温州医学院《有机化学》022结构烷性质

2020年5月3日,温州医学院药学院,第二章烷烃和环烷烃,Alkaneandcycloalkane,2020年5月3日,温州医学院药学院,第三节结构,一、烷烃的结构,2020年5月3日,温州医学院药学院,键的特点：成键原子可以绕键轴旋转而键不断裂旋转的结果改变了分子空间排列键稳定，键极性低。,2020年5月3日,温州医学院药学院,乙烷(CH3CH3),2020年5月3日,温州医学院药学院,乙烷的构象可以有无数种。构象异构体之间能量接近，在室温下可以不断转换两种极限构象：交叉式和重叠式交叉式为优势构象。,第四节构象,一、乙烷的构象,2020年5月3日,温州医学院药学院,2020年5月3日,温州医学院药学院,锯架式(sawhorse)：,交叉式构象,重叠式构象,构象的表示方法,2020年5月3日,温州医学院药学院,纽曼投影式（Newmanprojections）,交叉式,重叠式,最稳定,最不稳定,2020年5月3日,温州医学院药学院,2020年5月3日,温州医学院药学院,二、丁烷的构象,2020年5月3日,温州医学院药学院,丁烷的C(2)-C(3)键轴旋转所形成的几种最典型构象的纽曼投影式。,对位交叉式,邻位交叉式,部分重叠式,全重叠式,稳定性,高,低,2020年5月3日,温州医学院药学院,丁烷构象能量图,(70%),(30%),2020年5月3日,温州医学院药学院,对位交叉式为优势构象。直链饱和化合物以锯齿状长链存在。,2020年5月3日,温州医学院药学院,第五节烷烃的物理性质,C1C4烷烃是气体，C5C17烷烃为液体，C18烷烃为固体随碳数增加，熔点增加，沸点增加。随碳数增加，相对密度增加，逐渐接近0.8。,2020年5月3日,温州医学院药学院,沸点,2020年5月3日,温州医学院药学院,在同分异构体中：直链烷烃沸点异构烷烃沸点支链数增加，沸点减少沸点/正戊烷(36)异戊烷(28)新戊烷(9.5),2020年5月3日,温州医学院药学院,沸点由分子间作用力大小决定烷烃是典型的非极性有机化合物，分子间力主要是色散力，分子间力与分子中原子数目有关分子间力与分子间的大约接触面积有关链烷烃分子中碳链呈锯齿状排列带支链的烷烃，支链阻碍了分子中主链的紧密排列，因此沸点低。,2020年5月3日,温州医学院药学院,熔点,2020年5月3日,温州医学院药学院,色散力，熔点低。随着碳链的增长而增高。偶数碳原子的熔点增高幅度比奇数碳原子的要大一些。,2020年5月3日,温州医学院药学院,X-射线衍射测得，偶数碳烷烃在晶体中排列比奇数碳的排列紧密。分子对称性高，熔点高。(CH3)4CCH3CH2CH2CH2CH3-16.6-129(CH3)3C-C(CH3)3CH3(CH2)6CH3100.7-56.8,2020年5月3日,温州医学院药学院,溶解度难溶于水，易溶于有机溶剂。相似相溶：具有相似结构的化合物可以彼此互溶,2020年5月3日,温州医学院药学院,第六节化学性质,一般情况下，烷烃相当稳定：不与强酸、强碱及常用的氧化剂、还原剂反应。不易发生离子型反应可以进行自由基反应,2020年5月3日,温州医学院药学院,三、卤代反应,卤代反应（halogenation）：光照或高温；烷烃的氢原子被卤素原子取代。卤代反应主要指氯代和溴代反应。,2020年5月3日,温州医学院药学院,400450,CH4:Cl2=10:1，mainproduct:CH3Cl.400,CH4:Cl2=0.263:1，mainproduct:CCl4.,（一）甲烷的卤代反应,2020年5月3日,温州医学院药学院,甲烷和氯的混合物在室温和黑暗中，不起反应。甲烷和氯的混合物放置在日光下，反应进行。将氯气先用光照射，迅速在黑暗中和甲烷混合，反应进行。将甲烷先用光照射，迅速在黑暗中和氯气混合，不起反应。将氯气先用光照射，在黑暗中放置一段时间后，再与甲烷混合，不起反应。反应产物中有少量乙烷产生。,甲烷的氯代反应有以下实验事实：,2020年5月3日,温州医学院药学院,（二）甲烷卤代的反应机制,化学反应历程：是说明一个化学反应所经历的过程，也就是对每一个化学反应的各个中间步骤的详细描述。,2020年5月3日,温州医学院药学院,烷烃的氯代反应是自由基反应。反应中间体自由基。自由基中间体是高活性物种，一旦形成就会连续进行下去直到消亡，故自由基反应是链锁反应。自由基反应分三步：链引发、链增长和链终止。,1.自由基链锁反应,2020年5月3日,温州医学院药学院,链增长,链终止,hvor,2020年5月3日,温州医学院药学院,一级碳自由基,三级碳自由基,二级碳自由基,2.甲基自由基的结构,2020年5月3日,温州医学院药学院,卤素：F2（活泼）Cl2Br2I2（不反应）,(三)其他烷烃的卤代反应,1.几种氢的相对反应活性,75%？,25%？,2020年5月3日,温州医学院药学院,1H,2H的活性：,55%,45%,2020年5月3日,温州医学院药学院,2020年5月3日,温州医学院药学院,3oH,2oH,1oH,V:V:V=1:82:1600,烷烃溴代反应的选择性,氯代反应