述蔡斯盐、二茂铁的立体结构特点。
大学有机化学第四章 链烃和环烃
2、加卤素:环丙烷、环丁烷与烯烃相似,在常温下可以与卤素发生加成反应。
3、加卤代氢:环丙烷、环丁烷及其衍生物很容易与卤化氢发生加成反应。开环发生在含氢最多和含氢最少的两个碳原子之间,加成反应遵循马氏规则。
环戊烷以上的环烷烃,在室温下难以与卤代氢发生加成反应。
炔氢也能与重金属(Ag或Cu)作用形成不溶于水的炔化物。常用试剂为硝酸银或氯化亚铜的氨溶液。
6、聚合反应
(五)、炔烃的制备
二卤代烷在强碱性条件下脱卤化氢及金属炔化物与伯卤代烃亲核取代反应是制备炔烃的常用方法。
二、二烯烃
分子中含有两个双键的开链烃称为二烯烃(diene),其通式为CnH2n-2。
(一)、分类和命名
2、其它烷烃的氯代反应
其它烷烃在相似条件下也可以发生氯代反应,但产物更复杂。
3、烷烃和其它卤素的取代反应
4、甲烷卤代反应历程
反应历程是指由反应物至产物所经历的过程。一个反应历程是根据这一反应的许多实验事实,总结归纳作出的理论假设。这种假设必须符合并能说明已经发生的实验事实。
(1)、甲烷氯代反应机制
甲烷的卤代反应历程是自由基取代反应历程。
烯烃在一定条件下,发生自身加成反应生成分子量很大的聚合物,这种反应称为聚合反应,参加反应的烯烃称为单体。
六、烯烃的制备
1、醇的脱水
2、卤代烷脱卤化氢
卤代烷与强碱(如氢氧化钾、乙醇钠)的醇溶液共热时,脱去一分子卤化氢生成烯烃。
3、邻二卤代烷脱卤化氢
邻二卤代烷与锌粉一起共热,可脱去一分子卤素生成烯烃。
第三节炔烃和二烯烃
三、烷烃的结构
根据杂化理论认为碳原子在形成甲烷分子时发生了sp3杂化,所以甲烷分子是正四面体结构。烷烃分子中的碳原子是正四面体结构,因此除乙烷外烷烃分子中的碳原子并不排布在一条直线上,而是以锯齿形或其他可能的形式存在。所以“直链烷烃”仅指不带支链的烷烃。
有机化学中的有机金属化合物
有机化学中的有机金属化合物有机金属化合物是有机化学领域中的一个重要分支,它们在化学反应、催化剂和材料科学等方面具有广泛的应用。
本文将介绍有机金属化合物的概念、合成方法、理论基础以及一些重要的应用领域。
一、有机金属化合物的概念及分类有机金属化合物是含有一个或多个碳-金属化合键的化合物,其中金属通常是过渡金属或主族金属。
根据金属原子与有机配体的配位方式和配体的性质,有机金属化合物可分为有机配合物和金属有机化合物两类。
有机配合物是指金属原子与一个或多个有机配体通过配位键相连的化合物。
配体通常是含有氮、氧、硫等原子的有机化合物,它们通过静电作用、配位键或共价键与金属原子相连。
金属有机化合物是指金属与一个或多个碳原子直接形成化学键的化合物。
这类化合物通常由一个有机配体直接与金属发生键合,形成金属-碳化学键。
二、有机金属化合物的合成方法1. 配位反应法:通过配位反应将有机配体与金属原子结合,合成有机配合物。
2. 金属加成反应法:通过碳-碳双键或碳-碳三键的加成反应,将金属原子直接与有机分子中的π键形成键合。
3. 氧化加成反应法:将醇、酮、醛等有机化合物与金属原子进行反应,生成金属有机化合物。
4. 烷基化反应法:将卤代烃或烯烃与金属锂、镁等金属化合物反应,生成金属有机化合物。
三、有机金属化合物的理论基础研究有机金属化合物的理论基础主要包括配位化学、有机化学和无机化学的知识。
其中,配位化学研究金属原子与有机配体之间的配位键和配位结构;有机化学研究有机分子的结构和反应性质;无机化学研究金属的性质和反应规律。
四、有机金属化合物的应用领域1. 催化剂:有机金属化合物在催化剂领域应用广泛,可以用于有机合成反应、杂环合成、聚合反应等。
2. 有机光电材料:一些含有金属有机化合物的有机材料,具有发光、导电等特性,被广泛应用于有机光电器件的制备。
3. 药物合成:有机金属化合物在药物合成中扮演着重要角色,可以用于有机合成的催化反应、活化底物等。
有机金属化合物
有机金属化合物概述有机金属化合物是指含有碳-金属键的化合物,其中碳与金属的共价键强度较高。
这些化合物在有机合成领域具有重要的应用,可作为催化剂、配位化合物和有机合成试剂等。
本文将介绍有机金属化合物的基本概念、分类和常见的应用。
基本概念碳-金属键碳-金属键是一种有机化学中特殊的化学键,是碳原子与金属原子之间形成的共价键。
这种键的形成可通过碳上的一个孤对电子与金属离子或金属原子之间的轨道重叠来实现。
在有机金属化合物中,碳-金属键能够稳定存在并发挥重要的化学活性。
形成机制有机金属化合物的形成通常可通过两种主要的反应机制:还原反应和氧化加成反应。
1.还原反应:还原反应是指有机化合物中的碳-金属键由碳氢键还原为碳-金属键的反应。
这种反应常常涉及金属还原剂的参与,例如利用氢化铝锂(LiAlH4)还原酮或醛化合物中的碳氧键。
2.氧化加成反应:氧化加成反应是指有机化合物中的碳-碳键和金属化合物之间发生的反应。
这种反应通常由过渡金属催化剂催化,如钯(Pd)、铜(Cu)等。
氧化加成反应可以在碳-碳键的一个碳上形成新的碳-金属键。
分类有机金属化合物可根据金属原子的性质和特征进行分类。
以下是常见的有机金属化合物的分类:1.含有单质金属的化合物:如铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)等。
这些化合物中,金属原子仅由一种金属元素构成。
2.含有多质金属的化合物:如镍铜催化剂(Ni-Cu)、钯铂催化剂(Pd-Pt)等。
这些化合物中,金属原子由两种或多种金属元素组成,通过合金形式存在。
3.有机金属配位化合物:这类化合物包含一个或多个有机配体与金属中心形成配位键。
常见的有机金属配位化合物有金属醇配合物、金属胺配合物等。
4.有机金属簇合物:这类化合物由多个金属原子通过金属-金属键(如金属之间的金属桥键)和有机配体相互连接而成。
应用1.催化剂:有机金属化合物经常在有机合成反应中作为催化剂使用。
它们能够提高反应速率、提高选择性和控制反应路径。
有机化学课后习题答案第四章
4章思考题4.1付-克烷基化反应的特点是什么?4.2解释什么叫定位基,并说明有哪三类定位基。
4.3解释定位效应。
4.4共振论对于共振结构式有何规定?4.5试说明芳香亲电取代反应的机理。
4.6甲苯和对二甲苯相比哪个对游离基卤代反应更活泼?试说明理由。
4.7用KMnO 4或心6。
7+『使PhCH s氧化成PhCOOH的反应产率很差,而由P-O2N-C6H4CH3 氧化成P-O2NC6H4COOH,同样的氧化反应却有较好的产率。
如何解释。
4.8回答下列问题。
(1)(1)环丁二烯只在较低温度下才能存在,高于35K即(如分子间发生双烯合成)转变为二聚体,已知它的衍生物二苯基环丁二烯有三种异构体。
上述现象说明什么?写出二苯基环丁二烯三种异构体的构造式。
(2)(2) 1,3,5,7-环辛四烯能使冷的高锰酸钾水溶液迅速褪色,和溴的四氯化碳溶液作用得到C s H8Br8a、它应具有什么样的结构?+ 2-b、b、金属钾和环辛四烯作用即得到一个稳定的化合物2K C8H8 (环辛四烯二负离子)。
这种盐的形成说明了什么?预期环辛四烯二负离子将有怎样的结构?解答4.1答:(1)因烷基正离子容易重排,易形成烷基异构化产物;(2)烷基可活化苯环,易使烷基化反应产物为多元取代产物;(3)烷基化反应是可逆反应,使得产物可能复杂化。
4.2答:苯环上已有一个取代基后,再进行亲电取代反应时,新进入的基团进入苯环的位置由环上原有取代基的性质决定,这个原有的取代基叫定位基。
定位基可分为三类,即(1)邻、对位定位基,如一OH、一NH 2、一NHCOCH 3、一CH3等,这类基团使苯环活化,并且使新引入的取代基在定位基的邻位和对位。
(2)间位定位基,如一NO2、—CN、—COCH 3' —COOH、—SO3H等,这类基团使苯环钝化,并使新引入的取代基在它的间位。
(3)卤素是一类特殊的定位基,它使苯环钝化,但都是邻、对定位基。
4.3答:邻、对位定位基的推电子作用是苯环活化的原因,这又可分为两种情况:①在与苯环成键的原子上有一对未共享电子,这对电子可以通过大n键离域到苯环上;②虽无未共享电子对,但能通过诱导效应或超共轭效应起推电子作用的基团,如甲基或其他烷基。
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4.2 有机金属化合物--稳定性和反应性
制备方法: 金属元素与烃类或卤代烃的反应(如Li,Mg格氏试剂等)
金属有机化合物和卤代烃及另一种元素卤代物的反应 (包括烷基铜锂等) 金属元素的交换(烷基锂、钠、汞等) 小分子配位反应和烯烃插入(过渡金属有机化合物) 分解反应 碳环键合的配体络合物 CH2NMe2 CH NMe
MgX(NH 2)
R′ C OMgX O MgX2
4.2有机金属化合物--格氏试剂
(3) 格氏试剂的反应
(A)与硫酸酯和磺酸酯的偶联反应 例如:
PhCH2MgCl + CH3(CH2)3OTs
Ph(CH2)4CH3 (61%)
MgBr
+
C 2H5OSO2OC 2H5
C 2H5
19
4.2有机金属化合物--格氏试剂
根据金属元素在周期表的地位及各元素与碳成键的类型: (1)离子型化合物:碱金属和碱土金属的电负性很小,它们所 形成的烃基化合物,通式为RM,R2M,它们具有离子化合物的典 型特征。如:不溶于烃类溶剂,溶液可以导电,对空气敏感,遇 水发生剧烈分解(Na Mg等),周期表中的ⅠA、ⅡA、ⅢA及稀 士、锕系。 (2)б 键(共价键型化合物):ⅠB、ⅡB、Ⅲ-ⅦA元素电负性 大,它们主要生成σ 键化合物,如:R2Hg,(C2H5)4Pb等。虽然有 些化合物的离子特性仍相当大,但大多数化合物是共价键占优势。 共价键电子对偏向电负性较强的元素C (3)非经典键化合物:分子中的M-C键不能用普通的离子键或б 键来描述。其中有一类属非经典型多中心型化合物。缺电子型 (4) 过渡金属有机化合物(另)
29
4.3有机金属化合物--有机锂试剂
有机锂试剂与Grinard试剂有许多相似之处,并比 Grinard试剂活泼,且具备一些特殊的反应性能。 (1)与位阻大的酮反应 (2)与羧酸盐负离子反应生成酮 (3)与α,β-不饱和羰基化合物反应 (4)与酰胺和-C=NR官能团化合物反应 (5)与CO2反应 (6)与烯烃双键反应 (7)偶联反应 (8)与电正性较低的金属卤化物反应
3
有机化学工业 的三个里程碑
C
+ CaO
CH3OH
CaC2
H 2O
Hg2+ CH CH
CH3CHO
CH2=CH2
Pd2+/Cu2+ [O] Rh+
CH3CHO CH3COOH
+ CO
有机化学工业 的三个里程碑 Hg2+, Pb2+,Cu2+ /Rh+
4
4.1有机金属化合物的结构与分类
4.1.1 金属有机化学的定义:
30
4.3有机金属化合物--有机锂试剂
4.3.1 有机锂试剂的制备—卤代烷与金属锂
无水乙醚或已烷
C4H9ICl + 2Li Br CH3Cl
Na
无水乙醚/N2
C4H9Li Li
+ LiCl + LIBr
+ 2Li
+ 2Li
干冰,N2,Et2 o
CH3Li + LiCl
31
4.3有机金属化合物--有机锂试剂
研究将有机物作为配体的以各种金属为中 心的配位化合物在有机化学反应中的过程 及有机配体的变化
金属有机化合物(organometallic compound)是金属与 有机基团以金属与碳直接成键而成的化合物
电负性也用作定义标准,一般将电负性在2.0(含2.0)以下 元素与C成键的化合物称为金属有机化合物。
(3) 格氏试剂的反应 (A)与卤化物的偶联反应 例如:
RX + R1MgX Et2O R-R1
Et2O CH2=CHCH2CH2CH=CH2
CH2=CHCH2MgX
+ +
XCH2CH=CH2
MgX
XCH=CH2
FeCl3
CH=CH2
20
4.2有机金属化合物--格氏试剂
(3) 格氏试剂的反应 (A)与卤化物的偶联反应 例如:
(88%)
CH3
CH CH2 O
+
RMgX
CH3CHCH2R
22
4.2 有机金属化合物--格氏试剂
(C)格氏试剂与羰基化合物反应
R'MgX + R O Y RMgX R' R C OH R Y=Cl,OR",R"CO2 R' C OMgX R Y R O R'
MgBr
CdCl2
Ph2Cd
CH3COCl
反馈键的存在、碳负离子的稳定性、是否满足 18-16电子均是影响稳定性的因素。 金属有机化合物愈不稳定 ,反应活性愈强
10
4.3金属有机化合物--命名及稳定性和反应性
一般规律: 同一金属R-M<Me-M<Ph-M<CF3-M 炔碳>烯C、芳C>烷C和M形成的物质的稳定性 18电子配体较之16电子配体稳定。 C-M键的稳定性是伯仲叔依次减弱,对称烷基金 属物较之不对称 稳定。 同一取代基:稳定性同主族从上到下依次减小 , 同周期从左到右依次增大(与金属活动顺序一致。 金属活泼性愈强,C-M键离子性愈强,稳定性愈 弱,活性增大)B族和副族反之。
化学转换法
电负性 R R1 C2H 6
RMgX + R1H C2H5MgX Et2O
例: RC CH+ NhomakorabeaRC CMgX
+
+
N H
CH3MgX
Et2O N MgX Et2O CH MgX
+
CH4
+
CH3MgX
+
CH4
14
4.2有机金属化合物--格氏试剂
(2)格氏试剂的制备---金属化法
Br
+ Mg
Cl
第四章 金属有机化学
有机金属化合物的结构和类型 有机金属化合物的制备 过渡金属有机化合物的命名及稳定性和反应性 过渡金属有机化合物的基元反应 过渡金属有机化合物的催化循环反应 过渡金属卡宾络合物
第四章 金属有机化学
元素有机化合物: 常见的元素有机化合物分类 有机金属化合物----格氏试剂、有机锂试剂、有 机铜试剂、有机镉试剂、过渡金属有机化合物 有机元素化合物---有机膦试剂、有机硼试剂、 有机硅试剂
7
有机金属化合物--非经典键化合物
非经典键化合物:分子中的M-C键不能用普通的离子键或б
键来描述。其中有一类属非经典型多中心型化合物。 三中心两电子键 结构:
CH3 Al CH3 CH3 Al CH3 CH3 CH3
H H Al H H Al H H
C
Li
Li LiC C C Li
四甲基锂 四中心双电子健 是离子键和σ 键的中间物
1 )H
+
2 )H2 O
RR'CO
25
4.2有机金属化合物--格氏试剂
(F)和共轭不饱和羰基化合物的加成反应
,-不饱和醛酮加成反应的分类
(1) (2)
C=C C=O
(3)
C
+
C C=O _
(1)
Br2
C
C C=O
Br Br
RLi
C=C亲电加成
C=C C O _
+
C=C C OLi R
C=O亲核加成
12
4.2 有机金属化合物--格氏试剂
(2)格氏试剂的制备--金属化法 RX + Mg RMgX Note:
(1)无水、无氧操作; (2)常加少量碘晶体引发反应; (3)乙烯式和芳基式可在THF中顺利进行制备;
13
4.2有机金属化合物--格氏试剂
(2)格氏试剂的制备--
RX + R 1MgX
24
O
CH 2 C OC 2 H 5 OH
-
H2 O
2+
4.2有机金属化合物--格氏试剂
(D)格氏试剂与CO2及含=C=NR和-CN官能团化合物的反应
RCH2MgX + CO2 H2O RCH2COOH
CH3O
CH=NC 2H5
PhCH2MgCl
CH3O
CHNHC 2H5 CH2Ph (75%)
R' RMgX + R'C N R C NMgX
干 Et2O
MgBr
溴化苯基镁 + Mg
Cl
干 Et2O
不反应
THF
+ Mg
Mg Cl
15
4.2有机金属化合物--格氏试剂
(2)格氏试剂的制备---金属化法
Br
MgBr
+ Mg
Cl Br
干 Et2O
Cl
Mg Br
+ Mg
Cl
THF
Mg Cl
Cl
+ 2Li 干 Et2O
Li
+ LiCl
16
4.2有机金属化合物--格氏试剂
(2) H 2O
C=C C OH R
_
C C=C O
+
1.Nu 2.H+
C C=C OH Nu
1,4-共轭加成
(3)
4.2有机金属化合物--格氏试剂
(F)和共轭不饱和羰基化合物的加成反应 在碱性条件下1,4-共轭加成反应的机制
Nu + C=C C=O
Nu