大学有机化学第2章 饱和脂肪烃

1、2020/7/5,第2章 饱和碳氢化合物Saturated Hydrocarbons,2020/7/5,一、同系列和同分异构 同系列:结构相似，而在组成上相差CH2或它的倍数的许多化合物 同分异构(Isomerism) Constitutional isomers（构造异构体） - they can be interconverted only by the breaking and reforming of bonds - they can be separated,2020/7/5,Configurational isomers（构型异构体） Conformational isomers（

2、构象异构体） - the latter can be interconverted by rotation about one or more sigma-bonds and the interconversion are so rapid that we cannot separate them,2020/7/5,有机化合物异构现象 Isomerism,2020/7/5,二、开链烷烃的命名,CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 methane ethane propane,2020/7/5,构造异构体（constitutional isomers）这种分子式相同但分子内原子的连接顺序不同

3、的异构体 普通命名法 1. 对于碳数为C1 C10的烷烃甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示碳数，称为“某烷” 2. 对于碳数 C10的烷烃直接用中文数字表示碳数 3. 对于构造异构体，则使用“正”、“异”、“新”等表示,2020/7/5,普通命名法的局限,2020/7/5,烷基（alkyl）烷烃分子中从形式上消除一个氢的部分，通常用 R- 表示，英文 用 “ yl ” 替代 “ ane ” 烷 基 简写 alkane alkyl CnH2n+1 methane methyl CH3- Me ethane ethyl CH3CH2- Et n-propane n-propyl CH3CH

4、2CH2- n-Pro CH3CH2CH3 isopropyl (CH3)2CH- i-Pro n-butane n-butyl CH3CH2CH2CH2- n-Bu CH3CH2CH2CH3 sec-butyl CH3CH2CHCH3 sec-Bu iso-butane iso-butyl (CH3)2CHCH2- i-Bu (CH3)2CHCH3 tert-butyl (CH3)3C- tert-Bu,2020/7/5,5.penta 戊 6.hexa 己 7.hepta 庚 8.octa 辛 9.nona or ennea 壬 10.deca 癸,链烃序数： 1.primary （1）

5、p- 伯 2.secondary （ 2 ） sec- 仲 3.tertiary （ 3 ） tert- 叔 4.quaternary （ 4 ） quat- 季,2020/7/5,系统命名法(IUPAC Rules)IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry,直链烷烃同普通命名法，取消“正”字 支链烷烃： 1. Determine the number of carbon in the longest continuous carbon chain-This chain is called the parent hydro

6、carbon.,2020/7/5,2. Number the chain so that the substituent gets the lowest possible number. 全名：3-乙基庚烷（3- ethylheptane）,2020/7/5,3. Cite the name of the alkyl substituent before the parent hydrocarbon. A number and a word are separated by a hyphen; numbers are separated by a comma. di, tri, tetra i

7、s used to express the number of the same substituents. And list substituents in alphabetical order. “di, tri, tetra, sec, and tert” are ignored in alphabetizing. “iso, neo, and cyclo” are not ignored in alphabetizing.,2020/7/5,4. If the same substituent number are obtained in both directions, the fi

8、rst cited group received the lower number. 中文中则以基团的优先次序决定，给较优基团以大编号。,2020/7/5,中文命名时的次序规则,(1)原子序数大的为“较优”基团 (2)第一原子相同，按原子序数大小顺序比较 第二原子（Cl, H, H O, O, C；Cl, O, H Cl, C, C） (3)含有双键和叁键的基团，可以认为连有两个或三个相同原子,2020/7/5,常见烷基的次序举例,2020/7/5,2020/7/5,5. 如果具有不止一条可选择的等长的碳链： （1）以取代基数目最多的碳链为主链,2020/7/5,（2）取代基数目一样多时，以侧

9、链位次最低的链为主链,2020/7/5,三、烷烃的结构,molecular formula CH4,2020/7/5, 键 电子云是沿着它们的轴向重叠的,2020/7/5,三个碳以上的烷烃分子中的碳链并不是直线型*,2020/7/5,四、乙烷和丁烷的构象,1、乙烷（ethane）的构象,2020/7/5,乙烷构象分析势能图,2020/7/5,2、丁烷（Butane）的构象(3D),2020/7/5,丁烷构象分析势能图,2020/7/5,五、物理性质,烷烃分子越大，分子的表面积就越大，分子之间接触的部分就增多，从而分子间的作用力也增强;另一方面，分子越大，相对分子质量越大，使分子运动所需的能量也

10、增高，所以沸点、熔点也随之增高。此外，在同分异构体中，分支程度愈高的，沸点越低。因为分支程度增高，则分子的接触面积减小，从而分子间的作用力减小。,2020/7/5,六、化学性质,氯代 烷烃的氯代反应是按游离基历程（机理）进行的,2020/7/5,2020/7/5,2020/7/5,2020/7/5,2020/7/5,卤素的反应活性以F2Cl2Br2I2的顺序递减； 烷烃上H的反应活性以321的顺序递减。 除非控制卤素的浓度和光照/加热，卤代反应很易生成多卤代物，卤代反应得到的是多种组分的混合物。,2020/7/5,七、烷烃的合成-the concept of retrosynthetic an

11、alysis,1. 烯烃和炔烃的催化氢化 烯烃和炔烃在金属催化剂（如Ni,Pd,Pt）、溶剂(如C2H5OH)存在的条件下，和高压氢气发生顺式加成反应生成烷烃。通式可表示为：,2020/7/5,具体实例如：,2020/7/5,2020/7/5,2. 卤代烃的还原 多数卤代烃可与锌及酸性水溶液反应生成烷烃。通式为 可用简式表示为 其反应机理可能是：,2020/7/5,具体实例如,2020/7/5,3.Grignard reagents与活性质子反应（在制备Grignard reagents时需要避免）,2020/7/5,4. 用烃基铜锂与卤代烃反应(Corey-Posner, Whitesides-House合成) 任意卤代烃先后与锂、碘亚铜反应制备烃基铜