文本有机课件chapter

1、ChapterFour烷烃环烷烃2016/2/151碳氢两种元素形成的化合物烃(Hydrocarbons)饱和烃烷烃 （CH3CH3)脂肪烃Alphatic HydrocarbonsAlkanes烯烃Alkenes链烃不饱和烃炔烃Alkynes烃脂环烃苯型芳烃环烃芳香烃AromaticHydrocarbons非苯型芳烃2016/2/152烷烃Alkanes天然气：80甲烷、13乙烷、3丙烷、1丁烷石油醚：bp30o60obp60o90o液体石蜡C16C17烷烃；C5C6烷烃C6C7烷烃凡士林C18C22烷烃，用作眼膏、化妆品的基质，皮肤润滑剂等。C5C12 ；煤油C11C16；柴油C15C18

2、 ；沥青C30C40烷烃。润滑油C16C20 ；石蜡C20C302016/2/153一、烷烃的结构1、烷烃的结构（Structure)烷烃属于饱和烃，烷烃的通式CnH2n+2.中的碳均中的键均为s键(轴对轴重叠成键，为sp3杂化，较稳定；沿键轴可以旋转)。甲烷的结构2016/2/154乙烷的结构C-C 键 (154pm )2016/2/1552、烷烃中碳的类型伯碳（Primary Carbon)1o: 只与另外一个碳原子相连的碳原子仲碳(Secondary Carbon)2o :与另外二个碳原子相连的碳原子叔碳（TertiaryCarbon) 3o: 与另外三个碳原子相连的碳原子季碳（Quat

3、ernary Carbon)4o:与另外四个碳原子相连的碳原子伯、仲、叔碳上的氢分别称为伯、仲、叔氢。1o2o3o4o1o1o1o1o2016/2/156式为C8H18 的烷烃以及写出只有伯氢原子，有8个2°氢原子和12个1°氢原子烷烃的结构式.式为C9H202016/2/157二烷烃的构造异构和命名有机化学中，将化合物称为化合物的构造（结构）的连接顺序或连接方式（一）烷烃的构造异构（碳链异构）式相同，碳原子连接方式不同而产生的同分异构现象， 称为碳链异构，其异构体称为碳链异构体。碳链异构是构造异构的一种。甲烷、乙烷、丙烷、丁烷（C4H10） 戊烷（C5H12）？2016/

4、2/158C4H10CH3CH2CH2CH3正丁烷异丁烷C5H12CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷异戊烷新戊烷ø碳数越多，异构体数目越多。己烷C6H14有5个异构体，庚烷C7H16有9个异构体，十二烷C12H26 有355个异构体。2016/2/159（二）烷烃命名（Nomenclature)1、烷烃的普通命名根据烃碳原子的数目称为某烷110个碳烷烃:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷，10个以上碳原子烷烃:十一、十二 烷MethaneHexaneEthaneHeptanePropaneOctaneButaneNonanePentaneDecane2016/2/1510名(

5、 4)碳链异构体直链烷烃: 名称前加n或正末端为：“异 或 iso”“新 或 neo”前面加C5H10前面加CH3CH2CH2CH2CH3(正或n)戊烷n-pentane异(iso)-戊烷新-戊烷 (neo-pentane)普通命名法（Common)仅适于碳数较少(< 6 ) 的烷烃2016/2/15112、系统命名法（IUPAC命名法InternationalUnionofPureand Applied Chemistry基本原则：选主链，将主链上的侧链称为取代基取代基：烃（脂肪烃基R-中去掉一个氢原子所剩下的基团烃基芳烃基Ar-CH4甲烷（methane)甲基（methylMe)CH

6、3CH3乙烷（ethane)乙基（ethylEt)正丙基（n-propyln-Pro)CH3CH2CH3丙烷（propane)2016/2/15异丙基（iso-propyliso-Pro)12(n-butyln-Bu)正CH3CH2CH2CH3正丁烷（butane)基（sec-butylsec-Bu)（iso-butyliso-Bu)异异丁烷（iso-butane)（tert-butyl t-Bu)叔2016/2/1513命名规则选择一条最长的碳链作主链，根据碳原子的数目命名为某烷若有两条或两条以上等长的碳链，应选择含取代基较多的碳链作主链。编号从靠近取代基端开始，使所有取代基的编号之和最小。

7、相同的取代基合并，用二、三、四(di、tri、tetra)写在取代基前面，并在最前面标明取代基的编号,各编号间用“，”隔开。多个不同的取代基的顺序，中文是先小后大；英文是按取代基的第一个英文字母的顺序排列。2016/2/1514,3,3,5-四甲基己烷2,3,3,5-tetra methyl hexane43215672,3,5-三甲基-4-丙基庚烷2,3,5-trimethyl-4-n-propylheptane2016/2/321456782,7-二甲基-3-乙基-5-烷5-sec- butyl- 3-ethyl-2,7-dimethyloctane3,5-二甲基-10-乙基-6-异丙基十

8、二烷10-ethyl-3,5-dimethyl-6-isopropyldodecane2016/2/15163.普通命名法与系统命名法的区别：无支链的直链烷烃基本相同CH3CH2CH2CH2CH3普通命名法：（正戊烷相同命名法：戊烷有支链的烷烃新戊烷异丁烷普通命名法系统命名法2016/2/152,2-二甲基丙烷2-甲基丙烷17三、烷烃的构象异构(conformational isomerism)构象：或基团在空间不同的排列方式。每一种排列： CC s键的旋转或环的扭曲。方式称为一种构象异构体。产生构象异构体的构造相同。1、乙烷的构象(conformation)CC s键旋转使乙烷的六个氢的相对

9、位置发生变化，产生无数个构象异构体。其中有两种的构象。2016/2/1518交叉构象（Staggered)锯木架式（sawhorse)式重叠构象（Eclipsed)2016/2/1519碰撞产生的能量83.8kJ/mol室温下，2016/2/15202、正丁烷的构象HH2H3CCH33HH对位交叉部分重叠邻位交叉全重叠邻位交叉2016/2/15212016/2/1522四、烷烃的物理性质物态（state)、沸点（boiling point)熔点（meltingpoint)溶解度（solubility)、密度（density)、折光率（diopter)比旋光度（specific rotatory

10、 power)。2016/2/1523通过分析化合物间作用力的大小，掌握：不同种类化合物物理性质的差异；不同碳数的同类化合物物理性质的变化规律；同分异构体间物理性质的变化规律。烷烃间的作用力？烷烃的熔点、沸点、密度与碳原子数图2016/2/1524 五、烷烃的化学性质 中的键均为s键，化学性质很稳定。不与强酸、烷烃强碱、强氧化剂、强还原剂反应，在高温、高压或光照下发生取代反应（Substitution Reaction被其他的原子或基团取代)。1、甲烷的卤代反应（Halogenation)中的某或基团不活泼紫外光或高温2016/2/15252、反应机理（Mechanism) 链Freeradi

11、cal 链增长 链终止2016/2/15263、反应的取向不同氢的活性比(叔氢>仲氢>伯氢>甲基)与烷烃的结构无关与反应条件及卤素有关。反应越慢选择性越好2016/2/15274.自由基的结构及其稳定性C 原子sp2杂化未杂化p轨道单电子2016/2/1528自由基的稳定性9个s键3个s键6个s键sp超共轭2016/2/1529烷烃卤代反应取向的解释2016/2/1530内自由基的来源外在因素环境污染、辐射、化学物质、饮食、內在因素1. 身体代谢2. 剧烈运动3. 劳累过度4.5. 抽烟6. 酗酒2016/2/1531自由基的危害2016/2/1532自由基清除剂体内：超氧化

12、物岐化酶 ( SOD )、触酶、过氧化酶、谷胱甘肽过氧化酶 ( GPX )饮食：维生素E、维生素C、胡萝卜素、茶多酚、多糖、蛋白、微量元素硒（Se）的。5.烷烃的燃烧2016/2/1533环烷烃Cycloalkanes2016/2/1534 一、环烷烃的结构、分类和命名 1.环烷烃的结构、分类烷烃，通式CnH2n。属于饱和的脂环烃，碳链烃首尾相连形中的键均为s 键原子的杂化与烷烃相同为sp3杂化，小环（3、4）常见环（5、6）（712） 大环（12以上）单环烃环烷烃双环烃（螺环烃、桥环烃）多环烃2016/2/1535单环烃2、环烷烃单环烷烃桥环烃螺环烃名名1,3-二甲基环己烷1,3dimeth

13、ylcyclohexane环丙烷Cyclopropane甲基环己烷Methylcyclohexane2016/2/1536 当环上有复杂取代基时，可将环作为取代基命名 1-环戊烷1,4-二环丙基丁烷1,4-dicyclopropylbutane1-cyclobutyl pentane二、环烷烃的顺反异构（configuration）以后，CC s键不能环烷烃除碳链异构外，环烷烃由于旋转，的一种。构型异构体。构型异构又叫顺反异构，是异构构型异构体命名规则：顺反命名法顺反命名法：两个相同的基团位于环的同侧为顺式 (cis-)； 两个相同的基团位于环的两侧为反式 (trans-)。2016/2/15

14、37顺1,2二甲基环丙烷cis-1,2-dimethylcyclopropane反1,2二甲基环丙烷顺1,3二甲基环己烷反1,4二甲基环己烷反1-氯-3-溴环己烷trans3-bromo -1-chlorocyclohexane2016/2/1538 三、环烷烃的构象异构1、环戊烷的构象四C在一个平面一个C离开平面与平面距离50pm2016/2/15392、环己烷的构象异构环烷烃虽然CC s键不能旋转，但碳环可以扭曲而产生无数个构象异构体。其中有两种的构象。a(axial)椅式（Chair Form)rt下,99.9%e(equatorial)230pm(H-H240pm)无角张力（sp3杂化

15、键角109.5o);扭转张力很低（全部为交叉构象无空间张力（van der waals张力）。2016/2/1540船式(Boat form)0.1%无角张力；有较大扭转张力；有空间张力。ê椅式构象是环己烷的优势构象2016/2/15412016/2/1542单取代环己烷的优势构象R位于e键100%处于e键。在室温下，叔2016/2/1543双取代环己烷的优势构象若两个取代基可以同时位于a 键或e 键上，两个取代基同时位于e 键上是稳定的构象；反1-甲基-4-乙基环己烷2016/2/1544若两个取代基不能同时位于a 键或e 键上，则大基团位于e键上是稳定的构象。反1-甲基-3-乙基环己烷2016/2/1545 四、环烷烃的化学性质 2016/2/1546结论：环丙烷、环丁烷可以加成、还原；环丁烷的活性小于环丙烷；环戊烷、环己烷的活性与直链烷烃相似。（A.vonBaeyer）张力学说环丙烷有较大的角张力；丁烷角张力较小。2016/2/1547现论的解释弯曲键杂化轨道部分重叠,成键较弱;成键电子云位于键轴的外侧；易受亲电试剂的进攻，发生加成反应，但不易氧化。2016/2/1