由于叔丁基的体积大,空间效应强,导致在顺-4,4-二甲基-2-戊烯中,叔丁基与甲基处于双键同侧,空间障碍特别大,能量更高。 (3) 乙炔中的CH键比相应乙烯、乙烷中的C为什么?
解:炔烃分子中的叁键碳采取sp杂化。与23
sp、sp杂化碳相比,sp杂化s成分更多,电子云离核更近,受核的束缚更强,电负性更大。
由于sp杂化碳的电子云离核更近,使乙炔中的CH键键能增大、键长缩短;
由于sp杂化碳的电负性更大,使CspH中的电子云更偏向碳原子一边,导致乙炔分子
+
中氢原子更容易以H的形式掉下来,酸性增强。
H键键能增大、键长缩短,但酸性却增强了,
(4) 炔烃不但可以加一分子卤素,而且可以加两分子卤素,但却比烯烃加卤素困难,反应速率也小,为什么?
解:烯烃、炔烃与卤素的加成反应是亲电加成,不饱和键上的电子云密度越大,越有利于亲电加成。
由于炔烃中的叁键碳采取sp杂化,电负性较大。所以,炔烃与卤素加成时,比烯烃加卤素困难,反应速率也小于烯烃。 (5) 与亲电试剂Br2、Cl2、HCl的加成反应,烯烃比炔烃活泼。然而当炔烃用这些试剂处理时,反应却很容易停止在烯烃阶段,生成卤代烯烃,需要更强烈的条件才能进行第二步加成。这是否相互矛盾,为什么? 解:不矛盾。
烯烃与Br2、Cl2、HCl的加成反应都是亲电加成。由于双键碳的电负性小于叁键碳,导致双键上的π电子受核的束缚程度更小,流动性更大,更有利于亲电加成反应。
所以,与亲电试剂Br2、Cl2、HCl的加成反应,烯烃比炔烃活泼
而Cl、Br都是吸电子基,它们的引入,导致双键上电子云密度降低,不利于亲电加成反应的进行。所以,当炔烃用亲电试剂Br2、Cl2、HCl处理时,反应却很容易停止在烯烃阶段,生成卤代烯烃,需要更强烈的条件才能进行第二步加成
(6) 在硝酸钠的水溶液中,溴对乙烯的加成,不仅生成1,2-二溴乙烷,而且还产生硝酸-β-溴代乙酯(BrCH2CH2ONO2),怎样解释这样的反应结果?试写出各步反应式。 解:溴与乙烯的加成是亲电加成反应,首先生成活性中间体——环状溴翁正离子。后者可与硝酸根负离子结合得到硝酸-β-溴代乙酯(BrCH2CH2ONO2):
+-O + ONOHONO + HOH3222 Br -CHBrCHBr22CH=CH + Br222CHH2C2Br-ONO2CHBrCHONO222
(7) (CH3)3CCH=CH2在酸催化下加水,不仅
CHCH(CH)CCH(CH)33232生成产物(CH3)3CO,而且生成 (A) HOH(CH)CCHCHOH3322但不生成(B), (C)。 试解释为什
么。
解:该实验现象与烯烃酸催化下的水合反应机理有关:
(CH)CCH=CH332+H(CH)CCHCH333( I )甲基迁移(CH)CCHCH323CH3( II )
(2°C)
(3°C)
( I )HO2+- H+
+
(CH)CCHCHA)333(OHOH
( II )HO2+- HB)(CH)CCHCH323(CH3 ++
(CH)CCHCH(C)C (1C与相关的为3322°),能量
高,不稳定,因此产物(C)不易生成。
(8) 丙烯聚合反应,无论是酸催化还是自由基引发聚合,都是按头尾相接的方式,生成甲基交替排列的整齐聚合物,为什么? 解:以自由基聚合为例。若按头尾相接的方式,生成甲基交替排列的整齐聚合物,则与之相关的自由基都是二级自由基:
RCH2=CHCH3RCH2CHCH2=CHCH3RCH2CHCH2CHCH3CH3CH3二级自由基
二级自由基
CH2=CHCH3RCHCH2CHCH2CHCH2CH2=CHCH3... ...CH3CH3CH3
级自由基
CH2=CHCH3头尾相接、甲基交替排列的整齐聚合物
反之,则会生成稳定性较差的一级自由基:
RCHCH2=CHCH3RCH2CHCH2=CHCH33RCH2CHCHCH2CH3CH3二级自由
基 一级自由基
二
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