肉桂 にっけい 醛 ,一種 いっしゅ 有 ゆう 共軛 きょうやく 系統 けいとう 的 てき 醛類化合 かごう 物 ぶつ
1,3-戊 つちのえ 二 に 烯
在 ざい 化學 かがく 當 とう 中 なか ,共軛 きょうやく 體系 たいけい 是 ぜ 指 ゆび 具有 ぐゆう 单键 -双 そう 键交替 こうたい 结构的 てき 体系 たいけい ,其中双 そう 键的p軌域 通 つう 过电子离域 相互 そうご 连接,这通常會 じょうかい 降 くだ 低 てい 分子 ぶんし 的 てき 總 そう 能 のう 量 りょう 并增加 ぞうか 其穩定性 ていせい 。这里的 てき 共軛 きょうやく 是 ぜ 指 ゆび 由 よし 一 いち 个σ しぐま 鍵 かぎ 相 あい 隔 へだた 的 てき p軌域之 の 间发生 せい 轨道重疊 ちょうじょう (如果是 ぜ 大 だい 的 てき 原子 げんし ,也可能 かのう 涉 わたる 及d軌域 )[1]
孤 こ 對 たい 電子 でんし ,自由 じゆう 基 もと 或 ある 碳正離 はなれ 子 こ 都 と 可能 かのう 是 ぜ 此系統 けいとう 的 てき 一 いち 部分 ぶぶん 。這些化合 かごう 物 ぶつ 可能 かのう 是 ぜ 環狀 かんじょう ,非 ひ 環狀 かんじょう ,線 せん 狀 じょう 或 ある 雜 ざつ 和 わ 狀 じょう 。
一 いち 個 こ 共軛 きょうやく 體系 たいけい 會 かい 有 ゆう 一 いち 個 こ p軌域重疊 ちょうじょう ,連接 れんせつ 其中間 あいだ 的 てき 單 たん 鍵 かぎ 。它可以讓π ぱい 電子 でんし 游 ゆう 離 はなれ 通過 つうか 所有 しょゆう 相 しょう 鄰對齊 ひとし 的 てき p軌域。[2] 此π ぱい 電子 でんし 不 ふ 屬 ぞく 於單鍵 かぎ 或 ある 原子 げんし ,但 ただし 是 ぜ 屬 ぞく 於一 いち 組 くみ 的 てき 原子 げんし 。
最大 さいだい 的 てき 共軛 きょうやく 體系 たいけい 是 ぜ 在 ざい 石墨 せきぼく 烯 、石墨 せきぼく 、導 しるべ 電 でん 聚合物 ぶつ 和 わ 奈米碳管 中 ちゅう 被 ひ 發現 はつげん 的 てき 。
共 きょう 轭体系 けい 在 ざい 单键 、双 そう 键相互 そうご 交替 こうたい (以及其他类型)的 てき 共 きょう 轭体系 けい 中 ちゅう ,由 ゆかり 于分子中 こなか 原子 げんし 间特殊 こと 的 てき 相互 そうご 影 かげ 响,使 つかい 分子 ぶんし 更 さら 加 か 稳定,内 ない 能 のう 更 さら 小 しょう 键长趋于平均 へいきん 化 か 的 てき 效 こう 应。
如苯 分子 ぶんし 中 ちゅう 由 よし 于相邻的π ぱい 键 电子轨道的 てき 交迭而形成 けいせい 共 ども 轭,使 つかい 其六 ろく 个碳-碳键的 てき 键长均 ひとし 为1.39埃 ほこり 。这是分子 ぶんし 在 ざい 没 ぼつ 有 ゆう 外界 がいかい 影 かげ 响下表 ひょう 现的内在 ないざい 性 せい 质。
分子 ぶんし 中 ちゅう ,当用 とうよう 经典的 てき 价键结构表示 ひょうじ 时,在 ざい 出 で 现单双 そう 键交替 こうたい 排列 はいれつ 结构的 てき 部分 ぶぶん ,一般会出现共轭体系。
共 きょう 轭体系 けい 使 し 分子 ぶんし 的 てき 结构和 わ 性 せい 质发生 せい 变化,表 おもて 现在:
单双键交替 こうたい 部分 ぶぶん 的 てき 键长 均 ひとし 匀化,即 そく 单键 键长缩短,双 そう 键 键长增加 ぞうか ;
原子 げんし 趋于共 ども 平面 へいめん ;
体系 たいけい 的 てき 能 のう 量 りょう 降 くだ 低 てい ,趋于稳定化 か ;
出 で 现特定 とくてい 的 てき 化学 かがく 反 はん 应性能 せいのう ,如丁 ひのと 二 に 烯易 えき 进行1,4-加 か 成 なり ,苯 分子 ぶんし 易 えき 进行亲电取代 だい 反 はん 应 ,而不易 ふえき 进行加 か 成 なり 反 はん 应 。
形成 けいせい 条件 じょうけん :
①各 かく 原子 げんし 都 と 在 ざい 同一 どういつ 平面 へいめん 上 じょう ;②这些原子 はらこ 有 ゆう 相互 そうご 平行 へいこう 的 てき 空 そら 的 てき p轨道;③p轨道上 じょう 的 てき 电子总数小 しょう 于p轨道数 すう 的 てき 2倍 ばい 。
机 つくえ 制 せい [ 编辑 ]
與 あずか 各種 かくしゅ 不同 ふどう 的 てき p軌域提供 ていきょう 者 しゃ 產 さん 生 せい 共軛 きょうやく
共軛 きょうやく 可能 かのう 透過 とうか 單 たん 鍵 かぎ 或 ある 雙 そう 鍵 かぎ 來 き 調 ちょう 控 ひかえ 。只 ただ 要 よう 相 しょう 鄰原子 げんし 擁 よう 有 ゆう p軌域,此系統 けいとう 可視 かし 為 ため 共軛 きょうやく 。例 れい 如呋喃 (如圖)是 ぜ 一個擁有兩個會在其中彼此交替轉換的雙鍵和在1號 ごう 位置 いち 上 じょう 有 ゆう 氧 原子 げんし 的 てき 五 ご 元 げん 環 たまき 結構 けっこう 。氧有兩 りょう 對 たい 孤 こ 對 たい 電子 でんし ,每 まい 一 いち 對 たい 都 と 占據 せんきょ 一 いち 個 こ p軌域,因 いん 此維持 いじ 一 いち 個 こ 五 ご 元 げん 環 たまき 的 てき 共軛 きょうやく 。像 ぞう 是 ぜ 羰基 (C=O)、亞 あ 胺基 (C=N)、乙 おつ 烯基 (C=C)、或 ある 陰 かげ 離 はなれ 子 こ 中有 ちゅうう 出現 しゅつげん 氮 元子 もとこ 或 ある α あるふぁ 族 ぞく 在 ざい 環 たまき 上面 うわつら 將 はた 都 と 可 か 以滿足 まんぞく 一 いち 個 こ π ぱい 軌域的 てき 來 らい 源 げん 來 らい 維持 いじ 共軛 きょうやく 。
也有 やゆう 其他共軛 きょうやく 的 てき 方式 ほうしき ,「同 どう 源 みなもと 共軛 きょうやく 」[3] 是 ぜ 一 いち 個 こ 由 ゆかり 兩個 りゃんこ π ぱい -系統 けいとう 重疊 ちょうじょう 組成 そせい 而被非 ひ 共軛 きょうやく 基 もと 像 ぞう 是 ぜ CH2 所 ところ 分 ぶん 開 ひらき 。例 れい 如分子 こ CH2 =CH–CH2 –CH=CH2 (1,4-戊 つちのえ 二 に 烯)是 ぜ 同 どう 源 みなもと 共 ども 轭,因 いん 為 ため 兩個 りゃんこ C=C 雙 そう 鍵 かぎ (這是π ぱい 系統 けいとう 因 いん 為 ため 每 ごと 個 こ 雙 そう 鍵 かぎ 包含 ほうがん 一 いち 個 こ π ぱい 鍵 かぎ )被 ひ 一 いち 個 こ CH2 基 もと 分 ぶん 開 ひらき 。[4]
有 ゆう 共軛 きょうやく 的 てき 環狀 かんじょう 化合 かごう 物 ぶつ [ 编辑 ]
苯環的 てき 軌域
環 かん 辛 からし 四 よん 烯 ,相 あい 鄰的雙 そう 鍵 かぎ 不在 ふざい 同一 どういつ 平面 へいめん 上 じょう 。
環狀 かんじょう 化合 かごう 物 ぶつ 可 か 以是部分 ぶぶん 或 ある 完全 かんぜん 的 てき 共軛 きょうやく 。輪 わ 烯是 ぜ 一個完全共軛單環的碳氫化合物,可 か 以是芳香 ほうこう 烃,非 ひ 芳香 ほうこう 烃或反 はん 芳香 ほうこう 烃。
芳香 ほうこう 烃化合 かごう 物 ぶつ [ 编辑 ]
是 ぜ 一個環狀平面有共軛的化合物,它遵守 じゅんしゅ 休 きゅう 克 かつ 爾 なんじ 定則 ていそく 和 かず 有 ゆう 芳香 ほうこう 烃特性 とくせい 以及展 てん 現出 げんしゅつ 特有 とくゆう 的 てき 穩定性 せい 。最 さい 典型 てんけい 的 てき 例 れい 子 こ 苯 ,其有六 ろく 個 こ π ぱい 電子 でんし 沿著平面 へいめん 的 てき σ しぐま -環 かん 形成 けいせい 苯環 。
非 ひ 芳香 ほうこう 烃化合 かごう 物 ぶつ [ 编辑 ]
不 ふ 是 ぜ 所有 しょゆう 單 たん 鍵 かぎ 雙 そう 鍵 かぎ 之 の 間 あいだ 會 かい 互換 ごかん 的 てき 化合 かごう 物 ぶつ 都 と 是 ぜ 芳香 ほうこう 烃化合 かごう 物 ぶつ 。例 れい 如環 かん 辛 からし 四 よん 烯 ,它擁有 ゆう 單 たん 鍵 かぎ 和 わ 雙 そう 鍵 かぎ 之 の 間 あいだ 的 てき 交換 こうかん 。這個化合 かごう 物 ぶつ 是 これ 個 こ 典型 てんけい 的 てき 桶 おけ 狀 じょう 結構 けっこう 。由 よし 於因為 ため p軌域的 てき 分子 ぶんし 無法 むほう 自己 じこ 對 たい 齊 ひとし 而形成 けいせい 非 ひ 平面 へいめん 分子 ぶんし ,所以 ゆえん 電子 でんし 很難輕易 けいい 的 てき 在 ざい 碳原子中 こなか 彼此 ひし 共 ども 享 とおる 。這個分子 ぶんし 仍被視 し 為 ため 共軛 きょうやく ,不 ふ 過 か 他 た 既 すんで 不 ふ 是 ぜ 芳香 ほうこう 烃化,也不是 ぜ 反 はん 芳香 ほうこう 烃(由 ゆかり 於它並 なみ 不 ふ 是 ぜ 平面 へいめん 的 てき 化合 かごう 物 ぶつ )。
顏料 がんりょう 中 ちゅう 的 てき 共軛 きょうやく 體系 たいけい [ 编辑 ]
共軛 きょうやく 體系 たいけい 的 てき 獨特 どくとく 特性 とくせい 是能 これよし 呈 てい 現 げん 濃厚 のうこう 的 てき 顏色 かおいろ 。很多顏料 がんりょう 利用 りよう 電子 でんし 體系 たいけい (如長鏈碳氫化合 かごう 物 ぶつ 在 ざい β べーた -胡 えびす 萝卜素 もと 當 とう 中 なか 的 てき 共軛 きょうやく )製造 せいぞう 出 で 鮮豔的 てき 橘 たちばな 色 しょく 。當 とう 電子 でんし 在 ざい 系統 けいとう 中 ちゅう 吸收 きゅうしゅう 一 いち 個 こ 合 ごう 適 てき 波長 はちょう 的 てき 光子 こうし ,它可以被激發 げきはつ 到 いた 更 さら 高 だか 的 てき 一 いち 個 こ 能 のう 級 きゅう 。[5] 。大 だい 部分 ぶぶん 這些電子 でんし 的 てき 躍 おど 遷是一 いち 個 こ π ぱい 系統 けいとう 分子 ぶんし 軌域 (MO)從 したがえ 原本 げんぽん 在 ざい 同 どう 能 のう 階 かい 的 てき 偶數 ぐうすう 電子 でんし 到 いた 另一能 いちのう 階 かい 變成 へんせい 基數 きすう 電子 でんし (π ぱい 到 いた π ぱい * ),但 ただし 電子 でんし 從 したがえ 其他能 のう 階 かい 也能被 ひ 激發 げきはつ 到 いた π ぱい 系統 けいとう 的 てき MO中 ちゅう (n 到 いた π ぱい * ),這種現象 げんしょう 經常 けいじょう 在 ざい 電荷 でんか 轉移 てんい 復 ふく 合 あい 物 ぶつ 中 ちゅう 發生 はっせい 。常常 つねづね HOMO 到 いた LUMO 的 てき 躍 おど 遷是由 よし 電子 でんし 若 わか 依 よ 循選擇 せんたく 規則 きそく 來 らい 進行 しんこう 電磁 でんじ 躍 おど 遷。共軛 きょうやく 體系 たいけい 少 しょう 於8個 こ 共軛 きょうやく 的 てき 雙 そう 鍵 かぎ 的 てき 吸收 きゅうしゅう 度 ど 只 ただ 有 ゆう 在 ざい 紫 むらさき 外 がい 光 こう 範圍 はんい ,此範圍 はんい 顏色 かおいろ 無 む 法被 はっぴ 人類 じんるい 的 てき 肉眼 にくがん 看 み 見 み 。每 まい 增加 ぞうか 一 いち 個 こ 雙 そう 鍵 かぎ ,系統 けいとう 吸收 きゅうしゅう 光子 こうし 的 てき 波長 はちょう 就越長 ちょう (能 のう 量 りょう 越 こし 低 てい ),化合 かごう 物 ぶつ 顏色 かおいろ 的 てき 範圍 はんい 從 したがえ 黃色 きいろ 到 いた 紅色 こうしょく 。若 わか 化合 かごう 物 ぶつ 的 てき 顏色 かおいろ 是 ぜ 藍色 あいいろ 或 ある 綠色 みどりいろ ,那 な 就並不 ふ 單純 たんじゅん 是 ぜ 雙 そう 鍵 かぎ 的 てき 共軛 きょうやく 。
在 ざい 紫 むらさき 外 がい 光 こう -可 か 見 み 光 こう 的 てき 光 ひかり 譜 ふ 中 ちゅう 大量 たいりょう 使用 しよう 了 りょう 紫 むらさき 外 がい 光 こう 到 いた 可 か 見 み 光 こう 的 てき 吸光值範圍 はんい ,它構成 こうせい 了 りょう 整 せい 個 こ 光化學 こうかがく 的 てき 基礎 きそ 。
共軛 きょうやく 體系 たいけい 現在 げんざい 被 ひ 廣 こう 泛地使用 しよう 在 ざい 合成 ごうせい 顏料 がんりょう 和 わ 染 しみ 劑 ざい ,他 た 們都是 ぜ 重 じゅう 氮化合 かごう 物 ぶつ 、偶氮化物 ばけもの 或 ある 酞菁 化合 かごう 物 ぶつ 。
酞菁化合 かごう 物 ぶつ [ 编辑 ]
共軛 きょうやく 體系 たいけい 不 ふ 只 ただ 是 ぜ 可 か 見 み 光 こう 範圍 はんい 中 ちゅう 低能 ていのう 量的 りょうてき 激發 げきはつ ,其也能 のう 輕易 けいい 的 てき 接收 せっしゅう 或 ある 提供 ていきょう 電子 でんし 。酞菁 類 るい 如酞菁藍 あい 和 わ 酞菁綠 みどり ,常常 つねづね 包括 ほうかつ 躍 おど 遷金屬 きんぞく 離 はなれ 子 こ ,也就是 ぜ 電子 でんし 與 あずか 錯合的 てき 躍 おど 遷金屬 きんぞく 離 はなれ 子 こ 輕易 けいい 的 てき 改變 かいへん 其氧化態 たい 。像 ぞう 這些顏料 がんりょう 和 わ 染 しみ 劑 ざい 都 みやこ 是 ただし 電荷 でんか 轉移 てんい 配合 はいごう 物 ぶつ 。
酞菁藍 あい
卟啉與相似 そうじ 的 てき 化合 かごう 物 ぶつ [ 编辑 ]
卟啉 有 ゆう 共軛 きょうやく 分子 ぶんし 的 てき 環狀 かんじょう 系統 けいとう (大 だい 环 )出現 しゅつげん 在 ざい 很多生物 せいぶつ 體 たい 的 てき 酵素 こうそ 當 とう 中 なか 。像 ぞう 是 ぜ 配 はい 體 たい ,卟啉和 わ 金屬 きんぞく 離 はなれ 子 こ 如鐵 てつ 離 はなれ 子 こ 在 ざい 血 ち 紅 べに 素 もと 中 ちゅう 組成 そせい 大量 たいりょう 的 てき 錯合物 ぶつ 讓 ゆずる 血液 けつえき 呈 てい 紅色 こうしょく 。血 ち 紅 べに 素 もと 是 ぜ 運送 うんそう 氧氣到 いた 我 わが 們全身 ぜんしん 的 てき 細胞 さいぼう 。卟啉和金 わきん 屬 ぞく 的 てき 錯合物 ぶつ 常常 つねづね 有 ゆう 鮮艷的 てき 顏色 かおいろ 。一 いち 個 こ 類似 るいじ 的 てき 環狀 かんじょう 結構 けっこう 分子 ぶんし 二 に 氢卟吩是 ぜ 相似 そうじ 於由鐵 てつ 離 はなれ 子 こ 構成 こうせい 的 てき 錯合物 ぶつ ,只 ただ 是 ぜ 鐵 てつ 由 ゆかり 鎂 離 はなれ 子取 ことり 代 だい 。此組成 そせい 最 さい 常見 つねみ 的 てき 就是葉綠素 ようりょくそ 分子 ぶんし ,顧名思 おもえ 義 ぎ 其顏色 しょく 是 ぜ 綠色 みどりいろ 的 てき 。另一 いち 個 こ 類似 るいじ 的 てき 大 だい 环 结构是 ぜ 二 に 氢卟吩 ,其與鈷 離 はなれ 子 こ 錯合,當 とう 行程 こうてい 部分 ぶぶん 的 てき 鈷胺素 もと 分子 ぶんし 時 じ ,其會組成 そせい 维生素 もと B12 ,其為深紅 しんく 色 しょく 。咕啉 單體 たんたい 有 ゆう 六 ろく 個 こ 共軛 きょうやく 雙 そう 鍵 かぎ ,不 ふ 過 か 並 なみ 不 ふ 是 ぜ 圍繞 いじょう 整 せい 個 こ 大分 おおいた 子 こ 環 たまき 都 と 是 ぜ 共軛 きょうやく 。
發色 はっしょく 團 だん [ 编辑 ]
共軛 きょうやく 系統 けいとう 為 ため 構成 こうせい 發色 はっしょく 環 たまき 的 てき 基礎 きそ ,其為一部分的分子吸收光能,使 つかい 化合 かごう 物 ぶつ 有 ゆう 顏色 かおいろ 。像 ぞう 是 ぜ 發色 はっしょく 團 だん 常常 つねづね 出現 しゅつげん 在 ざい 有機 ゆうき 化合 かごう 物 ぶつ 當 とう 中 ちゅう ,有 ゆう 時 じ 會 かい 出 で 現在 げんざい 聚合物 ぶつ ,他 た 們會在 ざい 黑 くろ 暗中 あんちゅう 顯現 けんげん 色 しょく 或 ある 發光 はっこう 。發色 はっしょく 團 だん 組成 そせい 一系列的共軛鍵結或環狀系統,一般 いっぱん 是 ぜ 包括 ほうかつ C–C、C=C、C=O或 ある 是 ぜ N=N鍵 かぎ 結 ゆい 的 てき 芳香 ほうこう 烃。
β べーた -胡 えびす 蘿蔔素 もと 的 てき 化學 かがく 結構 けっこう ,有 ゆう 十 じゅう 一 いち 個 こ 共軛 きょうやく 雙 そう 鍵 かぎ 組成 そせい 發色 はっしょく 團 だん ,由 ゆかり 紅色 こうしょく 標記 ひょうき 表示 ひょうじ 。
共軛 きょうやく 發色 はっしょく 團 だん 在 ざい 很多有機 ゆうき 化合 かごう 物 ぶつ 當 とう 中 ちゅう 被 ひ 發現 はつげん ,包括 ほうかつ 偶氮化物 ばけもの (食用 しょくよう 色素 しきそ ),食物 しょくもつ 當 とう 中 なか 的 てき 化合 かごう 物 ぶつ (茄 なす 紅 べに 素 もと 和 わ 花 はな 青 あお 素 もと ),眼睛 がんせい 裡 うら 的 てき 感光 かんこう 細胞 さいぼう ,和 かず 某 ぼう 些藥物 ぶつ 像 ぞう 是 ぜ :
這個多 た 烯類抗 こう 真 ま 菌 きん 藥物 やくぶつ 叫 さけべ 做兩性 りょうせい 酶素B ,其有共軛 きょうやく 體系 たいけい 包含 ほうがん 七 なな 個 こ 雙 そう 鍵 かぎ 行程 こうてい 發色 はっしょく 團 だん ,強力 きょうりょく 吸收 きゅうしゅう 紫 むらさき 外 がい 光 こう 到 いた 可 か 見 み 光 こう 能 のう 量的 りょうてき 範圍 はんい ,呈 てい 現 げん 黃色 おうしょく 。
普通 ふつう 例 れい 子 こ [ 编辑 ]
參考 さんこう 文獻 ぶんけん [ 编辑 ]
^ IUPAC Gold Book - conjugated system (conjugation) (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 )
^ March Jerry; (1985). Advanced Organic Chemistry reactions, mechanisms and structure (3rd ed.). New York: John Wiley & Sons, inc. ISBN 0-471-85472-7
^ IUPAC Gold Book - homoconjugation . [2013-06-30 ] . (原始 げんし 内容 ないよう 存 そん 档 于2016-08-03).
^ Some orbital overlap is possible even between bonds separated by one (or more) CH2 because the bonding electrons occupy orbitals which are quantum-mechanical functions and extend indefinitely in space. Macroscopic drawings and models with sharp boundaries are misleading because they do not show this aspect.
^ 請參考 さんこう 《盒子中 ちゅう 的 てき 粒子 りゅうし 》(particle in a box)