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烯烃是一类特殊的有机烃类,它是含有碳碳双键的烃类,按照碳碳双键的数量和位置可分为单烯烃(仅含有一个碳碳双键)、共轭二烯烃(碳碳双键在彼此的烯丙位)、累积二烯烃(两个碳碳双键相邻)。碳碳双键之间的位置多于两个碳时的烯烃表现出的性质和多个单烯烃基本一致。这里主要介绍单烯烃。

命名[ | ]

参见系统命名法

结构和物理性质[ | ]

单烯烃的两个碳碳双键的参与成键的碳都是杂化的,碳碳双键的长度要比碳碳单键的要短一些。碳碳双键是由一根σ键和一根π键构成,π键两个中心碳原子的p轨道通过侧面重叠而形成的,这导致了碳碳双键的两侧碳原子不能以σ键为轴进行自由旋转,因此烯烃中的两个中心碳原子都与不同的基团相连时会存在顺反异构体。

这种约束构型转化的键的键能很大,在常温下不易克服,需要加强热才能克服。此外Z型烯烃由于各个键的矩形成的偶极矩要比E型烯烃大(E型烯烃的键的矩会有一部分抵消,特别是对称的E型烯烃偶极矩为零),所以根据偶极-偶极相互作用,Z型烯烃的沸点比同类的E型烯烃的高,熔点低,同时E型烯烃较稳定。

烯烃的密度都小于水的密度,比相应烷烃的密度大。

比较烯烃的燃烧热可排出如下相对稳定性:

主要由于p-π的超共轭效应

亲电加成反应[ | ]

亲电加成反应是烯烃的重要反应之一。参见亲电加成反应

与卡宾的反应[ | ]

电中性的含二价碳的化合物称为卡宾,卡宾不易分离得到,但可以瞬间存在,常常作为活性中间体。例如有等等。

制备卡宾通常在叔丁醇碱的条件下由卤代烃进行α消除得到,例如

卡宾可以和双键发生加成,产生三元环。例如

卡宾的加成反应

某些能和卡宾其类似作用的化合物称之为类卡宾如也畅通与有机合成中,它是通过反应得到的,它们和双键反应的一些例子有

类卡宾的加成反应

自由基加成反应[ | ]

烯烃除了有环正离子过渡态的离子型加成反应外还有自由基加成反应。典型的反应是和氢卤酸在过氧化物作催化剂的条件下的反应。最终结果表现为反马氏的加成反应。例如

更多例子

烯烃的自由基加成反应例子

复分解反应[ | ]

α氢卤化反应[ | ]

氧化反应[ | ]

双羟化反应[ | ]

两个羟基加在碳碳双键上的反应称为双羟化反应,烯烃的顺式双羟化反应可以通过冷而稀的高锰酸钾溶液或者四氧化锇进行,以下是它们氧化烯烃为顺二醇的机理:

烯烃的顺式双羟化反应机理

反式双羟化反应可以通过下面介绍的环氧化反应再开环得到。

环氧化反应[ | ]

烯烃在过氧有机酸的条件下被氧化,生成环氧化合物。通式和机理是

烯烃的环氧化反应

该反应为顺式加成,反应的中间态是一个大螺环,因此在预测产物时要考虑反应中的位阻因素。

烯烃的环氧化反应-位阻因素

该反应的产物在酸性或碱性条件下可以得到反式邻二醇(外消旋体):

三元环氧化合物开环得反式邻二醇

氧化裂解[ | ]

烯烃在强氧化剂臭氧的条件下烯烃会裂解为,机理是

烯烃的臭氧化反应

烯烃在酸性高锰酸钾加热的条件下得到酸和二氧化碳,即

烯烃的制备[ | ]

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