烯烃的催化氢化反应
是烯烃很重要的一个反应
因为对于烯烃来说它含有碳碳双键
可以被加上另外一分子的氢
那么在催化剂的作用下发生的氢化反应
就是我们这一章要讲的催化氢化
其中在催化加氢反应过程中间
催化剂是很重要的
通常有均相催化剂和异相催化剂
均相催化剂是能够跟反应体系
处在一个相中间的催化剂
比如说很常见的Wilkinson催化剂
而异相催化剂它通常是和反应体系
不在同一相
最常见的是一些固相
比如说像一些特殊的金属
它附载在一个固相的载体上面
所以它也是一类常见的异相催化剂
再比如说像兰尼镍
这都是一些很常见的异相催化剂
大家要注意 在发生催化氢化过程中间
二价硫化物通常很容易使催化剂中毒
因为它容易和催化剂中的金属结合
导致硫占据金属的空d轨道
使这些金属丧失了催化活性
在催化氢化过程中间使用催化剂
实际上是降低反应活化能
在没有催化剂的时候反应活化能是很高的
但是有催化剂的反应
经过了一个其他新的途径
这些多个途径每一个途径的
活化能都不是很高
相当于发生了一个隧穿效应
不直接翻一个高山
而是从中间打了一个小的隧道过去
那么它的反应很容易发生
烯烃是一个平面型的分子
当它在非均相催化剂表面发生反应的时候
烯烃平面和催化剂平面是同时接近的
那么发生反应的时候
两个氢原子是同时加在碳碳双键
这两个碳上
那么导致一个顺式的催化加氢
在反应过程中间
金属催化剂表面通常先吸附一些氢气分子
它把氢气分子解离成氢原子
那么在此基础上
整个烯烃平面靠近了催化剂表面
在催化剂表面上
烯烃的两个碳原子从上面接上氢原子
所以这也就是为什么烯烃
在发生催化加氢
尤其是在非均相催化剂
发生催化加氢的时候
得到的是一个顺式加成的产物
而与此同时 如果烯烃碳碳双键
上面的取代基越少
它越容易接近这个表面
它发生反应的速度越高
而如果它的取代基越多的话
越不容易接近表面
所以它发生反应的速度越慢
所以烯烃的相对氢化速率
是乙烯大于一元取代烯烃
一元取代烯大于二元 二元大于三元
那么四元取代烯烃它的反应活性是最差的
在发生催化加氢反应的时候
有一个很重要的参数
一个反应放的热 叫氢化热
所谓氢化热是一摩尔的不饱和化合物
氢化时所放出的热 这是氢化热
例如我们讲一个四个碳的一个烯烃
它在催化加氢情况下放出一定的热量
那么最后得到一个四个碳的饱和烷烃
对于四个碳的不饱和烯烃
它可能有一些不同的结构
或者是不同的异构体
不同异构体发生催化氢化的时候
放出的氢化热是不一样的
例如像这个反式的二甲基取代的这么一个丁烯
它放出的是115千焦每摩尔的热量
而顺式的烯烃它放出来的
是120千焦每摩尔的热量
如果这个烯烃是端头的话
它放出126千焦每摩尔的热量
通过这个氢化热的数字我们可以
得出两个结论
第一个结论
双键上的取代基越多它越稳定
像这个双键只有一个取代基
所以它不太稳定
而这两个双键它上面取代基比较多
所以它比较稳定
而第二个结论是
反式的结构比顺式的结构稳定
这是一个反式取代的二烯烃
它比顺式就稳定比较多
这是我们得出的结论
而这个结论是比较好解释的
首先我们看一下
如果双键碳上取代基越多的话
它相邻位置给出的碳氢键的
超共轭效应也比较强
所以对烯烃的稳定效果也比较强
而为什么反式比顺式稳定呢
如果是反式的构型
那么它两个比较大的基团
处在碳碳双键的同一个平面
那么之间的空间拥挤比较大
那么导致它结构不稳定
因此反式的结构不如顺式的结构稳定
因为对于顺式结构来说
两个大基团处在碳碳双键的同一侧
它之间的空间拥挤比较强
所以它不太稳定
而对于反式的结构
它没有这种空间拥挤的情况
好 以上就是关于烯烃的
催化加氢反应的介绍
谢谢大家