链烃Open-chainhydrocarb.ppt

第二章 链 烃 （Open-Chain Hydrocarbons),目的要求： 熟悉链烃的分类、命名及结构； 掌握烷、烯、炔的典型化学性质； 学会用电子效应基本知识分析相关问题,烃的分类：,烃,链烃,环烃,脂环烃,芳香烃,饱和烃,不饱和烃,烯烃,炔烃,一、链烃的结构,1. 烷烃的结构,（1）特点： C-C、 C-H 键； C: sp3 杂化,（2）碳、氢原子的分类：,碳原子,伯碳原子（1O）,仲碳原子（2O）,叔碳原子（3O),季碳原子 (4O),1O H,2O H,3O H,(3) 烷烃的构象(conformation),乙烷的构象,透视式(锯架式),纽曼投影式,乙 烷 的 重 叠 式 构 象,乙 烷 的 交 叉 式 构 象,能量,旋转角度/o,乙烷分子构象的能量曲线,正丁烷的构象,透视式(锯架式),纽曼投影式,正 丁 烷 的 对 位 交 叉 式 构 象,正 丁 烷 的 邻 位 交 叉 式 构 象,正 丁 烷 的 部 分 重 叠 式 构 象,正 丁 烷 的 全 重 叠 式 构 象,正丁烷绕 C2-C3键轴旋转时的构象变化：,势能,旋转角度,正丁烷绕C2-C3旋转的势能图,2. 烯烃的结构,（1）特点: C: sp2杂化；-键；分子成平面型,乙 烯 分 子 的 形 成 过 程,（2）烯烃的顺反异构,产生原因： -键的存在,产生条件：每个双键碳上连有不同的原子或基团,a=b 或 d=e 无顺反异构,ab 且 de 有顺反异构,a=d 或 b=e 为顺式构型,a=e 或 b=d 为反式构型,顺 式,反 式,3. 炔烃的结构,C: sp杂化； 两个-键互相垂直；分子成线型,乙 炔 分 子 的 形 成 过 程,二、链烃的命名,1. 普通命名法,异丁烷,异戊烷,2 . 系统命名法（IUPAC法）,原则如下：,（1）选主链：选择取代基最多（或含双、三键）的连续 最长碳链作为主链，按主链上的碳原子数称“某烷” “某烯”或“某炔”；,（2）编号：从离取代基（或双、三键）最近的一端给主 链碳原子编号；,（3）标位、数、名：将取代基（或双、三键）的位置、数 目及名称（按“顺序规则”由“不优”到“优”依次列出） 标于母体名称前面。,“顺序规则”要点:,将各取代基中与母体相连的原子按原子序数由大到小排列 原子序数大的，为较优基团；同位素中，质量高的为较优 基团，如 D H; H 孤电子对。,若取代基与母体相连的第一个原子相同时，则需比较与 该第一个原子相连的第二个原子，仍按原子序数的大小 比较；若第二个原子也相同，则需比较第三个原子，以 此类推。,若取代基为不饱和基团，则将取代基看作以单键与多个 原子相连结。如：,2,3,5- 三甲基 4 - 丙基庚烷,2,2,3,5-四甲基己烷,2,3,7,7,8,10-六甲基十一烷,2,4- 二甲基 3- 己烯,反-1-氯-2-溴乙烯,(E) -1-氯-2-溴乙烯,(Z)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯,顺反异构与生物活性:,4-甲基-2-戊炔,3-戊烯-1-炔,2-庚烯-5-炔,三、链烃的性质,1. 烷烃的卤代,（1）反应通式：,（2）反应机理（mechanism):,(i) 链引发 (chain-initiating),(ii) 链增长（chain-propagation),(iii ) 链终止（chain-terminating),(3)反应活性：,(i)卤 素：F2 Cl2 Br2 I2,(ii)H原子的活泼性：3OH 2OH 1OH,1-氯丙烷 45%,2-氯丙烷 55%,1-溴丙烷 3%,2-溴丙烷 97%,异丁基氯 36%,叔丁基氯 64%,原因：C-H 键离解能不同.,结论：,自由基的稳定性顺序为：3o 2o1o,自由基的结构：,2 . 烯、炔烃的亲电加成反应,（1）与卤素的加成,（2）与不对称试剂的加成,迁移,马氏(markovnikov)加成规律：不对称不饱和烃进行加成 反应时，试剂中带正电的部分主要加到电子云密度相对 较大（一般连有较多的氢原子）的不饱和碳原子上。,(3) 亲电加成反应历程,1 乙烯与Br2的加成历程,-络合物,环状溴鎓离子中间体, 2 丙烯与HBr的加成历程,（主）,(4) 电子效应,定义：分子中电子云密度分布对化合物性质所产生 的影响。,分类：,电子效应,诱导效应（Inductive effect) I,共轭效应(Conjugative effect) C,1 诱导效应：分子中由于原子或基团电负性的不同而 引起电子沿原子链向某一方向移动的效应。,2 共轭效应：由于电子的离域对体系性质所产 生的影响。,(i)共轭体系的类型,-共轭,p-共轭,超共轭,- 超共轭,-p 超共轭,(ii)共轭体系的形成条件,共轭体系中的原子必须共平面；,共轭体系中的原子必须提供“相互平行”的p-轨道。,(i) 判断亲电加成反应的方向,3 电子效应的应用,（强-I）,(-I, +C),(ii)分析自由基及碳正离子的稳定性,(iii ) 预测分子的极性,+C -I,3.烯烃的自由基加成过氧化物效应,链引发：,链增长：,链终止：,4 . 烯、炔烃的氧化反应,（邻二醇）,（1）与KMnO4的反应,（2）与O3的反应,5. 烯烃- H 的卤代（烯丙位卤代）,(N-溴代丁二酰亚胺, NBS),6. 末端炔烃的特殊性,（1）炔-H的弱酸性,酸性：,（2）金属炔化物的生成,（白）,（砖红）,四、二烯烃（ diene ),1. 二烯烃的分类与结构,（1）隔离二烯烃：,（2）累积二烯烃：,(3)共轭二烯烃：,2.共轭二烯烃的亲电加成反应,(2Z,4Z)-2,4-己二烯,(2