傅建熙 有机化学 第三章 烷烃

1、烃烃仅由仅由碳、氢碳、氢两种元素两种元素组成的化合物称组成的化合物称为碳氢化合物为碳氢化合物. 简称为烃简称为烃（hydrocarbon）。 烃烃是有机化合物的母体，常用是有机化合物的母体，常用 RHRH表示表示。其它各类有机化合物可看作是其它各类有机化合物可看作是烃的衍生物烃的衍生物。第三章第三章 开链烃开链烃烃的分类烃的分类. . 烷烷 烃烃一、一、 习惯命名法习惯命名法1 1、分子中碳原子的数目用分子中碳原子的数目用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一、辛、壬、癸、十一、表示；（表示；（包括支链在内的所有碳包括支链在内的所有碳原子数。原子数。）“正正”

2、表示直链烷烃，常常可以省略。表示直链烷烃，常常可以省略。 “异异”表示末端为表示末端为 ，此外别无支链的烷烃。，此外别无支链的烷烃。 CHCH3CH3“新新”表示末端为表示末端为 ，此外别无支链的烷烃。，此外别无支链的烷烃。 CH3CCH3CH3 第一节第一节 烷烃的命名烷烃的命名2、异构体用、异构体用“正、异、新正、异、新”表示表示3、命名：正、命名：正/异异/新新碳原子数碳原子数烷烷 第一节第一节 烷烃的命名烷烃的命名C1C2C3CH4CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3CH3(CH2)3CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH3C

3、4C5CH3(CH2)4CH3CH3CHCH2CH2CH3CH3CH3CCH2CH3CH3CH3CH3CHCHCH3CH3CH3CH3CH2CHCH2CH3CH3C6如何命名？如何命名？如何命名？如何命名？CH3(CH2)5CH3CH3(CH2)6CH3CH3(CH2)7CH3CH3(CH2)8CH3CH3(CH2)9CH3CH3(CH2)10CH3CH3(CH2)11CH3CH3(CH2)18CH3C7C8C9C10C11C12C13C20CH3CHCH3CH3IUPAC命名法：命名法：2- -甲基甲基丙烷丙烷RHR系统命名法基本方法系统命名法基本方法：（一）选主链：（一）选主链：二、系统命

4、名法二、系统命名法（二）定编号（二）定编号（三）（三） 写名称：写名称：取代基的位置、数目、名称，官能团的位取代基的位置、数目、名称，官能团的位置、母体名称。置、母体名称。符号写法规则为符号写法规则为基与母体的关系基与母体的关系 所有的基都放在母体的前面。所有的基都放在母体的前面。基与基的关系基与基的关系 基与基之间用短线隔开。基与基之间用短线隔开。位次与基的关系位次与基的关系 位次与基也用短线条隔开。位次与基也用短线条隔开。位次与位次的关系位次与位次的关系 表示相同基的若干个位次，必须用逗点把它们隔开。表示相同基的若干个位次，必须用逗点把它们隔开。最长链为主链最长链为主链取代基编号数最小取代

5、基编号数最小CH3CH2CH2CHCHCH3CH2CH31234CH356122- -甲甲基基- -3- -乙乙基基己己烷烷3- -异异丙丙基基己己烷烷3- -ethyl- -2- -methylhexane3456不不正正确确命命名名取代基最多的链为主链取代基最多的链为主链小基团排在前面（英文小基团排在前面（英文以字母顺序排列）以字母顺序排列）CH3CH2CH2CHCH2CH3CH2CH2CH2CH312345678123456784- -乙乙基基辛辛烷烷4- -ethyloctane4- -乙乙基基- -辛辛烷烷不不正正确确命命名名不同基团编号相不同基团编号相同时，使小取代基同时，使小取代

6、基编号最小编号最小7CH3CH2CHCH2CH2CHCH2CH3123456CH3123456CH2CH38783- -甲甲基基- -6- -乙乙基基辛辛烷烷6- -ethyl- -3- -methyloctane相同取代基合并用相同取代基合并用大写大写数字表示（英数字表示（英文表示基团数目用文表示基团数目用词头词头 di, tri, tetra, penta, hexa 表示）表示）CH3CH2CHCH2CHCHCH2CH3EtEt123456Et783, 4, 6- -三三乙乙基基辛辛烷烷3, 4, 6- -triethyloctane用用“,”隔开隔开R（烷烷基基）CH3CH3CH2CH

7、3CH2CH2中中文文名名英英文文名名甲甲基基乙乙基基（正正）丙丙基基methylethyln-propylCH3CHCH3异异丙丙基基缩缩写写MeEtn-Prisopropyli-PrCH3CH2CH2CH2CH3CHCH2CH3（正正）丁丁基基异异丁丁基基n-butylisobutylCH3CCH3CH3叔叔丁丁基基tert-butyln-Bui-But-Bu(tertiary)CH3CH2CH仲仲丁丁基基sec-butyls-BuCH3(secodary)R（烷烷基基）中中文文名名英英文文名名缩缩写写CH3(CH2)3CH2CH3CHCH2CH2CH3（正正）戊戊基基异异戊戊基基n-pe

8、ntyln-amylisopentylCH3CH2CCH3CH3叔叔戊戊基基tert-pentylCH3CCH2CH3CH3新新戊戊基基neopentylR（烷烷基基）中中文文名名英英文文名名缩缩写写1234567823123456781这样选取主链这样选取主链及编号是否合及编号是否合适？适？碳原子和碳原子和氢原子氢原子的类型的类型伯碳原子伯碳原子（一级碳原子一级碳原子，1 1） - 只与只与1 1个其他碳原子直接相连。个其他碳原子直接相连。仲碳原子（仲碳原子（二级碳原子，二级碳原子，2 2） - 与与2 2个其他碳原子直接相连。个其他碳原子直接相连。叔碳原子（叔碳原子（三级碳原子，三级碳原子

9、，3 3） - 与与3 3个其他碳原子直接相连个其他碳原子直接相连。季碳原子（季碳原子（四级碳原子，四级碳原子，4 4） - 与与4 4个其他碳原子直接相连。个其他碳原子直接相连。伯伯氢氢原子原子（一级一级氢氢原子原子，1 1） - 与与伯伯碳原子相连碳原子相连的氢。的氢。仲氢原子（仲氢原子（二级氢原子，二级氢原子，2 2） - 与与仲仲碳原子相连的氢。碳原子相连的氢。叔氢原子（叔氢原子（三级氢原子，三级氢原子，3 3） - 与与叔叔碳原子相连碳原子相连的氢。的氢。CHCH3 3CHCH2 2CHCHC CCHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3指出下列分子中各碳原子的类型（伯

10、、仲、叔、季）？指出下列分子中各碳原子的类型（伯、仲、叔、季）？CH3CH CH CH CHCH2CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH21 11 11 11 11 11 11 11 11 12 22 22 22 22 22 22 23 33 33 33 33 34 43 3 1892 1892年年，日内瓦国际化学会议首次拟定了有机化合物，日内瓦国际化学会议首次拟定了有机化合物系统命名原则，此后经国际纯粹和应用化学联合会系统命名原则，此后经国际纯粹和应用化学联合会IUPACIUPAC（International Union of Pure and Apllied ChemistyIntern

11、ational Union of Pure and Apllied Chemisty）多次修订，所以也称为多次修订，所以也称为IUPAC IUPAC 命名法命名法。 中国化学会结合我国文字特点，根据中国化学会结合我国文字特点，根据IUPACIUPAC法命名原则法命名原则于于19601960年年制定了制定了有机化学物质的系统命名原则有机化学物质的系统命名原则，19801980年年经修订为经修订为有机化学命名原则有机化学命名原则，这是我们重点学习的，这是我们重点学习的有机化合物命名方法。有机化合物命名方法。 二、系统命名法二、系统命名法 烃分子中去掉一个氢原子，所剩下的基团，称为烃分子中去掉一个氢

12、原子，所剩下的基团，称为烃基烃基；脂肪烃基用；脂肪烃基用R-R- 表示。表示。 常见烃常见烃基基的结构和名称：的结构和名称：甲基甲基乙基乙基丙基丙基异丙基异丙基丁基丁基异丁基异丁基仲丁基仲丁基 叔丁基叔丁基C CH H3 3C CH H3 3C CH H2 2C CH H3 3C CH H2 2C CH H2 2C CH HC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H2 2C CH H2 2C CH H2 2C CH H3 3C CH HC CH H2 2C CH H3 3C CH HC CH H3 3C CH H3 3C CH H2 2C CH H3 3C CC CH

13、H3 3C CH H3 3基的表示基的表示（二）把主链以外的分支链都作为取代基。（二）把主链以外的分支链都作为取代基。系统命名法与习惯命名法的区别系统命名法与习惯命名法的区别 CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3-CH-CH3CH3CH3-C-CH3CH3CH3正戊烷正戊烷戊烷戊烷己烷己烷正己烷正己烷异丁烷异丁烷新戊烷新戊烷2-甲基丙烷甲基丙烷2,2-二甲基丙烷二甲基丙烷普通命名普通命名系统命名系统命名普通命名普通命名系统命名系统命名碳链异构体碳链异构体位置异构体位置异构体官能团异构体官能团异构体构型异构体构型异构体构象异构体构象异构体几何异构体几何异构体旋

14、光异构体旋光异构体构造异构体构造异构体 同分异构体同分异构体立体异构体立体异构体第二节第二节 烷烃的异构现象和构象烷烃的异构现象和构象分子式相同分子式相同, , 结构不同的化合物称为结构不同的化合物称为同分异构体同分异构体。碳链异构体：碳链异构体：因碳链不同而引起的异构体因碳链不同而引起的异构体; ; 如如: :位置异构体：位置异构体：由于官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的由于官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的 异构体异构体; ; 如如: :官能团异构体：官能团异构体：由于分子中官能团不同而产生的异构体由于分子中官能团不同而产生的异构体; ; 如如: :构造异构体：构造异构体：因分子中

15、原子的连结次序不同或者因分子中原子的连结次序不同或者 键合性质不同而引起的异构体。键合性质不同而引起的异构体。C4H10 CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3CH3C3H8O CH3CH2CH2OH CH3CHCH3OHC2H6O CH3OCH3 CH3CH2OH烷烃的结构特征烷烃的结构特征 烷烃属于饱和烃，分子中所有碳原子均为烷烃属于饱和烃，分子中所有碳原子均为SPSP3 3杂化杂化； 分子内的键均为分子内的键均为单键单键，可沿键轴可沿键轴“自由自由”旋转旋转； 键间的键角键间的键角1091092828，空间呈正四面体排布空间呈正四面体排布； 可可产生碳链异构和构象异构产生碳链异构和构

16、象异构 。一、一、碳胳异构碳胳异构 分子式相同，碳原子连接方式不同而产生的同分异构现分子式相同，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，为构造异构的一种。象，称为碳链异构，为构造异构的一种。1.写出分子式为写出分子式为C7H16的化合物的同分异构体。的化合物的同分异构体。练习：练习：2.2.某烷烃含某烷烃含8 8个碳，只含有伯氢原子，写出其结构式个碳，只含有伯氢原子，写出其结构式 。CCCH3CH3CH3CH3CH3CH3二、烷烃的构象异构二、烷烃的构象异构 构象构象是有机化学中存在的最普遍的一类同分异构现是有机化学中存在的最普遍的一类同分异构现象。它是分子中的原子或原子团围绕单

17、键旋转而产生的象。它是分子中的原子或原子团围绕单键旋转而产生的不同空间排列形式不同空间排列形式。 构象异构体：构象异构体：单键旋转时产生无数个构象，这些构象互为单键旋转时产生无数个构象，这些构象互为构象异构体（或称旋转异构体）。构象异构体（或称旋转异构体）。优势构象：优势构象：无数个构象中能量最低，稳定性最大的构象。无数个构象中能量最低，稳定性最大的构象。1. 透视式（锯架式）：透视式（锯架式）：乙烷的构象乙烷的构象2. 纽曼投影式：纽曼投影式：重重叠叠式构象式构象交叉式构象交叉式构象图图2-22-2 乙烷分子构象的能量曲线乙烷分子构象的能量曲线稳定性：稳定性：交叉式交叉式重叠式重叠式丁丁烷的

18、构象烷的构象图图2-32-3 正丁烷正丁烷C C2 2C C3 3键旋转时的能量曲线图键旋转时的能量曲线图 稳定性：稳定性：对位交叉式对位交叉式 邻位交叉式邻位交叉式 部分重叠式部分重叠式 全重叠式全重叠式 直链烷烃碳链在空间的排列，绝大多数直链烷烃碳链在空间的排列，绝大多数是锯齿形，而不是直链，只是为了书写方是锯齿形，而不是直链，只是为了书写方便，才将其结构式写成直链。便，才将其结构式写成直链。练习：画出练习：画出CH3-CH2CH3的典型构象，的典型构象，CH2Cl-CH2Cl的优势构象和的优势构象和CH2Br-CH2Cl的最稳定构象。的最稳定构象。HHHCH3HHCH3HHHHHClHH

19、ClHHClHHBrHHCH3-CH2CH3的典型构象的典型构象CH2Cl-CH2Cl的优势构象的优势构象CH2Cl-CH2Br的优势构象的优势构象1.StateC1-C4 gas， C5-C16 liquid，C17以上以上 solid2. b.p.3. m.p.同分异构体，取代基越多，沸点越低同分异构体，取代基越多，沸点越低。 5.Solubility4.DensityDensity第四节第四节 烷烃的性质烷烃的性质一、物理性质一、物理性质 图图2-42-4 烷烃的沸点、熔点、密度的变化规律烷烃的沸点、熔点、密度的变化规律二、化学性质二、化学性质构性分析构性分析结构特点结构特点C-C 非极性键；非极性键；C-H 弱极弱极性键。性键。C-C、 C-H都是都是键，牢固，键，牢固，不易断裂。不易断裂。烷烃分子中有伯仲叔三种烷烃分子中有伯仲叔三种氢原子，其中叔氢原子最氢原子，其中叔氢原子最活泼，仲氢原子次之，伯活泼，仲氢原子次之，伯氢原子最差。氢原子最差。2. 性质特点性质特点均裂，自由基反应历程。均裂，自由基反应历程。烷烃的化学性质不