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1、淺談共軛效應與超共軛效應化學與材料科學學院08化學摘要：共軛效應與超共軛效應是有機化學中非常重要的理論，對有機化合物的結構，性質，反應活性有著很大的影響，對探究有機反應機理、研究產物特性等有著重要的作用。同時，理解共軛效應與超共軛效應對學好有機化學也有重要意義。關鍵詞：共軛超共軛π鍵應用1．共軛效應共軛效應又稱離域效應，是一個分子在“靜止”狀態(tài)以及在微擾狀態(tài)（例如在反應過程中）的特性。在單雙鍵交替出現(xiàn)的共軛分子中，可以看做兩個孤立的雙鍵用一個單鍵聯(lián)合在一起，π電子的運動范圍由兩個碳原子之間擴充到四個碳原子之間，因此稱為離域現(xiàn)象
2、。不飽和的化合物中，有三個或三個以上互相平行的p軌道形成大π鍵，這種體系稱為共軛體系。共軛體系中，π電子云擴展到整個體系的現(xiàn)象稱為電子離域或離域鍵。因電子離域，共軛效應導致分子產生能量降低，分子趨于穩(wěn)定，鍵長平均化等現(xiàn)象。1．1共軛的類型烷基上C原子與極小的氫原子結合，由于電子云的屏蔽效力很小，所以這些電子比較容易與鄰近的π電子（或p電子）發(fā)生電子的離域作用，這種涉及到σ軌道的離域作用的效應叫超共軛效應。超共軛體系，比共軛體系作用弱，穩(wěn)定性差，共軛能小。1．1．1正常共軛效應又稱π-π共軛。是指兩個以上雙鍵(或三鍵)以單鍵相聯(lián)
3、結時所發(fā)生的電子的離位作用?？梢院唵蔚馗爬殡p鍵、單鍵相間的共軛就是π-π共軛。例如：1．1．2多電子共軛效應又稱p-π共軛。是指通過未成鍵的p軌道（包括全滿，半滿及全空軌道）與形成π鍵的p軌道的重疊而導致的電子離域作用。包括富電子，足電子，缺電子三種p-π共軛類型。我們也可以簡單地理解為：雙鍵相連的原子上的p軌道與π鍵的p軌道形成的共軛即為p-π共軛。例如：1．2共軛效應對物質性質的影響在外界的影響下，共軛效應能使電子分布轉移并在化學特性上有所反映。如1）電性：離域π鍵的形成增加了物質的電導。2）顏色：離域π鍵的形成擴大了π
4、電子的活動范圍，使體系能量降低，能級間隔變小，由σ鍵的紫外光區(qū)移至離域π鍵的可見光區(qū)。含離域π鍵的化合物往往是染料、生色劑和指示劑等。酚酞在堿性溶液中變紅就是因為擴大了π電子的離域范圍。3）酸堿性：苯酚呈酸性，苯胺呈堿性。前者是因為電離掉H+后離域范圍穩(wěn)定存在；后者是因為本來分子中就有離域π鍵，不易電離，可接受H+。4）化學反應性能：芳香化合物的芳香性、游離基的穩(wěn)定性，丁二烯類的1,4加成等都和離域π鍵的生成有關。2．超共軛效應超共軛效應視其電子電子轉移作用分為σ-π.σ-p.σ-σ?guī)追N，以σ-π最為常見。2．1σ-π超共軛丙
5、烯分子中的甲基可繞C—Cσ鍵旋轉，旋轉到某一角度時，甲基中的C-Hσ鍵與C=C的π鍵在同一平面內，C-Hσ鍵軸與π鍵p軌道近似平行，形成σ-π共軛體系,稱為σ-π超共軛體系。在研究有機反應時有著重要的應用，在學習不對稱烯烴的HX加成反應時，我們以C正離子形成的穩(wěn)定性來解釋馬爾科夫尼科夫規(guī)則，若應用σ-π超共軛效應，則不僅說明甲基是推電子的，同時加深了對這一經驗規(guī)則的深入理解。再如，不飽和烯烴的α-H的特殊活潑性也可以用σ-π超共軛效應來理解。丙烯的甲基比丙烷的甲基活潑的多，在液氨中丙烯中甲基的H易被取代，丙烷中甲基的H不易被取
6、代。2．2σ-p超共軛當烷基與正離子或游離基相連時，C-H上電子云可以離域到空的p空軌道或有單個電子的p軌道上，使正電荷和單電子得到分散，從而體系趨于穩(wěn)定，稱做σ-p超共軛體系。簡單的說就是C-H的σ鍵軌道與p軌道形成的共軛體系稱做σ-p超共軛體系。如乙基碳正離子即為σ-p超共軛體系。參加σ-p超共軛的C-H數(shù)目越多，正電荷越容易分散，C正離子就越穩(wěn)定。3．應用共軛與超共軛效應的應用很廣泛，可以判斷物質的活性，解釋共軛多烯的鍵長平均化，碳正離子穩(wěn)定性，碳游離基穩(wěn)定性，自由基理論，苯環(huán)上定位機理等。參考文獻：1.萬福忠;雷秀兵;
7、;對超共軛效應的探討[J];長江大學學報(社會科學版);1983年02期2.吳伶俐;談有機化合物中誘導效應和共軛效應及應用;鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W校學報;1994年02期3.李潤卿;渠榮遴;閆穎;李娜;鄺青;有機結構波譜中二級結構效應機理的新探索(Ⅱ)——π→p共軛效應和超共軛效應;化學通報;2001年04期
