第2章-饱和脂肪烃-4学时

1、第二章 饱和脂肪烃,Alkane and Cycloalkane,4学时,本章学习要求,1. 掌握烷烃、环烷烃的系统命名法； 2. 掌握烷烃、环烷烃的构象异构及环烃的顺反异构； 3. 掌握饱和脂肪烃的主要化学性质； 4. 了解烷烃卤代反应的历程； 5. 了解常见的饱和脂肪烃。,一、烷烃的普通命名法 1. 碳原子数加“烷”字构成直链烷烃名称。 天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸；十以上用中文数字表示。如：十一烷，十二烷等。,丙烷 丁烷 戊烷,十一烷,第一节 烷 烃,2. 用正、异、新等词区分碳架异构体 正(n-)： 直链烃 CH3CH2CH2CH2CH3，（正）戊烷,新(neo-)：从

2、链端起第二个碳原子上带两个甲基,新戊烷,异戊烷,异(iso-)：从链端起第二个碳原子上带一个甲基,伯碳原子(一级碳原子，1):与其他一个碳原子相连； 仲碳原子(二级碳原子，2):与其他两个碳原子相连； 叔碳原子(三级碳原子，3):与其他三个碳原子相连； 季碳原子(四级碳原子，4):与其他四个碳原子相连。,3. 碳原子分类：,相应地，与伯、仲、叔碳原子相连的氢为伯、仲、叔氢原子。,4. 烷基的概念,烷基：烷烃去掉一个氢剩下的原子团，通式为 CnH2n+1, 常用R-表示,丙基 n-Pr 异丙基 i-Pr,正丁基 n-Bu,仲丁基 sec-Bu,异丁基 i-Bu,叔丁基 t-Bu,甲基 Me 乙基

3、Et,能否用普通命名法命名？,二、烷烃的系统命名法 国际上通用的IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)命名法则。,母体为戊烷,系统命名的三个步骤选主链、编号、写全称,2、取代基要多：如果有两种选取主链的可能，应该选择取代基最多的碳链作为主链；,选择(a)链作为主链，能将复杂的取代基尽量简化。,(a),(b),3、系数低： 将主链碳原子从离取代基最近的一端开始编号,2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷,主链碳原子的编号有几种可能时，应按照“最低序列”原则编号,2,4,7-三甲基辛烷（不是2,5,7-三甲基辛烷）,大小两个不同

4、的取代基处于主链两端相同的位置时，应该给较优基团以较大的位次。,3-甲基-5-乙基庚烷,顺序规则：,原子序数大的优先，如IBrClSPFONCH； 同位素质量高的优先，如DH； 二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子； 重键分别可看作几个单键的叠加；,写法规则： (1) 取代基名称写在母体名称前面； (2) 取代基之间用短线隔开，相同的取代基合并，位次用逗号 隔开，相同取代基数目用中文表示； (3) 位次与基团之间用短线隔开； (4) 基团列出顺序：CH3-，CH3CH2-，CH3CH2CH2-, n-C4H9，n-C5H11，i-Pr，t-Bu,2,6,6-三甲基-3-乙基辛烷

5、,练一练：用系统命名法命名下列化合物,2,5-二甲基己烷,2,6,7-三甲基壬烷,3,3,4,5-四甲基-4-乙基庚烷,2-甲基-3-乙基己烷,例： C sp3杂化,CH4,三、烷烃的结构,甲烷的形成：,四面体 HCH=109.5 键,+ 4,乙烷的形成：,四、烷烃的异构现象和构象,（一）碳胳异构 (isomerism) 由于碳原子连接方式不同所产生的同分异构现象称为碳胳异构（或碳链异构）。 构造：分子中原子相互连接的方式和次序叫构造(constitution)。,正丁烷,异丁烷,（二）烷烃的构象 (conformation) 由于单键的旋转产生的分子在空间的不同排列 方式叫做构象。分子不同的

6、构象称为构象异构体。,例1：乙烷的构象（CH3-CH3）,重叠式,交叉式,2. 纽曼投影式,重叠式,交叉式,例：1,2-二溴乙烷的构象（CH2Br-CH2Br ）,1,2-二溴乙烷构象能垒图,优势构象,3. 优势构象,关于构象的研究是以能量为基点的。能量最低的构象最稳定，最稳定的构象称为优势构象。 大基团错开距离有利于分子能量降低，构象稳定。 优势构象不是所有分子的唯一构象，而是所占比例最多的构象。,四、烷烃的性质,1. 物理性质 2. 化学性质 相对稳定在室温下不与强酸、强碱、强氧化剂反应，在特定条件下仍可反应。,（1）氧化与燃烧（oxidation and combustion）,瓦斯爆炸

7、,（2）卤代反应（halogenation),反应活性：F2Cl2Br2I2 反应条件：光照或加热,反应机理（reaction mechanism） Homolytic cleavage 一取代环己烷，取代基处于e键为优势构象; 多元取代环己烷，在符合其构型的情况下， 取代基处于e键较多者为优势构象; 4. 环上有不同取代基时，大基团处于e键稳定。,练习：,1) 反-1,2-二甲基环己烷；2) 顺-1,4-二甲基环己烷；,1),2),优势构象,3) 顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷的优势构象,优势构象,天然烷烃 甲烷：制备乙炔、一氧化碳和氢气、天然气 石油中的烷烃：“石油醚不是醚” 生物体中的烷

8、烃：蜂蜡、水果蔬菜的腊层、昆虫的外激素、性引诱激素（第三代农药）,第三章 不饱和脂肪烃,Unsaturated Hydrocarbon,掌握烯烃和炔烃的命名、顺反异构、Z/E异构及次序规则； 掌握烯炔的结构特点,了解亲电加成反应机理； 熟悉诱导效应、共轭效应，掌握共轭二烯烃的结构和性质特点。,本章学习要求,丙烯基,烯丙基,CH2=CH2,乙烯基,异丙烯基,一、烯烃和炔烃的命名,乙炔基,第一节 烯烃和炔烃(alkenes and alkynes),1 、含双键或三键的最长碳链为主链，从距双键或三键最近的一端将主链碳原子编号，称某烯或某炔。,4,4-二甲基-2-乙基-1-己烯,1,2,3,4,5,

9、6,2、分子中同时含有双键和三键时, 二者位次不同，以位次小者定为最低序位；二者位序相同时， 以烯键为最低序位，但词尾次序均为某烯-炔。,3-甲基-1-庚烯-5-炔,1-戊烯-4-炔,3-甲基-2-乙基-1-丁烯,2,4-二甲基-2-己烯,3-甲基-1-丁炔,3-甲基-6-乙基-1, 4-环己二烯,1, 6-二甲基-1-环己烯,3-甲基-1-环己烯,1,3-环戊二烯,练习：命名下列化合物,2-乙基-1-丁烯,2,4-二甲基-1-戊烯,2,3,5-三甲基-4-乙基-2-己烯,3-甲基-1-庚烯-5-炔,70,二、烯烃和炔烃的分子结构,例：乙烯的分子结构,sp2 杂化,71,乙 烯,72,sp 杂

10、化,乙炔的分子结构,73,乙 炔,三、烯（炔）烃的异构现象(isomerism),如丁烯 : C4H8,位置异构,碳链异构,1. 烯烃的顺反异构(cis /trans isomerism),相同的原子或基团在双键 同侧为顺式，异侧为反式。,顺反异构的形成条件:,分子中必须含有限制键自由旋转的因素。 如 C=C、环等。,(2) 每个受阻的碳原子（如双键碳原子） 必须连接不同的原子或基团。,判断下列化合物有无顺反异构，并命名。,反-2-丁烯,2-甲基-2-丁烯,反-1,3,5-己三烯,顺-1,3,5-己三烯,CH2=CH-CH= CH- CH=CH2 有无顺、反异构？,顺 or 反？,（1）按原子序数的大小排列，原子序数大的优先。,2. Z/E标记法IUPAC命名规则,优先原子或基团在双键同侧为Z，异侧为E。,Z-2-氯-1-溴丙烯,E-2-氯-1-溴丙烯,（2）如果第一原子序数相同，再比较其次相连原子的原子序数，大者优先，重键重复计数，并依此类推。,Z-3-甲基-4-异丙基 -3-庚烯,2Z,4E-2,4-庚二烯,用Z/E法区分：,1）,2）