2014年1月18日 星期六

[陽明大二有機化學]第五章 烯類alkene



一‧烯類的命名
1.      IUPAC命名原則:
→如果是正烯→將正烷的結尾改成–ene
→命名原則與烷類類似,其順位比alkylhalide取代基高,比hydroxyl低,要以rank高的取代基編號小為原則
→烯類的取代基:methlyenevinylallylisopropenyl
→環烯:以雙鍵在C1C2為原則


2.      異構物→cistrans
cis:同側;trans:異側
→當某側兩取代基相同時,不具有cis,trans的異構物

3.      E-Z系統
Eentgegen異側,Zzusammen同側
→當較大順位的取代基在雙鍵的同側時,編為Z;較大順位的取代基在雙鍵的異側時,編為E
→規則:
(1)   分子量高的,順位高
(2)   分子量相同時,比較其接的原子,比較第一個差異的原子。例如C(C,C,H)的順位比C(C,H,H)來的高
(3)   如果取代基中出現雙鍵,則視為接了兩個。例如醛基:C(O,O,H)
按照上面的規則,就能判斷出是E或是Z form

二‧烯類的物理性質
1.      相對穩定性:利用electronic effect與凡得瓦力做為判斷的依準
   →以butene來說,它有四個異構物,包括butenecis-2-butenetrans-2-butene2-methylpropene
   →其穩定性可由燃燒熱判斷,燃燒熱越大,其越不穩定
   trans的比cis能量來的低,因為兩個取代基在cis狀態時位於同側,其作用力較強,導致能量較高,不穩定
   2-methylpropene能量最低,主要是因為methyl是較好的電子提供者,能夠讓π鍵穩定,當外圍的methyl取代基越多,其穩定度就越高
2.      環烷的穩定性:cistrans的差異
   →在小於12個碳的狀況下,cis的能量比trans的要來的低許多。將環烷的形成看做雙鍵兩側取代基的相連,cis在同一側,在少碳的狀況下,一定會比較容易接在一起,能量自然較低。大概要到8個碳後,trans的環烷才能較穩定存在
   12碳環烷,其cistrans的能量相近

三‧烯類的製備→醇脫水
1.      E1 elimination
→反應的過程:醇類加入酸(硫酸,磷酸)做為催化劑,脫去OHH形成雙鍵alkene
E1反應機構:
a.       H接上-OH基,形成oxonium ion
b.      Oxonium ion不穩定,會斷鍵形成cabocation,形成水
c.       水將電子donate給分子上的protonproton離開,促進π鍵的生成
d.      烯類形成
2.      regioselectivityZaisev’s Rule
→在形成雙鍵時,當有其他兩者以上的烯類產物時,deprotonation通常會發生在接H較少的碳上,造成較大量的產物
→原因:當烯類所接的烷類取代基越多,其穩定度就越高
3.      rearrangement
→當形成cabocation時,如果旁邊還有更高等級(接的碳數)的碳,會發生正電荷的轉移,產生了與預期不同的烯類產物
→原因:3級的carbocation較為穩定,故發生所謂的rearrangement,讓整個carbocation分子更為穩定
4.      E2 elimination
rate determining step由兩個分子所決定
→表示其transition state與兩個分子皆有相關

三‧烯類的製備→鹵烷脫鹵化氫
1.      內容:鹵烷在強鹼存在下,脫去了鹵化氫,並產生烯類。強鹼條件下形成了E2,弱鹼的環境下則產生E1反應
2.      E2反應,反應受到『強鹼』與『鹵烷』影響。故選擇較強的鹼或是R-X(R:取代基;X:鹵素)鍵較弱的,都會讓反應容易進行
3.      E1反應:只會受到『鹵烷』影響


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