2烷烃和环烷烃自由基取代反应

1、09:311第二章 烷烃和环烷烃 自由基取代反应09:312第一节 分类、构造异构和碳原子的级一、 分类 烃：仅由碳和氢两种元素组成的化合物。09:31309:314二、构造异构同分异构体：分子式相同，但原子连接顺序不同的分子。09:315构造异构：分子式相同，但分子中原子或基团连接 顺序和方式不同产生的异构。09:31609:317三、碳原子的级09:318第二节 命名一、 普通命名法1.命名原则根据碳原子数目命名为“某烷”。用天干十个字（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、 癸）及中文数字表示碳原子数目。对于直链烷烃在母体前加词头“正（n-）”。仅在碳链一端第2碳原子上带有一个甲基则命名为

2、“异某烷”（iso，i-）。仅在碳链一端第2碳原子上带有两个甲基则命名为“新某烷”（neo）。09:31909:3110二、 系统命名法（一）直链烷烃的系统命名 对于直链烷烃，根据分子中碳原子数称为“某烷”。09:3111（二）含支链的烷烃的系统命名对于含有支链的烷烃，将其看作直链烷烃的取代衍生物来命名。1. 常见的取代基09:311209:311309:31142.系统命名原则 （1）选择主链（母体）：选择分子中最长的连续碳链作为主链，根据碳原子数目命名为“某烷”。当分子中存在多种等长碳链时，则选择取代基多且侧链分支少的碳链作为主链；（2）给主链编号：从靠近取代基一端开始编号，若有多个取代基

3、，应使所有取代基均有最低编号；（3）书写化合物名称： (a) 支链置前，位次和基名之间用“-”隔开； (b) 简单取代基置前（英文以字母顺序排列）； (c) 相同取代基合并，数目用中文数字表示，位次之间用“,”隔开。09:311509:311609:3117两种碳链相同时，选侧链分支少的为主链4丙基-5-（1-异丙基丁基）十一烷5-(1-isopropylbutyl)-4-propylundecane09:3118（三）含复杂支链烷烃的系统命名 (1) 与烷烃系统命名类似； (2) 支链编号从与主链相连的碳原子开始编号； (3) 复杂支链的名称作为一个取代基看待。09:3119中文命名时的“次

4、序规则”(1) 将各取代基的原子按原子序数大小排列，大者为较优基团。有机化合物中常见的元素其顺序由大到小排列如下： IBrClSPFONCDH(2)如果两个基团的第一个原子相同，则比较与它相连的其它原子，比较时，按原子序数排列，先比较最大的，若仍相同，再依次比较第二、第三个原子。如CH2Cl与CHF2，第一个均为碳原子，再按顺序比较与碳相连的其它原子。在CH2Cl中为C（Cl、H、H），在CHF2中为C（F、F、H）。ClF，故CH2ClCHF2。09:3120(3)含有双键或叁键的基团，可认为连有两个或三个相同的原子。09:3121 （1）在英文名称中，“一、二、三、四”数字相应用词头“mo

5、no, di, tri, tetra”表示，取代基列出的顺序按取代基名称第一个字母的排列顺序先后列出，取代基英文数字词头不参加字母顺序排列；iso与neo参加字母顺序排列，而n-, sec-, tert-不参加排列。英文命名时的“次序规则” （2）英文命名中，支链上有取代基时，则把它看做一个整体，有词头时，以词头第一个字母来确定支链的编号及其列出顺序，如dimethylpropyl，应以d来确定其位号及列出顺序。09:31225,9,11三甲基-3-乙基-7-（2,4-二甲基己基）十三烷7-(2,4-dimethylhexyl)-3-ethyl-5,9,11-trimethyltridecan

6、e09:31231.单环烷烃的系统命名：根据环碳原子总数称某环烷烃，名称的前缀为“环（cyclo）”字。环碳原子的编号使环上取代基的位次最小。（四）环烷烃的系统命名09:31242.螺桥烷烃的系统命名：根据螺环上碳原子总数称螺某烷，在“螺(spiro)”字后将所夹碳链上碳原子的数写在方括号里，数字从小到大排列，并在下角用圆点隔开。编号从螺原子邻位的碳开始，沿较小环开始，使取代基的编号最小 。09:31253.桥环烷烃的系统命名： 根据桥环上的环数和所含碳原子数称x环某烷（x为环数）然后在x环和某烷间插入方括号，并用阿拉伯数字表明每一条桥上的碳原子数（不包括桥头碳原子），数字从大到小排列，并在小

7、角用圆点隔开。 编号从一个桥头碳原子开始，沿最大的桥路到第二个桥头碳原子，再从次长的桥路回到第一个桥头，最后给最短的桥路编号，并使取代基位次最小。09:312609:3127没有通过桥头碳的桥，桥路碳原子包含的碳数也置于方括号内，用桥头碳原子编号的数字表明其位置，并用逗号隔开并放于右上角。09:3128第三节 结 构一、烷烃的结构09:3129 键的成键轨道沿键轴对称分布，任一成键原子围绕键轴旋转时，不会改变两个原子轨道的重叠程度，因此围绕键可“自由旋转”。09:313009:3131二、小环烷烃的结构（一）小环的不稳定性和角张力的概念09:3132 角张力学说的推论：环己烷不如环戊烷稳定，比

8、环己烷更大的环烷应越来越不稳定。 实际上，环己烷比环戊烷稳定，环己烷以后的成员也是稳定的。只有环丙烷的环碳原子处于同一平面。09:3133（二）环丙烷的结构环丙烷的环张力： 环碳原子处于一个平面，碳碳键是一种弯曲键，碳碳键夹角为60o，存在严重的角张力。 碳氢键均处于重叠式，相互存在排斥力。09:3134第四节 构 象一、乙烷的构象交叉式 重叠式09:3135 构象的描述方式： Newman投影式中，从圆圈中心伸出的三条线表示离观察者近的三个碳原子的键，从圆圈周围伸出的三条线表示离观察者远的三个碳原子的键。09:313609:3137二、丁烷的构象09:3138室温时对位交叉式约占70%，邻位

9、交叉式约占30%，其他两种极少。09:3139三、环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象09:3140蝶式09:3141平面式蝶式09:3142平面式：碳碳夹角108o，所有的氢成重叠式；信封式：四个碳共一平面，另一个碳离开此平面；非平面碳的氢与平面碳的氢接近交叉式。此为优势构象。09:3143四、环己烷的构象（一）椅式和船式等构象09:314409:3145半椅式扭船式船式椅式09:3146（二）椅式构象中的竖键和横键09:3147（三）椅式构象的翻转作用09:3148第五节 物理性质一、分子间作用力09:3149 瞬时偶极：分子中电子因运动而瞬时偏移使分子的正负电荷中心暂时不能重合而产生的偶极。09

10、:315009:3151二、沸点、熔点、相对密度和溶解度09:315209:3153三、波谱性质（一）核磁共振氢谱C-H：屏蔽效应较大，化学位移较小，在0.9-1.8ppm之间。（二）红外吸收光谱C-H: 伸缩振动在3000-2850cm-1之间，弯曲振动在1465-1340cm-1之间。（三）质谱直链烷烃：可在任一C-C键断裂；支链烷烃：一般在支链处断裂。09:3154第六节 化学反应一、氧化和燃烧09:315509:3156二、热裂反应烷烃在隔绝空气和高温下的反应：09:3157三、甲烷的卤化反应甲烷在紫外光照射或在250-400加热时，能与氯气发生取代反应。09:315809:3159四、甲烷卤代的反应机理09:3160（一）自由基连锁反应09:316109:3162（二）甲基自由基的结构 09:3163（三）甲烷卤代反应过程中的能量变化反应热(H):标注状态下，反应物与生产物的热焓差。活化能(Ea)：反应物与过渡态的能量差。09:316409:31652、甲烷氯代反应中的能量变化09:316609:31673、甲烷与其他卤素反应过程中的能