3.1 烯烃的异构现象和命名_有机化学-QQ阅读男生都市网

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3.1　烯烃的异构现象和命名

3.1.1　烯烃的异构现象

由于烯烃含有双键，其异构现象较烷烃复杂。除了包括烷烃中的碳骨架异构（carbon skeleton isomer），还有由于官能团位置不同而引起的位置异构（position isomerism）。例如：丁烷只有正丁烷和异丁烷两个异构体，而丁烯就有三个异构体：

前两者是官能团位置不同引起的异构。

由于双键两侧的基团在空间的位置不同引起的顺反异构（cis-trans isomerism），属于几何异构（geometric isomerism）的一个分支。现代所称的几何异构扩充至表示所有的各类非对映异构体。这种异构的产生是由于烯烃中碳碳双键不能自由旋转所引起的（见3.2节）。当双键上连接不同原子或基团时，就有可能产生两种不同的异构体。

如上式所示，两个相同基团在双键同侧为顺式，反之为反式。由此可见，顺反异构体的分子构造是相同的，即分子中各原子的连接次序是相同的，但分子中各原子在空间的排列方式（即构型）是不同的。由于空间排布的不同而引起的异构现象又叫做立体异构现象（stereoisomerism），顺反异构现象是立体异构的一种。

如果以双键相连的两个碳原子，其中有一个带有两个相同的原子或原子团，则这种分子就没有顺反异构体。因为它的空间排列只有一种。如丁-1-烯只有一种空间排布：

反之，当双键碳原子连接两个不同基团时，就有顺反异构现象。下列化合物都有顺反异构体的存在。

一般在顺反异构体之前加一个“顺-”（cis-）或者“反-”（trans-）字来表示。

3.1.2　烯烃的命名

简单烯烃可以像烷烃那样命名，把“烷”字换成“烯”字即可，例如：

复杂的烯烃最好应采用国际命名法（IUPAC系统命名法）来命名，具体规则如下。

①选择含碳碳双键的最长碳链为主链，并按主链中所含碳原子数把该化合物命名为某烯，主链上的支链作为取代基。

②从最靠近双键的一端开始，将主链碳原子依次编号，以使双键编号较小，并且由最靠近端点碳的那个双键碳原子所得的编号来命名，其编号在“某”与“烯”之间，编号前后用“-”相连。

③根据主链上碳原子的编号，标出取代基的位次，取代基所在的碳原子编号写在取代基之前，用“-”隔开，取代基写在某烯之前。

④当分子中还有多个双键时，应选择包含双键最多的最长碳链做主链，并分别标出双键的位次，以中文数字二、三、四、……来表示双键数目，称为“几烯”。

⑤碳原子数在十个以上的烯烃，命名时在烯之前还需加个“碳”字，例如十一碳烯，即表示双键在第一个碳上的具有十一个碳原子的直链烯烃。

⑥IUPAC—2013建议在链状烃时主链的选择取决于链长，而不是不饱和度。如：

顺反异构体的命名：即在系统名称前加一“顺”或“反”字。相同基团在同侧为顺式，相同基团在异侧为反式。

顺反命名法有局限性，即在两个双键碳上所连接的两个基团彼此应有一个是相同的，彼此无相同基团时，则无法命名其顺反。为解决上述构型难以用顺反将其命名的难题，IUPAC规定，用Z，E命名法来标记顺反异构体的构型。

Z，E标记法（顺序规则法）：E是德语Entgegen的第一个字母，是“相反”的意思；Z是德语Zusammen的第一个字母，是“共同”的意思。这个命名法是以比较双键碳上各基团的先后次序来区别顺反异构体的，而这种先后次序是由“顺序规则”来规定的。设a、b、c、d是烯烃双键碳原子上所连的四个基团，分别比较同一碳原子上的两个基团的先后次序（即a和b比较，c和d比较）。如果a次序在b次序之前，c次序在d次序之前，则在下列结构式中（Ⅰ）是Z构型，因为两个次序在前的基团（a和c基团）位于双键的同侧；（Ⅱ）是E构型，因为两个次序在前的基团（a和c基团）位于双键的异侧。

一个化合物的构型是Z型还是E型，要由“顺序规则”来决定。

①比较与双键碳原子直接相连的原子的原子序数，按大的在前、小的在后排列。下列为取代基中常见的各个原子，按照原子序数递减排列如下：

I，Br，Cl，S，P，F，O，N，C，D，H

按此规定，下列常见基团的先后次序为：—Br>—OH>—NH2>—CH3>—H。

②如果与双键碳原子直接连接的基团的第一个原子相同时，则要依次比较第二、第三顺序原子的原子序数，来决定基团的大小顺序。例如：—CH3和—CH2CH3比较，第一个原子都是碳，就需再比较以后的原子。在—CH3中，和第一个碳原子直接相连的三个原子都是H；而—CH2CH3中，和第一个碳原子相连的是C、H、H，其中一个是碳原子。由于碳的原子序数大于氢，所以—CH2CH3的次序比—CH3优先；同理，与—CH2CH3比较，前者是优于后者的。