有机反应机理第九章
- 格式:ppt
- 大小:1.22 MB
- 文档页数:95
第九章周环反应(协同反应)协同反应——(1)此类反应中无产生离子或自由基等中间活性体(2)不受催化剂或溶剂的影响(3)键的生成和断裂在一步中完成(4)可在热和光照下反应(5)立体专一性反应由于反应的过渡态是一环状结构,所以也称为周环反应。
周环反应是以轨道对称守恒原理为基础的,由Woodward提出。
第一节分子轨道对称守恒定律1、术语:以乙烯分子为例:21反键轨道成键轨道分子轨道用波函数来表示:对乙烯分子π轨道来说,它有一个对称因素:为面对称(成键轨道S),而对反键轨道来说是反对称(A)C1对称:Symmetry波函数的数学符号相同,S 面:对映关系轴:转180°反对称:Antisymmetry波函数的数学符号相反,A轴C1:二个碳原子的连线轴C2:两个平面乙烯面与m平面的交线节点:将符号相同的波函数相连与C1轴的交点乙烯的π型分子轨道、节点数和对称性总结为:反键轨道成键轨道轨道节点数对称性21m C2A SS A 节面节点的物理意义:(1)节点越多,说明该轨道的能级越高不安定因素(2)节点处的电子密度等于零对Ψ1来说:是π电子的最高占有分子轨道(HOMO)high occupied molecule orbit *不是说满轨道,只要有一个也是占有最高占有轨道的电子束缚得最松弛,具有给电子的性质,最易激发到最低空轨道,因此这二个轨道为Ψ2是最低的空分子轨道(LUMO)low unoccupied molecule orbit 前线轨道(前沿轨道)对电子的亲和力较强,具有接受电子的性质丁二烯的分子轨道及其对称性:节点数 对称性 m C 23210A S S A A S S A21己三烯的分子轨道及其对称性321节点数 对称性 m C 2543210A S S A A S S A A S S A当最高轨道HOMO 的电子受到光的吸收光子的能量发生跃迁,到最低空轨道时,那时该轨道就变成HOMO 了基态:未激发的HOMO激发态:激发的HOMO ,相当于LUMO第二节 电子反应中的轨道对称守恒原理电环反应中的两种反应形式:1、热化学:是反应物分子处于基态所发生的反应 HOMO2、光化学: 激发态所发生的反应 LUMO 一、丁二烯和环丁烯的电环反应hγγLUMOHOMOCH3CH3H H 175。
2598 含氮及杂环化合物内容提要本章主要讲述含C 、H 、O 、N 、X 等原子的化合物,着重阐述硝基化合物,胺类化合物以及胺的衍生物。
一些简单实用的杂环化合物也是本章学习的重点。
从结构上理解它们的性质,且掌握这些化合物的应用价值。
有机化合物除了含C 、H 外,还可含O 、N 、X 等杂原子。
前面讨论了含O ,X 的有机化合物,本章着重介绍有机含氮及杂环化合物。
前面章节中学过了腈、酰胺等含氮化合物,本章重点讨论硝基化合物、胺、季銨盐、重氮化合物、偶氮化合物和叠氮化合物。
它们的一般结构通式为:R-NO 2(Ar-NO 2) R-NH 2(Ar-NH 2) R 4N X ArN 2X(RN 2X) Ar-N=N-Ar(Ar')硝基化合物胺季銨盐类重氮化合物偶氮化合物由结构通式可知它们是不同氧化态的含氮有机物,因此,它们的性质和制备方法既有区别又有关联。
此外,本章还讨论C 与杂原子(如O 、N 、S)组成的环状化合物,即杂环化合物。
8.1 硝基化合物8.1.1 硝基化合物的命名和结构特征分子中含有硝基-NO 2的化合物称为硝基化合物,结构通式为:R-NO 2(Ar-NO 2)。
硝基化合物从结构上可看作烃的一个或多个氢原子被硝基取代的产物,可分为脂肪族硝基化合物和芳香族硝基化合物,脂肪族硝基化合物又可分为伯、仲、叔硝基化合物。
硝基化合物的命名类似于卤代烃,即以硝基为取代基命名,例如:CH 3NO 2CH 3CHCH 3NO 2CH 3O 2N硝基甲烷 2-硝基丙烷 对硝基甲苯在硝基化合物中,N 原子为sp 2杂化态,形成三个共平面的σ键,未参加杂化的具有一孤对电子的p 轨道与两个氧原子的p 轨道形成π43共轭体系。
两个N=O 键是等价的。
但习惯上写成R NO, 也有的写成R NO O 。
硝基甲烷分子的键长和键角为:H 3C N OC -N 147pm ,N -O 122pm ,∠ONO 为 127°两个N -O 键的键长相等,说明它们没有区别。
第九章醇、酚、醚的结构与性质前言(1) 醇的结构与性质醇分子可以看成是水分子中氢原子被烃基取代的产物或烃分子中氢原子被羟基(﹣OH)取代的产物。
和水分子一样,醇分子中氧原子也是sp3杂化的,sp3杂化的氧原子分别与烃基和氢形成2个σ键,还有两对孤电子对,在两个sp3杂化轨道上,因此醇分子不是直线型,而是角型的,所以醇分子是极性分子。
由于醇中含有羟基,分子间可以形成氢键,因此低级醇的熔点和沸点比分子量相近的碳氢化合物的熔点和沸点高得多。
随着分子量的增加,羟基在醇分子中比例减小,羟基对醇的影响减小,从而使高级醇的物理性质与烷烃近似。
低分子量的醇可以与水形成氢键而互溶。
羟基是醇的官能团,醇的化学性质也是由羟基引起的,主要是羟基的活性;羟基被取代的反应;羟基的氧化反应以及β﹣H的活性等。
(2) 酚的结构与性质酚羟基与芳羟基直接相连,羟基氧原子是sp2杂化的,还有一对孤电子在未杂化的p轨道上,p电子云正好能与苯环的大π键电子云发生侧面重叠,形成p-π共轭效应,其结果p电子云向苯环转移,而羟基氧氢之间的电子云向氧原子转移,使氢容易以离子形式离去,具有部分双键的性质,难以被取代,当氧原子电子云向苯环转移,使苯环电子云密度升高,因此苯环上发生亲电取代反应速度加快。
(3) 醚的结构与性质醚可以看作是水的两个氢原子被烃基取代所得的化合物。
氧原子也是 sp 3 杂化的,因此醚不是直线型结构,而是角形结构,醚是极性分子。
与醇相比,醚分子间不能形成氢键,沸点比同组分醇的沸点低得多,如乙醚沸点是34.6℃ ,而丁醇的沸点为117.8℃ 。
但是醚比分子量相近的烷烃分子的沸点高。
醚分子中的氧可与水形成氢键,所以醚在水中有一定溶解度,乙醚在水中溶解度为 8g/100ml ,对于环状醚,由于成环缘故,氧原子外突,形成氢键的能力较强,因此四氢呋喃, 1,4 ﹣二氧六环与水能混溶。
醚是一类相当不活泼的化合物(环醚除外),醚链对于碱,氧化物,还原剂都是十分稳定。