有机化学中国药科大学生科基地班chap4烯烃

一、烯烃的结构
第四章 烯烃
Chapter 4 . Alkene
含C＝C官能团的碳氢化合物(CnH2n)
碳原子的sp2杂化
2p 2p
杂化
E
2s
激发态
sp2
3个sp2杂化 轨道
1个未杂化的 2p轨道
碳原子的sp2杂化中轨道的能量变化
1 2
y
y
y
乙烯(CH2=CH2)的成键示意图
x z z x z x
H
p轨道
C
H H H C H H C H
1s轨道
2px轨道
2pz轨道
2py轨道
sp 轨道
sp2杂化
H
2
+
C
p轨道
C
120°
(a)
(b)
碳原子sp2杂化 (a) sp2杂化轨道 ( b)未参与杂化的p轨道
3
4
结构：与双键相连的原子在同一平面上
1.34 Å
二、同分异构
4个碳以上烯烃存在同分异构，例如C4H8:
H
sp2
π σ
H C C H
1.1 Å
H
o
H
116.7 o
H
H 121.6 H
同平面可最大交叠
π键与σ键相比具有的特征： 1、不如σ键牢固，容易断裂 2、构成π键的碳原子不 能围绕键轴自由旋转 3、π电子受核束缚力小，易发生 化学反应
H CH3 C C H CH3 旋转90
o
1-丁烯 1
2-丁烯 2
异丁烯 3
环丁烷 甲基环丙烷 4 5
官能团位置异构：1与2 构造异构 碳架异构：1与3, 2与3 官能团异构：烯烃与环烷烃
H CH3
CH3 C H
5
6
1

2-丁烯的两种异构体
相同 基团 位于 同侧
产生顺反异构的条件
H3C H 相同 基团 C C 位于 H CH3 异侧
反-2-丁烯 0.9 -106 0 (1)刚性结构，使分子中原子或基团在空间的 排列被固定，如双键、环。 (2)同一烯碳原子连有不同的原子或原子团
H3C
CH3 C C H H
顺-2-丁烯 沸点℃ 3.5 熔点℃ -139 偶极矩C·m 1.1 ×10-30
a C b
7
a (c) C b (d)
8
a≠b c≠d
产生原因：π键不能自由旋转 二者为顺反异构(几何异构)
判断以下分子是否存在顺反异构？
顺反异构体不仅理化性质上有差别，它们 的生理和药学活性有很大区别。
HO C2H5 C2H5 C2H5 HO OH OH C2H5
(1) CH3CH2CH CHCH2CH3 (2) (CH3)2CHCH CHCH3 (3) CH3CH2CH C(CH2CH3)2
有效
己烯雌酚
9
无效
只有反式异构体治疗某些妇科病有效
10
三、命名
1、普通命名法
CH3 H2C CH2 H2C C CH3
2、系统命名法（在烷烃基础上补充如下)
选主链：选含双键在内的最长链为主链，据 碳原子数称某烯。 编号：从最靠近双键一端对主链依次编号， 使双键的位次最小，其次照顾取代基。 命名：注明双键的最小位次 环状化合物选含双键的环为母环
乙烯 ethylene
异丁烯 isobutene
异戊二烯
11
12
2

例：
1
2 3 4
3 2
3、顺反异构的命名
1
5
两双键碳上有相同取代基： 在双键同侧---顺 异侧---反
(H3C)2HC H C(CH3)3 H Cl Br H Cl
2-乙基-1-戊烯
3-甲基环戊烯
顺-2, 2, 5-三甲基-3-己烯
反-1, 2-二氯-1-溴乙烯 trans-1-bromo-1, 2-dichloroethylene
2-十二碳烯
cis-2, 2, 5-trimethyl-3-hexene
5, 7, 7-三甲基二环[2. 2. 1]-2-庚烯
2 1
13
两双键碳上无相同取代基： 按次序规则，用 Z 或 E 型标记 Z 型：双键碳上两个优先基团(或原子)在同侧。 E 型：双键碳上两个优先基团(或原子)在两侧。 14
次序规则
(1) 比较直接与双键碳相连的原子的原子序数， 原子序数高者次序优先; I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>H>孤对电子 D>H
H3C Br Cl C C H
(2)若与双键碳原子相连的两个原子相同时，则 比较连在这两个原子上的其他原子，原子序数 较大者优先，若所有第二个原子都相同，则比 较第三个原子，依次类推。
H3C C H CH2CH3 C (C,H,H) CH3 (H,H,H)
H
CH2CH2CH3 C C CH2CH3
CH3
(E)-1-氯-2-溴丙烯
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(Z)-3-甲基-2-戊烯
(E)-3-乙基-2-己烯
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(3)若与双键碳原子相连的基团具有双键或叁键 时，可将其看作是连接两个或三个相同的原子
(C) (C) C C 看作 C C (C) (C) C CH 看作 C C H (C) (C)
CH3CH2 CH CH2 CH3CH2CH2 C CH C C C C H CH(CH3)2 CH3CH2 CH(CH3)2 (Z)-3-异丙基-1,3-己二烯
(Z)-4-乙基-3-异丙基-3-庚烯-1-炔
C
C O 看作 H
O C C O H
看作
C H C H
（4）取代基互为对映异构体时，R构型先于S 构型；取代基互为顺反异构时，Z型先于E型。
17
18
3