第二章、烷烃讲义.ppt

第二章 烷烃,烃：仅有碳和氢两种元素组成的化合物,第一节 烷 烃,一、烷烃的结构,（一）碳原子均为sp3 杂化,甲烷的球棒模型,乙烷:,在乙烷分子中形成6个σ Csp3 －Ｈ1s,1个σ Csp3 －Csp3,（二）烷烃的通式和同系列,1、 通式 ： CnH2n+2,2、 同系列(homologous series) 具有相同分子通式和结构特征的一系列化合物,3、同系物(homolog) 同系列中的各化合物互称为 同系物,（三）碳原子的种类,1,2,伯碳原子( 1° )：1、5、6、7、8 仲碳原子( 2° ) ：4 叔碳原子( 3° ) ：3 季碳原子( 4° ) ：2,3,4,5,6,7,8,伯氢原子( 1°H )： 仲氢原子( 2° H) 叔氢原子( 3° H),,二. 命名：( N ),,（1）普通命名法：只适合于直链及部分带侧链的烷烃 直链烷烃的命名：,1~10碳： 甲， 乙，丙，丁，戊，己，庚，辛，壬，癸,C10以上用中文数字表示碳原子数目,C11H24 ：正十一烷 C12H26 ：正十二烷 C20H42 ：正二十烷,含侧链烷烃的命名,若在链的一端含有 且无其它侧链的烷烃，则按 碳原子总数叫做异某烷(iso- 或i)。

若具有基团 且无其它侧链的含五或 六个碳原子的烷烃，分别命名为新戊 烷及新己烷(neo-)2）系统命名法： a. 主链的选择：,选择含取代基多的碳链,b.主链的编号：,取代基编号的位次最小,2，6-二甲基-5-乙基辛烷,叔丁基 异丙基 异丁基 丁基 丙基 乙基 甲基,c.书写取代基的规则（优先次序）-（复杂基团后列出）,,,正丁基(n-),仲丁基(sec-),异丁基( iso-),CH2,,,亚甲基,CH,,,,次甲基,例如: 4-甲基-3-乙基庚烷 3,4-二甲基-5-乙基庚烷,2 , 3 , 3 , 5 – 四甲基己烷,如果含有几个相同的取代基时，把它们合并起来，取代基的数目用二、三、四……等表示，写在取代基的前面，其位次必须逐个注明，位次的数字之间要用“，”隔开当具有相同长度的链可作为主链时，则应选择具有支链数目最多的链作为主链2，3， 5 – 三甲基– 4 – 丙基庚烷,*普通命名法与系统命名法的区别： 正丁烷 新戊烷,异丁烷(2 - 甲基丙烷),新己烷,2,2 - 二甲基丙烷,2,2 - 二甲基丁烷,,6个σ Csp3 －Ｈ1s 1个σ Csp3 － Csp3,第二节 构象异构体,乙烷分子中两个甲基围绕碳碳σ键旋转时，其氢原子在空间的相对位置将不断改变，形成无数个不同的空间排列方式，这种通过单键旋转而引起不同的排列方式叫构象，它们互为构象异构体或称旋转异构体。

一) 乙烷的构象 CH3CH3,乙烷的交叉式构象模型,乙烷的重叠式 构象模型,交叉式构象 重叠式构象 乙烷的锯架式( perspective formula ) 投影式( projection formula ),交叉式构象 重叠式构象 乙烷的纽曼投影式 ( Newman projection formula ),12.6kJ/mol,(二) 正丁烷的构象,4,画出1，2-二氯乙烷的优势构象式,,练习：下列哪一对化合物是等同的四、烷烃的物理性质,有机物的物理性质，通常包括沸点、熔点、溶解度、密度、折光率、比旋光度等，烷烃同系物的物理性质通常随碳原子数的增加呈现规律性的变化 在室温下，C1~C4的正烷烃为气体，C5～C6的正烷烃为液体，C17以上的正烷烃则为固体三 化学性质,(一） 氧化和燃烧热：（彻底氧化和部分氧化） （二）裂解 A、热裂解（750 以上） B、催化裂解（450 以内）,℃,℃,（三） 卤代反应 （Halogenation):,烷烃氯代反应历程：,.,烷烃卤代反应的取向,1-氯丙烷,2-氯丙烷,43%,57%,氢原子的相对活性:,仲氢 / 伯氢 =（57/2）/（43/6）= 4 / 1,Cl2光照,25 ℃,Cl2光照,25 ℃,2-甲基-1-氯丙烷,2-甲基-2-氯丙烷,64%,36%,叔氢与伯氢的相对活性:,叔氢/伯氢=（36/1）/（64/9）=（5.1/1）,实践结果表明：叔、仲、伯氢在室温时的相对活性为5：4：1，即每个伯、仲、叔氢被氯取代生成相应氯代烷底相对比例。

这说明 ，烷烃的氯代，在室温下有选择性光照,127 ℃,1-溴丙烷,2-溴丙烷,3%,97%,光照,127 ℃,2-甲基-1-溴丙烷,2-甲基-2-溴丙烷,痕量,＞ 99%,溴代反应中，也遵循叔氢＞仲氢＞伯氢的反应活性，相对活性为1600：82：1，溴的选择性比氯强烷烃卤代反应的取向,碳链较长的烷烃发生氯代或溴代反应时，可生成各种异构体的混合物氯的活泼性较大，但选择性较差，所以在氯代反应中各种异构体间的比例相差不大；溴的活泼性较小，但选择性强，因而溴代反应产物中的一种异构体会占很高的比例4、烷基自由基的构型与稳定性,叔（ 3° ） 仲（ 2°） 伯（ 1°）,稳定性增强（由离解能数据得出）,,六、重要的烷烃 1.石油 醚 低级烷烃混合物,重要有机溶剂 2.液体石蜡（ 18～24个 C） 烷烃混合物,透明液体,在体内不吸收,用作 肠道润滑的腹泻剂. 3.凡士林（ 18～22个 C） 软膏状半固体,不被皮肤吸收,用作软膏类药物基质,。