05材料15章5-6.ppt
作业P496习题2的1.b,d,e,f,n,o,p,q2.a,b,c,d,e,f,3.a,bcd,f,g,hi,j,k,l,o,qP501习题7的1键长/nmCCC=C乙烯0.1540.1343共轭二烯烃0.1480.134结论：结论：键长趋于平均：双键变长，单键变短2/4/20231二、脂肪烃和脂环烃的命名二、脂肪烃和脂环烃的命名（一）（一）习惯习惯命名法命名法(普通命名法，只适用于简单结构)十个碳以下用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸；十个碳以上用十一、十二表示碳原子数目以前缀“正”（n）、“异(i,或iso)”、“新”区分异构体：直链为“正”；仅在一末端有(CH3)2CH无其它支链的为“异”；“新”专指具有(CH3)3C的含五、六个碳原子构烃。例2/4/20232（二）（二）衍生物命名法衍生物命名法(只适用于简单结构)原则原则把复杂化合物看成简单化合物的衍生物(derivative)烃基烃基烃分子中去掉一个氢剩余的部分称为烃基。例2/4/20233规定规定母体选择的原则 分子中连接烃基最多的碳原子或官能团作为母体 母体名称是同系列中最简单的化合物(甲烷，乙烯，乙炔)母体上的烃基排列次序按从小到大次序排列，合并相同烃基，写出烃基个数。例2/4/20234（三）（三）系统命名法系统命名法（80年原则）（1）选选择择母母体体主主链链含官能团、最长、支链最多碳链为母体主链（烷烃无官能团）（2）主主链链编编号号“最低系列原则”：先保证官能团位次最小；其次使小支链或取代基位次尽可能小（3）次序规则）次序规则(sequencerule)取代基在次序规则中的排序（a）取代基或官能团第一个原子按原子序数排列：大者为“较优基团”；同位素质量高者较优：IBrClSFONCDH(孤对电子，视其原子序数为0)（b）第一个原子相同，比较相连的第二，三、四个，比出差别：CH2CH3CH3(C,H,HH,H,H)；CH2ClCH2OH(Cl,H,HO,H,H)；C(CH3)3CH(CH3)2CH2CH3CH32/4/20235（c）支链或取代基有重键时，拆开重键，连上相同的原子比较常见基团中存在以下优先次序（4）母母体体烃烃命命名名取代基按从小到大的顺序放在母体前面，用主链碳原子编号标明位次，位次与取代基间用半字线“”隔开。相同取代基或官能团合并，用大写数字表示数目，逐个标明位次，各位次间用逗号“，”分开。官能团的位次标明后，根据母体碳原子个数和官能团写出化合物名称2/4/20236双、叁键同时存在于主链时，应使双、叁键位次尽可能低。当双、叁键位次有选择时，使双键位次较低，命名时烯前炔后：2/4/20237（5）顺）顺 反命名法和反命名法和Z E命名法命名法 顺顺-反式命名反式命名相同的原子或基团处于双键或环的同侧，称顺式（cis），反之称反式（trans）。例2/4/20238Z-E命名命名适用范围双键或环连接的四个原子或基团都不相同时，无法用顺反命名法，可用ZE命名法。例方法比较较优基团：处于双键同侧，构型为Z；处于双键异侧，构型为E2/4/20239三、脂肪烃的物理性质三、脂肪烃的物理性质（自学为主）物物理理性性质质状态、(相对)密度、熔点、沸点、折射率、溶解度及波谱性质。纯物质的物理性质称为物理常数(physicalconstant)（一）烷烃的物理性质（一）烷烃的物理性质（1）物态常温下C1C4的直链烷烃为气体；C5C16的直链烷烃为液体；C17以上的直链烷烃是固态（2）沸点随相对分子质量增加，色散力增大，沸点相应增加异构体中支链烷烃比直链烷烃沸点低；支链越多，沸点越低；支链数目相同者，分子对称性越好，沸点越高原因有支链，空间阻碍增大，分子接触面减小，色散力减弱2/4/202310名称分子式熔点/沸点/相对密度（d204）折射率（n20D）甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷二十烷一百烷CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22C20H42C100H202182.6172.0187.1135.0129.795.390.556.853.729.736.4115.2161.688.642.20.536.168.998.4125.6150.7174.0342.70.4240.5460.5010.5790.62630.65940.68370.70280.71790.72980.77971.35621.35771.37501.38771.39761.40561.41201.43072/4/202311（3）熔点）熔点随着相对分子质量增大而增加含偶数碳原子烷烃的熔点比奇数碳原子的熔点升高较多(原因：有较高对称性)支链烷烃比同分异构的直链烷烃熔点低。但对称性特高的支链烷烃比同碳数的直链烷烃烃熔点要高。如新戊烷熔点（16.6）比戊烷（129.7）高。原因：对称性高者排列较紧密，熔点较高2/4/202312（4）相相对对密密度度都小于1；随着相对分子质量增加，相对密度增大；异构体中支链增多，相对密度降低（5）溶溶解解度度不溶于水，易溶于有机溶剂，符合“相似者相溶”（6）折折射射率率折射率是光通过空气和介质的速率比，与有机物结构有关。温度和光源确定，是常数（二）其它脂肪烃的物理性质（二）其它脂肪烃的物理性质 烯烃和炔烃似烷烃相似：非极性物，不溶于水，易溶于有机溶剂，相对密度小于1，沸点和相对密度随着相对分子质量的增加而递升。但烷烃、烯烃和炔烃之间的物理性质有差异，例，烷烃、烯烃和炔烃的极性逐渐增大；烯烃有顺反异构体，通常反式异构体比顺式异构体有较高的熔点和较低的沸点2/4/202313四、脂肪烃和脂环烃的化学性质四、脂肪烃和脂环烃的化学性质概况概况烷烃性质稳定，常温与强酸、碱、氧化剂和强还原剂不反应原因：键键能大，稳定烯烃和炔烃活泼，官能团影响附近原子的性质。例，烯烃的氢和炔烃的炔氢-CCH有特殊性质原因：键键能小，不稳说明：与官能团直接相连的碳称碳，依次为、。碳上的氢称氢。例（重要，多次用到）CH3CH2CH2CH2CH=CH2CH3CH2CH2CH2COOHCH3CH2OH注意性质与物质制备之间的关系2/4/202314官官能能团团(functionalgroup)分子中比较活泼而容易发生反应的原子或基团。主要按官能团分类讨论官能团结构官能团名称化合物类别官能团结构官能团名称化合物类别双键烯烃酮基酮CC三键炔烃NO2硝基硝基化合物OH羟基醇或酚NH2(-NHR1，-NR2)氨基胺X(F，Cl，Br，I)卤原子卤代烃CN氰基腈(C)O(C)醚基醚COOH羧基羧酸醛基醛SO3H磺酸基磺酸2/4/202315（一）氧化反应（一）氧化反应(oxidationreaction)1.烷烃和环烷烃的氧化烷烃和环烷烃的氧化不被氧化剂（KMnO4或O3）氧化完全氧化完全氧化皆可燃烧成二氧化碳和水燃料。例CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O+cHm烷烃每个亚甲基（CH2）燃烧焓为660kJmol1，环丙、丁烷、戊烷、己烷分别为697、686、664和659kJmol1。原因：环的稳定性依次增大部分氧化部分氧化催化剂存在，可部分氧化成醇、醛酮和酸。例，以石蜡为原料在MnO2及110下制得高级脂肪酸RCH2CH2R+O2RCOOH+RCOOH+其他羧酸2/4/2023162.烯烃和炔烃的氧化烯烃和炔烃的氧化（1）高锰酸钾氧化）高锰酸钾氧化冷、稀的碱性或中性KMnO4可氧化烯烃成顺式邻二醇。酸性、浓KMnO4热溶液可氧化烯烃成羧酸、酮或二氧化碳氧化炔烃成羧酸和二氧化碳应用(1)变色区别饱和与不饱和烃；(2)推测烯、炔烃结构2/4/202317(2)臭氧氧化臭氧氧化烯烃经臭氧（O3）氧化后，在锌粉存在下水解，得醛或酮炔烃被氧化为羧酸和二氧化碳2/4/202318（3）催化氧化）催化氧化 工业乙烯催化氧化制环氧乙烷其它烯烃不能用银催化氧化，用H2O2或过氧酸催化氧化，得环氧化合物。例烯烃的氢在一定温度压力下，可催化氧化成醛或腈工业生产重要有机合成中间体丙烯醛和丙烯腈主要方法。分子中有碳碳双键，可作为单体进行聚合，得不同性质和用途的高聚物2/4/202319（二）取代反应（二）取代反应1.卤代反应卤代反应烃中氢被其它原子(团)取代的反应称取代反应，被卤原子替代称卤代反应(halogenationreaction)或卤化反应（1）烷烃的卤代反应）烷烃的卤代反应室温或暗处不反应；高温或光照反应甲烷与氯甲烷与氯强光剧烈反应(爆炸)成碳和氯化氢漫射光、热或催化剂，逐个取代控制投料比或时间，得某一种氯代烷2/4/202320其他其他烷烃与氯烷烃与氯实验伯、仲、叔氢的相对活性：叔氢仲氢伯氢甲烷的氢原因原因初步初步分析分析与CH键的解离能Ed有关Ed/kJmoL1439.6405.8393.3376.6碳自由基稳定性次序叔自由基（3R）仲自由基（2R）伯自由基（1R）甲基自由基（CH3）2/4/202321卤素取代的活性次序卤素取代的活性次序活性次序F2Cl2Br2I2说明氟代太剧烈，碘代可逆，最多用氯代和溴代。溴代活性小于氯，选择性优于氯代(有机合成中有用。原因：溴不活泼，只能与较活泼的氢反应2/4/202322（2）烷烃卤代反应的机理）烷烃卤代反应的机理 反反应应机机理理(reactionmechanism)也称反应历程，是对反应所经历的过程、步骤和途径的详细描述和理论解释甲烷氯代的反应机理甲烷氯代的反应机理反应条件黑暗不反应，强光爆炸；是自由基反应链引发链传递直至生成CHCl3和CCl4，反应物渐被消耗链终止2/4/202323自由基反应自由基反应(链反应链反应)的特点的特点皆由链的引发、链的传递(增长)和链的终止三步组成。链的引发是控制步骤常用的引发剂有：热引发剂和光引发剂：过氧化苯甲酰，偶氮化合物(如偶氮二异丁腈)少量的阻滞剂可显著降低反应的速率反应速率与容器的大小和形状有关2/4/202324烷烃氯代反应应用示例烷烃氯代反应应用示例十二烷基苯磺酸钠的的原料氯代十二烷的合成C12H26+Cl2C12H25Cl+HCl(120)环烷烃的卤代反应环烷烃的卤代反应(与脂肪烃相似)2/4/2023252.烯烃的卤代反应烯烃的卤代反应概况概况烯烃的氢受双键影响，在高温或光照条件下，易与卤素取代发生自由基反应烯丙基型-氢原子常比叔氢原子还易被取代应用应用反应(1)是工业上物产3-氯-1-丙烯的方法。它主要用于制备烯丙醇、环氧氯丙烷和甘油2/4/2023263.炔氢的取代反应炔氢的取代反应炔氢的弱酸性炔氢的弱酸性概况炔烃叁键的碳sp杂化，s成分较多，离原子核近，核的引力强，电负性大。杂化轨道电负性次序sp(3.29)sp2(2.75)sp3(2.48)脂肪烃CH键酸性强弱次序为CHC-HCH2=CH-HCH3CH2-H结论炔氢(乙炔或端位炔烃)的酸性比氨强，比水和乙醇弱H2OC2H5OHHCCHNH3H2C=CH2H3CCH3pKa15.716253436.5422/4/202327反应炔氢可与碱金属（Li、Na、K）或强碱（如氨基钠）反应。产物：金属炔化物应用炔化钠是强碱，也是强亲核试剂(有机合成中间体)。例，伯卤代烷发生亲核反应，将低级炔烃转变为较高级炔烃2/4/202328炔烃的鉴定炔烃的鉴定现象炔氢可被硝酸银或氯化亚铜的氨溶液中Ag+或Cu+取代，生成炔化银白色沉淀或炔化亚铜棕红色沉淀反应灵敏，可鉴别炔氢。例，鉴定RCCR和RCCH注意产物在干燥状态或受撞击易爆炸，实验结束用稀硝酸处理(分解为原炔烃)CH3CH2CCAg+HNO3CH3CH2CCH+AgNO32/4/202329作业P501习题7的12006年11月3日,5-6到此止2/4/202330
