丁二烯的制法.ppt

教学指导
二烯烃的分类和命名法
1,3-丁二烯烃的分子结构―共轭π键和共轭效应
共轭二烯烃的化学性质
1,3-丁二烯的制法
教学目的:
掌握二烯烃的结构特点、共轭效应。
掌握二烯烃的亲电加成,自由基加成以及聚合与橡胶。
教学重点:
丁二烯型化合物的1,4-加成和双烯合成反应。
教学难点:
丁二烯型化合物的共轭效应与双烯合成反应产物结构式书写。
二烯烃的分类和命名法 二烯烃:脂肪烃分子中含有两个C=C双键的烃叫做二烯烃,H2n-2,与炔烃是同分异构体。 二烯烃分为三类:累积双键二烯烃;共轭双键二烯烃;隔离双键二烯烃。 累积双键二烯烃:两个双键连在同一个碳原子上的二烯烃。例:
共轭双键二烯烃:两个双键被一个单键隔开的二烯烃。例:
隔离双键二烯烃:两个双键被两个或两个以上单键所隔开的二烯烃。例:
二烯烃的命名与烯烃相似,只是在“烯”前面加上“二”字,编号时使双键的位次和保持较小,命名时用阿伯数字分别注明两个双键的位置。例:
1,3-丁二烯烃的分子结构——共轭π键和共轭效应
1,3-丁二烯是共轭二烯烃中最简单的一种。在1,3-丁二烯分子中,两个C=,比乙烯的C=C双键的键长()稍长,而C-,比乙烷的C-C单键的键长()稍短,即1,3-丁二烯分子中单、双键的键长趋于平均化。
在1,3-丁二烯分子中,成键的碳原子均为sp2杂化,每一个碳原子的sp2杂化轨道互相重叠或与氢的1s轨道重叠形成C-Cs键或C-Hs键,这些s键处在同一平面上,键角接近120°。每个碳原子上没有参与杂化的p轨道都垂直于s键所在的平面,因此,除C1与C2、C3与C4可以“肩并肩”的方式重叠形成p键外,C2与C3之间的电子云也可部分重叠(右上图),从而减弱了C1与C2、C3与C4之间的成键能力,故C1与C2、C3与C4所形成的价键的键长增长,而C2与C3所形成的价键的键长缩短,使键长趋于平均化。
由于C2与C3的p轨道的重叠,从而形成了包括四个碳原子在内的四个p轨道为一体的大π键,其结果是C1-C2或C3-C4的p电子并不象单烯烃那样只局限在两个碳原子核周围
(电子的定域),而是可以扩展到四个碳原子核的周围,这种现象称电子的离域。
在1,3-丁二烯中,发生了π电子的离域。凡是能发生电子离域的分子结构称为共轭体系。1,3-丁二烯中的共轭体系称为π-π共轭体系。由于电子离域所形成的大π键叫做离域键。π电子的离域使共轭体系的内能降低,降低的数值称为离域能。
共轭分子的一头发生反应时,使整个共轭体系的原子,不论距离远近,均受到影响,这是因为p电子在整个分子中的离域现象所引起的。不管共轭体系有多大,其作用贯穿在整个共轭体系中,这种电子通过共轭体系的传递方式,叫共轭效应。
共轭体系有以下几个特点:
⑴共轭体系内所有原子均处在同一平面上,形成大π键的电子都垂直于这个平面;⑵共轭体系内的单、双键的键长趋于平均化,共轭链越长,单、双键的平均化程度越高;⑶共轭体系内电子发生转移时,在共轭链上出现正负交替;
⑷共轭体系的能量比非共轭体系低。
共轭二烯烃的化学性质
一、加成

与烯烃相似,共轭二烯烃可以与卤素、卤化氢等发生亲电加成反应。在催化剂铂、钯或雷内镍的作用下,1,3-丁二烯可与一分子氢加成生成1,2-加成产物与1,4-加成产物,又可与两分子氢加成生成正丁烷。

1,3-丁二烯可与氯或溴加成,1,3-丁二烯与溴可发生1,2-加成生成3,4-二溴-1-丁烯,也可发生1,4-加成生成1,4-二溴-2-丁烯。
1,3-丁二烯与氯或溴加成是亲电加成。