复旦大学有机化学课件（炔烃、共轭双烯与芳香烃）006-2

复旦大学有机化学课件（炔烃、共轭双烯与芳香烃）006-2内容摘要：

复旦大学有机化学课件（炔烃、共轭双烯与芳香烃）006-2 第六章 炔烃和共轭双烯（ 2）主要内容 共振式的画法，共振式稳定性的判别，共振论在有机化学中的应用 共轭双烯的稳定性，与亲电试剂的 1, 4 加成及 1, 2 加成。 热力学控制与动力学控制的反应 同反应机理。 反应的立体化学，内型 (外型 (型化合物 轭双烯一 . 共振论（ . 共振论对共轭体系的描述例 1：烯丙基自由基（见 05 H C H 2H 2 C H C H 2H 2 2C H 2 1 4共振式 1 共振式 2烯丙基自由基的真实结构是两者的杂化体单双键交替，不能解释苯的真实结构例 2：苯的结构（六元环，所有 C 典式（价键式） 共振式（苯的 共振式 1 共振式 2苯分子的真实结构 共振论的基本思想当一个 分子 、 离子 或 自由基 的结构可用一个以上 不同电子排列 的经典结构式（共振式）表达时，就存在着共振。 这些共振式均不是这一分子、离子或自由基的真实结构，其真实结构为所有共振式的杂化体。 提示：共振式之间只是电子排列不同共振杂化体不是共振式混合物共振杂化体也不是互变平衡体系C H C H 2H 2 C 1 4 C H C H 2H 2 C 1 4C H C C H C C 3 H C H 2 C H 3 H C 3 C 3 H 2 C H C H 3H 2 C参与共振的原子应有 有共振式的原子排列相同所有共振式均符合 有共振式具有相等的未成对电子数2. 共振论对共振式的画法的一些规定未成对电子数不相等未成对电子数不相等 原子排列不同烯丙基自由基1丁烯3. 关于共振式和对杂化体的贡献 共振论对共振式稳定性的一些规定a. 共价键数目最多的共振式最稳定b. 共振式的正负电荷越分散越稳定c. 具有完整的价电子层的共振式较稳定d. 负电荷在电负性大的原子上的共振式较稳定例 1： 1丁烯的共振式稳定的共振式对杂化体的贡献大C H C H 2 C H 3H 2 C C H C H 2 C H 3H 2 C C H C H 2 C H 3H 2 贡献大（共价键数目最多）较稳定， 贡献较大（碳正离子和碳负离子较稳定）不稳定， 贡献小（碳正离子和碳负离子较不稳定） C H C H 3H 2 ： 1, 3丁二烯的共振式C H C C C H 2C H C C C H 24 5C H C C C H 2C H C C C H 2 C H C C C H 26 7 8较稳定， 贡献较大（较稳定的碳正负离子）不稳定， 贡献较大 ，可忽略（不稳定的碳正负离子）最不稳定，不必考虑（共价键数目最少）C H C C C H 2 C H C C C H 21 2 3C H C C C H 2最稳定， 贡献大（共价键数目最多）较稳定， 贡献较大（分散的正负电荷，二取代双键）问题：从上面的分析能看出什么。 例 3：含杂原子的碳正离子如：卤代烯烃亲电加成取向的解释R C C C R C 较稳定， 贡献大（满足八隅体）C CC C C C ：含羰基化合物（或离子）的共振式最稳定最稳定较稳定较稳定不稳定，贡献小稳定，贡献较大较稳定稳定因素：负电荷在电负性大的原子上碳负离子 烯醇负离子H 2 C 3 H 2 C 3 3H 2 C 3H 2 C 3H 2 C H 3 C 3 H 3 C 3 H 3 C 3 4. 关于共振式数目与结构的稳定性例：用共振论解释羧基的羰基氧的碱性比羟基氧强共振论认为：稳定的共振式越多，其杂化体越稳定R O o 2R O 合物 2的 红色 )酸性较强，试用共振论方法解释。 C C H H 3H 3 C C C H H 3H 和 2的共振式数目： H 3 C C H H H 12只有一个较稳定的共振式有二个等价的较稳定的共振式（更稳定）5. 共振论小结 共振式的写法，共振式的稳定性比较，共振式对杂化体的贡献，共振式的数目与结构稳定性关系 共振论在有机化学上有重要的作用，能解释并预测一些有机化合物的基本的化学性质。 共振论是一种理论，共振式是理论上存在的，无法测得。 共振论引入了一些人为规定，对某些化学现象尚不能给出满意的解释。 二 . 共轭双烯（共轭二烯）1. 几种类型的二烯及命名特点：单双键交替C C 积二烯 孤立二烯C H C C C H 2 H 2 C C C H C H 3C C C C H 2C H 31, 3丁二烯 甲基 1, 3丁二烯（异戊二烯）1, 2丁二烯2. 共轭二烯稳定性 氢化热比较分子有较大的离域体系C H C C H C 3C H C 2C C H C kJ/轭二烯的轨道图形 实验事实：形成二烯烃时，总是优先生成共轭二烯B O H B r 3戊二烯1, 4戊二烯1, 3己二烯1, 4己二烯 用共振论解释共轭二烯的稳定性 共轭二烯的共振式较多，较稳定 孤立二烯的共振式较少额外的稳定性：共振能C H C C C H 2 C H C C H 21 2 3C H C C C H 2C H C C C H 2C H C C H 24 5C H C H 2H 2 C C H C H 2 C H C H 2H 2 C C H C H 2C H C H 2H 2 C C H C H 21233. 共轭二烯的两种平面构象共轭二烯主要以 平面构象 存在 （为什么。 ）例： 1, 3丁二烯的两个平面构象s s 键）由单键产生的顺反异构E N C H C C C H 21 2 3C H C C C N u EN u 共轭二烯的化学特性 1, 4加成（共轭加成） 用共振论法分析结论：共轭二烯与亲电试剂反应 有两种可能的加成方式1, 4加成1, 2加成 实验结果 实验结果提示的信息 低温时： 1, 2活化能较低 ），是由反应速度决定的产物（ 动力学控制 ）。 1, 4化能较高）。 加热时： 1, 4达到平衡时比例高 ），说明较为稳定。 是由稳定性决定的产物（ 热力学控制 ） 低温产物比例加热后变化 ： 1, 4反应可逆。 C H C C C H 2B r C C C H 2H B C C C H 2H B r（ 无 过 氧 化 物 ）+1, 2加成 1, 4加成 8020%80%20%40键位置有变化反应机理（用共振论法解释）另一表示方法：C H C C C H 2H B C C C H 2 C C C H 2HB r B C C C H 2B r C H C C C 2 C H 2HB C r C r 烯丙型碳正离子 反应进程 势能变化示意图1, 4离也较慢。 C H C r+C H C 3B C C C C 2C 进 程B r+1, 2离也较快。 其它例子C H C C C 8 0 %7 5 %2 5 %2 5 2 0 %+H C C C l C 0 %7 0 %3 0 %3 3 %C H C C 3C C C H C 3H C C C HC 3C . 思考题分析下列共轭二烯的亲电加成可能生成几种产物。 实验只主要得到以下产物，写出机理解释实验结果H C lC l+C lB rB r+B rB rB rP hB 其在合成中的应用1. +2环加成二烯 2 R ( H )C 2R ( H )（给电子基） （吸电子基）环己烯衍生物反应可逆 烯体的立体结构要求：协同机理象（可反应）象（不能反应） 0 0一些简单的 对于亲二烯体）C O O E O E t+C O O E tE t O O Cc i st r a n O E O E O E O E t C O O E O E t+c i st r a n s 产物为桥环时，一般优先生成内型 (物 温外型 (要产物 次要产物过渡态较稳定。