
【化】 centralization of hydrocarbons
【化】 hydrocarbon
【醫】 carbureted hydrogen; hydrocarbon
be hit by; fit exactly; hit; suffer
【計】 medium
【化】 meso-
【醫】 coup; stroke
【化】 quaternary carbon atom
【醫】 quatenary carbon atom
form; engender; come into being; emerge; fashion; mould; pose; shape
【醫】 formation
【經】 forms; shape
在有機化學中,烴中季碳原子(Quaternary Carbon Atom in Hydrocarbons)是指烴分子中與四個其他碳原子直接相連的碳原子。以下是詳細解釋:
1. 定義與結構特征 季碳原子(Quaternary Carbon)指碳原子上連接有四個碳取代基,且自身不連接氫原子(-H)。在飽和烴(烷烴)中,季碳原子表現為 sp³ 雜化,形成四個 C-C 單鍵,構成分子的高度支化中心。例如:
2. 化學性質與影響 季碳原子因空間位阻大,其參與的化學鍵(如 C-H 鍵)鍵能較高,反應活性較低。在自由基取代反應中,季碳位點難以形成自由基中間體,故通常不發生反應。此外,季碳的存在會顯著降低分子的對稱性,影響核磁共振氫譜(¹H NMR)中氫原子的信號分布。
3. 分類與實例 根據取代基類型,季碳可分為:
4. 命名與标識 在 IUPAC 命名法中,季碳原子通過詞頭“新”(neo-)或數字定位标識。例如:
參考來源與權威資料
明确定義四級碳(quaternary carbon)為連接四個碳原子的碳中心。
第3章詳細闡述碳原子分類及季碳的結構特性(如新戊烷結構)。
新戊烷(Neopentane)條目展示季碳結構(CID 10041)。
第4章讨論空間效應對反應活性的影響,季碳位點的高穩定性。
圖1:新戊烷的季碳原子結構
CH₃
│
CH₃─C─CH₃
│
CH₃
(中心碳原子為季碳)
烴中季碳原子的形成與結構特點可以通過以下要點解釋:
定義與符號 季碳原子(四級碳原子)指在有機化合物中,與四個其他碳原子直接相連的碳原子,化學符號标記為4°。例如,在結構式(CH₃)₂C(CH₃)₂中,中間的碳原子即為季碳。
結構特征
與其他碳原子對比 | 類型 | 連接碳數 | 符號 | 氫原子數 | |------|----------|------|----------| | 伯碳 | 1個| 1° | 3個| | 仲碳 | 2個| 2° | 2個| | 叔碳 | 3個| 3° | 1個| | 季碳 | 4個| 4° | 0個|
應用與意義 季碳的存在顯著影響分子物理性質(如沸點升高)和化學穩定性(因空間位阻效應增強),在藥物設計和高分子材料領域有重要研究價值。例如,金剛烷分子中的季碳結構賦予其高熱穩定性。
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