烯烴是指一類含有碳碳雙鍵(烯烴分子中不是所有碳原子的價都飽和了,因
此它又稱為不飽和烯。根據(jù)碳碳雙鍵的數(shù)目,烯烴又可以分為單烯烴(含一個雙鍵)、二烯烴(含兩個雙鍵)和多烯烴(含多個雙鍵)。其中以單烯烴和共軛二烯烴最為重要。平時“烯烴”這個名字是代表單烯烴的意思,所以通常烯烴是指含有一個碳碳雙鍵的不飽和烴而言。烯烴的通式是CnH2n。碳碳雙鍵( )是烯烴的官能團(tuán)。
烯烴的碳碳雙鍵( )并不等于兩個單鍵的加和,其中一個是O鍵一個是π鍵。π鍵是由碳碳雙鍵的碳原子上未參與雜化的p軌道互相平行重疊形成的。
二、烯烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象
。ㄒ)構(gòu)造異構(gòu)
由于存在雙鍵,使烯烴的異構(gòu)體數(shù)目比相應(yīng)的烷烴多。如丁烷只有兩種同分異構(gòu)體,而分子式為C4H8的丁烯則有三種構(gòu)造異構(gòu)體。
在烯烴的構(gòu)造異構(gòu)體中,有一種是碳鏈異構(gòu),即骨架不同的異構(gòu)現(xiàn)象。如1-丁烯(或2-丁烯)與2-甲基-1-丙烯;另一種是由于雙鍵的位置不同,如1-丁烯和2-丁烯。這種由于官能團(tuán)位置的不同而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象叫做位置異構(gòu)。碳鏈異構(gòu)與位置異構(gòu)都屬于構(gòu)造異構(gòu)。
(二)順反異構(gòu)
除上述兩種異構(gòu)現(xiàn)象外,由于以雙鍵相連的兩個碳原子不能繞σ鍵軸自由旋轉(zhuǎn),所以當(dāng)兩個碳原子上各連有兩個不同的原子或基團(tuán)時(如2-丁烯),雙鍵上的四個基團(tuán)在空間就可以有兩種不同的排列方式,即兩種構(gòu)型。
這兩個異構(gòu)體在原子或基團(tuán)的連接順序及官能團(tuán)的位置上均無區(qū)別,即構(gòu)造相同;它們的區(qū)別僅在于基團(tuán)在空間的排列方式不同。在前一個化合物(Ⅰ)中,相同的基團(tuán)(兩個甲基或兩個氫原子)在雙鍵的同側(cè),叫做順式異構(gòu)體(詞頭cis-系拉丁字,意指在一邊),而后者(Ⅱ)的兩個甲基(或兩個氫原子)則在雙鍵的兩側(cè),所以叫做反式異構(gòu)體(詞頭trans-系拉丁字,意指交叉)。這種異構(gòu)現(xiàn)象叫做順反異構(gòu),是立體異構(gòu)的一種,屬于構(gòu)型異構(gòu)。立體異構(gòu)是構(gòu)造相同,但分子中的原子或原子團(tuán)在空間排布不同的同分異構(gòu)現(xiàn)象。構(gòu)型異構(gòu)是立體異構(gòu)中的一種,是構(gòu)造相同,構(gòu)型不同的立體異構(gòu)現(xiàn)象。
順反異構(gòu)體是兩種不同的化合物。順反異構(gòu)體不僅在理化性質(zhì)上不同,它們的生理活性也往往有差異,如具有降血脂作用的亞油酸,它的兩個雙鍵都是順式構(gòu)型。
三、烯烴的命名法
烯烴的系統(tǒng)命名法的關(guān)鍵也是如何選擇母體化合物和如何確定取代基的位置。
1.選擇含有雙鍵的最長碳鏈為主鏈作為母體。主鏈上的碳原子從靠近雙鍵的一端開始編號,并把雙鍵位置寫在烯烴名稱的前面。
2.把支鏈作為取代基,其位置、數(shù)目和名稱按“次序規(guī)則”(見后)“較優(yōu)”者后列出的順序?qū)懺谀诚┲啊?
3.如雙鍵在主鏈的中央,則編號從靠近取代基的一端開始。
4.烯烴主鏈上的碳原子在十個以上時,烯字的前面應(yīng)加一個“碳”字。
烯烴去掉一個氫原子生成一價基團(tuán),叫做烯基。碳鏈的編號應(yīng)從含有自由鍵的碳原子開始。例如:
5.對于雙鍵碳原子上連結(jié)有四個不同取代基的烯烴,其順反異構(gòu)體如用相同基團(tuán)在雙鍵的同側(cè)或異側(cè)的方法命名則遇到困難,例如:
這時應(yīng)根據(jù)Cahn-Ingold-Prelog的順序規(guī)則對順反異構(gòu)體命名。次序規(guī)則是為了表達(dá)某些立體化學(xué)關(guān)系,須決定有關(guān)原子或原子團(tuán)的排列次序時所用的方法。其主要內(nèi)容如下:
。1) 將各種取代基的原子(與C=C的碳相連的原子)按原子序數(shù)大小排列,大者為“較優(yōu)”基團(tuán)。例如:I>Br>Cl>S>P>O>N>C>H(“>”表示“優(yōu)于”)。
(CH3)2C->(CH3)2CH->CH3CH2->CH3-
假使第二個原子也相同時,則沿取代鏈逐次相比。例如:
此外應(yīng)注意:一個原子序數(shù)大的原子要比兩個或三個原子數(shù)小的原子優(yōu)先,例如:
-CH2CL>-C(CH3)3
因此,此規(guī)則是比較原子序數(shù)的大小,而不是幾個原子的原子序數(shù)之和。
。3)有雙鍵或三鍵的基團(tuán):
根據(jù)上述規(guī)則,一此常見的原子及原子團(tuán)的優(yōu)先順序是:I>Br>Cl>-SO3H>F>
按次序規(guī)則決定雙鍵上每個碳所連的兩個原子或原子團(tuán)的優(yōu)先次序后,在下式中,如a>b,c>d,則當(dāng)a與c在參考平面(π鍵所在平面,即與 平面相垂直的平面)同側(cè)
時,叫做Z型(Z取自德文Zusammen,在一起);當(dāng)a與c在參考平面兩側(cè)時,叫做E型(E取自德文Entgegen,相反,相對)。Z,E寫在括號里,放在化合物系統(tǒng)名稱的前面。
例1
例2