第五章-烷烃及自由基取代反应PPT课件

.,1,第五章烷烃及自由基取代反应,5.1烷烃的结构5.2烷烃的化学性质5.3烷烃的制备,.,2,烃类化合物(Hydrocarbons),脂肪族(Aliphatic),芳香族(Aromatic),烷烃Alkanes,烯烃Alkenes,炔烃Alkynes,脂环烃CyclicAliphatic,.,3,1.烷烃的结构,1碳原子2碳原子3碳原子4碳原子伯碳原子仲碳原子叔碳原子季碳原子,.,4,1.烷烃的结构,.,5,2.烷烃的化学性质,1.稳定性CC；CH由于键能大；碳和氢电负性相近（C=2.6;H=2.15）,极性小而稳定。表现在对酸,碱,氧化剂,光,热等稳定因此烷烃常用做溶剂，基质。但在光照、高温催化剂条件下也能发生化学反应：卤代、氧化和裂解反应。,.,6,2.烷烃的化学性质,2.卤代反应,卤代反应分子中的原子或基团被卤原子取代的反应称为卤代反应。,取代反应分子中的原子或基团被其它原子或基团取代的反应称为取代反应。,.,7,2.烷烃的化学性质,2.卤代反应,甲烷过量,氯气过量,.,8,2.烷烃的化学性质,氢的相对活性321氢原子卤素的活性ClBr氟发生爆炸，碘不反应,反应活性：,.,9,2.烷烃的化学性质,反应历程：自由基取代反应机制,链引发,链终止,链增长,光、热、引发剂,自由基相互结合或加入抑制剂,放热,.,10,丙烷的氯化反应：,仲氢与伯氢活性之比为：,卤化反应的取向性:,.,11,异丁烷的单氯化反应：,叔氢与伯氢活性之比为：,氢原子卤化的次序（由易到难）：叔氢仲氢伯氢,卤化反应的取向性:,.,12,反应活性越大，选择性越差。对烷烃的卤化反应而言，氯的活性比溴大，但溴的选择性却比氯高。,烷烃卤化时，卤原子的选择性是BrClF,97%3%,99%1%,反应活性与选择性:,.,13,自由基的产生；,热均裂产生,辐射均裂产生,单电子转移的氧化还原反应产生,光,H2O2+Fe2+HO+HO-+Fe3+RCOO-RCOO,-e-,电解,.,14,自由基的稳定性：决定反应的主要产物,H=359.8kJmol-1(88kcalmol-1),苯甲基自由基烯丙基自由基三级丁基自由基异丙基自由基,乙基自由基甲基自由基苯基自由基,共价键均裂时所需的能量称为键解离能。键解离能越小，形成的自由基越稳定。,均裂,越是稳定的自由基，越容易形成,.,15,共性,（1）反应机理包括链引发、链增长、链终止三个阶段。（2）反应必须在光、热或自由基引发剂的作用下发生。（3）溶剂的极性、酸或碱催化剂对反应无影响。（4）氧气是游离基反应的抑制剂。,定义：由化学键均裂引起的反应称为自由基反应。,双自由基,单自由基,单自由基比双自由基稳定,自由基反应的共性;,.,16,2.烷烃的化学性质,3.氧化反应,自动氧化,燃烧反应,控制氧化,完全燃烧生成CO2和H2O，燃料来源如沼气、天然气、汽油等,老化的原因，SOD防衰老,一定条件下也可被氧化,.,17,2.烷烃的化学性质,4.异构化反应,化合物由一种异构体转变成另一种异构体的反应叫做异构化反应，直链或支链少的烷烃可以异构化为支链多的烷烃。,异构化的异丁烷可用于生产异辛烷，增加汽油的辛烷值。,.,18,2.烷烃的化学性质,5.裂化反应,高温无氧条件下，烷烃中C-C键和C-H断裂生成分子量较小的烷烃与烯烃，称之为烷烃裂解，石油化工中常常应用，用于生产各种燃料和基本化工原料。,.,19,3.烷烃的制备,1.伍尔兹反应,卤代烷与金属钠反应可制备烷烃，此反应称为伍尔兹反应。2RCl+2Na=R-R+2NaClR表烃基,自由基机理，需要两个烷烃相同，不然会得到混合物,2CH3CH2Cl+2Na=CH3CH2CH2CH3+2NaCl,.,20,3.烷烃的制备,2.CoreyHouse反应,二烃基铜锂与卤代烃之间的反应，可使用烷基不同的两种卤代烃来合成烷烃。,.,21,3.烷烃的制备,3.烯烃加氢反应,通过烯烃的还原加氢反应制备烷烃。,4.格式试剂反应,.,22,巩固练习：,1、不属于有机物特点的是：A大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂B有机物反应比较复杂，一般反应较慢C绝大多数有机物受热不易分解，而且不易燃烧D绝大多数有机物是非电解质，不易导电、熔点低。2、mol甲烷和1mol氯