饱和烃优秀PPT.ppt

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1、/1第二章第二章 饱和烃饱和烃主要内容主要内容主要内容主要内容uu 烷烃的烷烃的烷烃的烷烃的通式通式通式通式、同系列和构造异构体、同系列和构造异构体、同系列和构造异构体、同系列和构造异构体uu 烷烃的烷烃的烷烃的烷烃的命名命名命名命名（普通命名法，（普通命名法，（普通命名法，（普通命名法，IUPACIUPAC命名法）命名法）命名法）命名法）uu 烷烃的烷烃的烷烃的烷烃的结构结构结构结构、构象及其表示法、构象及其表示法、构象及其表示法、构象及其表示法uu 烷烃的物理、化学烷烃的物理、化学烷烃的物理、化学烷烃的物理、化学性质性质性质性质和和和和制备制备制备制备方法方法方法方法/2一一一一.烷烷烷烷

2、 烃烃烃烃（Alkanes,Alkanes,）同系列：有相同通式、同系列：有相同通式、同系列：有相同通式、同系列：有相同通式、组成上组成上组成上组成上相差一个或多个相差一个或多个相差一个或多个相差一个或多个 CHCH2 2的一系列化合物。的一系列化合物。的一系列化合物。的一系列化合物。同系物：同系列中的化合物为同系物：同系列中的化合物为同系物：同系列中的化合物为同系物：同系列中的化合物为同系物。同系物。同系物。同系物。l l 烷烃的通式烷烃的通式烷烃的通式烷烃的通式：C Cn nH H2n+22n+2 （例：（例：（例：（例：CHCH4 4,C,C2 2H H6 6,C,C3 3H H8 8,

3、C,C4 4H H1010,）同系列同系列同系列同系列（同系物（同系物（同系物（同系物,Homologs,Homologs）碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物烃烃烃烃 （hydrohydrocarboncarbons s）烷烃烷烃烷烃烷烃烃类烃类（烷烃、烯烃、炔烃、芳烃）（烷烃、烯烃、炔烃、芳烃）l又叫饱和烃，又叫饱和烃，C原子的四个价键完全被原子的四个价键完全被H原子或原子或C原子所原子所饱和。饱和。/3l l 同分异构现象和同分异构体同分异构现象和同分异构体同分异构现象和同分异构体同分异构现象和同分异构体/4 C4 C4 以上烷烃出现同分异构现象以上烷烃出现同分异构现象以上烷烃出现同

4、分异构现象以上烷烃出现同分异构现象(P26(P26表表表表2-1)2-1)C6H14C20H42366,319化合物含有的碳原子数和原子种类越多化合物含有的碳原子数和原子种类越多,同分异构体越多。同分异构体越多。Kekule结构式结构式 缩略式缩略式 碳架式碳架式 烃的表示方法：烃的表示方法：/51 11 12 21 11 11 12 22 21 11 13 34 44 41 11 11 11 11 11 11 1l l 烷烃中碳原子和氢原子的分类烷烃中碳原子和氢原子的分类烷烃中碳原子和氢原子的分类烷烃中碳原子和氢原子的分类 分析下列化合物所含碳原子种类分析下列化合物所含碳原子种类分析下列化合

5、物所含碳原子种类分析下列化合物所含碳原子种类/61 C（伯碳，一级碳）（伯碳，一级碳）primary carbon2 C（仲碳，二级碳）（仲碳，二级碳）secondary carbontertiary carbon3 C（叔碳，三级碳）（叔碳，三级碳）4 C（季碳，四级碳）（季碳，四级碳）quaternary carbon1 H（伯氢）（伯氢）2 H（仲氢）（仲氢）3 3 H H（叔氢）（叔氢）（叔氢）（叔氢）与伯与伯,仲仲,叔碳原子相连的叔碳原子相连的H H原子原子,分别称为分别称为 伯伯,仲仲,叔叔H H原子原子/7 碳原子种类的碳原子种类的碳原子种类的碳原子种类的扩展扩展扩展扩展1 1

6、自由基自由基自由基自由基（伯自由基）（伯自由基）（伯自由基）（伯自由基）2 2 自由基自由基自由基自由基（仲自由基）（仲自由基）（仲自由基）（仲自由基）3 3 自由基自由基自由基自由基（叔自由基）（叔自由基）（叔自由基）（叔自由基）1 1 碳负离子碳负离子碳负离子碳负离子（伯碳负离子）（伯碳负离子）（伯碳负离子）（伯碳负离子）3 3 碳正离子碳正离子碳正离子碳正离子（伯碳正离子）（伯碳正离子）（伯碳正离子）（伯碳正离子）/8l l 烷烷烷烷 基基基基正正正正烷烷烷烷基基基基：去去去去掉掉掉掉一一一一个个个个直直直直链链链链烷烷烷烷烃烃烃烃末末末末端端端端氢氢氢氢原原原原子子子子的的的的原原原原

7、子子子子团团团团。“正正正正”(n n n n-）烷烃烷烃烷烃烷烃去掉一个氢原子去掉一个氢原子去掉一个氢原子去掉一个氢原子后留下的原子团后留下的原子团后留下的原子团后留下的原子团烷烃烷烃烷烃烷烃烷基烷基烷基烷基仲烷基仲烷基：去掉一个仲氢原子所得的烷基。用：去掉一个仲氢原子所得的烷基。用“仲（仲（sec-sec-）表示）表示叔叔烷基：烷基：去掉一个叔氢原子所得的烷基去掉一个叔氢原子所得的烷基.命名时命名时用用“叔叔”（tert,tert,或或t t）表示。）表示。/9例如例如:叔戊基叔戊基异戊基异戊基新新戊基戊基正戊基正戊基正戊烷正戊烷异戊烷异戊烷新戊烷新戊烷/10一些烷基（一些烷基（alkyl

8、alkyl）结构及名称结构及名称(P27 P27 表表2-22-2)/11n n 普通命名法普通命名法普通命名法普通命名法按照含按照含按照含按照含C C的数目，称为甲、乙、丙的数目，称为甲、乙、丙的数目，称为甲、乙、丙的数目，称为甲、乙、丙.壬、癸、十一烷等。壬、癸、十一烷等。壬、癸、十一烷等。壬、癸、十一烷等。用于简单化合物的命名用于简单化合物的命名用于简单化合物的命名用于简单化合物的命名n n 系统命名法系统命名法系统命名法系统命名法 (IUPAC(IUPAC命名法命名法命名法命名法)（IUPACIUPAC:国际纯粹与应用化学联合会国际纯粹与应用化学联合会国际纯粹与应用化学联合会国际纯粹与

9、应用化学联合会）二二二二.烷烃的命名烷烃的命名烷烃的命名烷烃的命名新新新新己烷己烷己烷己烷异异异异己烷己烷己烷己烷正正正正己烷己烷己烷己烷？/122.IUPAC 命名规则命名规则(P28)“取代基位次”+“取代基名称”+“母体名称”1.选择最长的选择最长的C链作为链作为主链（看作母体）主链（看作母体），根据，根据C的数的数目称为某烷。如果出现两个等长的目称为某烷。如果出现两个等长的C链，则选择链，则选择取代取代基基多多的作为主链。的作为主链。2.编号规则，从靠近取代基的一端用数字（编号规则，从靠近取代基的一端用数字（1,2,3）进行编号，使取代基编号进行编号，使取代基编号依次依次最小。最小。1

10、2345678876543212,5,72,4,7/133.书写规则，用编号标明取代基的位置，当两个取代基书写规则，用编号标明取代基的位置，当两个取代基 在同一个在同一个C上时，每一个都要用相同的编号标明它们上时，每一个都要用相同的编号标明它们 的位置，并把相同的取代基合并。的位置，并把相同的取代基合并。876543212,7-二二甲基甲基-4-乙基乙基辛烷辛烷另外，已知名称写构造式，另外，已知名称写构造式，先看几烷，写出几个先看几烷，写出几个C的主的主链，然后对应着加上各取代链，然后对应着加上各取代基，再按命名法则检验。基，再按命名法则检验。补充：补充：（1）相同支链要合并，阿拉伯数字之间加

11、逗号）相同支链要合并，阿拉伯数字之间加逗号“，”阿拉伯数字与汉字之间添短线阿拉伯数字与汉字之间添短线“-”。（2）多个支链书写顺序：按）多个支链书写顺序：按“顺序规则顺序规则”小前大后。小前大后。/14把构造式中把构造式中连续连续的的最长碳链最长碳链作为母体称为作为母体称为某烷某烷.例例1 1：命名下列化合物命名下列化合物3-甲基甲基-5-乙基乙基辛烷辛烷/15例例2 2：六个碳的主链上有四个取代基，六个碳的主链上有四个取代基，六个碳的主链上有两个取代基六个碳的主链上有两个取代基2,5-2,5-二甲基二甲基-3,4-3,4-二乙基己烷二乙基己烷/16烷烃（系统命名）烷烃（系统命名）*（重点重点

12、！）！）直链烷烃直链烷烃 （按碳原子数的多少直接称某烷）（按碳原子数的多少直接称某烷）支链烷烃的系统命名支链烷烃的系统命名A A）选主链）选主链。B B）编号码。）编号码。C C）名取代）名取代l选择构造式中连续的最长（等长最多）碳链为主链。选择构造式中连续的最长（等长最多）碳链为主链。l取代基编号取代基编号依次依次最小。最小。l取代基相同合并，不同简在前，注意取代基相同合并，不同简在前，注意 ,-,-。/17总结例题总结例题.命名下列烷烃命名下列烷烃1 2 3 4 5 6 7 8 9-4-4-异丙基异丙基A A）选主链。）选主链。B B）编号码。）编号码。C C）名取代。）名取代。壬烷壬烷2

13、 2，6 6，6 6-三甲基三甲基/182，4-二甲基二甲基-3-乙基庚烷乙基庚烷 3,3二甲基丁烷二甲基丁烷 命名下列各化合物或写出结构式命名下列各化合物或写出结构式 1）2）课内习题课内习题3,3,4,5-四甲基四甲基-4-乙基庚烷乙基庚烷3）/19（1 1）形状：一头大，一头小。）形状：一头大，一头小。（2 2）成分：每一个轨道含）成分：每一个轨道含1/41/4s s，3/4p3/4p成分。成分。（3 3）易于成键：成键时，轨道重叠程度大于单纯）易于成键：成键时，轨道重叠程度大于单纯s s或或p p轨道。轨道。（4 4）键角：等性杂化，各轨道间夹角均为）键角：等性杂化，各轨道间夹角均为1

14、09109.5.5。特特点点三、三、烷烃的烷烃的结构结构构成饱和烷烃的碳原子以构成饱和烷烃的碳原子以spsp3 3杂化轨道成键杂化轨道成键，为，为键。键。/20烷烷烷烷 烃烃烃烃 的的的的 结结结结 构构构构 模模模模 型型型型C:spC:sp3 3 杂化，成杂化，成杂化，成杂化，成 键键键键1=0.1nm1nm=10-9m/21键键：轴对称，键可：轴对称，键可“旋转旋转”。C C C CC C C C单键是可以旋转的单键是可以旋转的单键是可以旋转的单键是可以旋转的.单单单单键的旋转使分子中的原子或基团在键的旋转使分子中的原子或基团在键的旋转使分子中的原子或基团在键的旋转使分子中的原子或基团在

15、空间空间空间空间产生不同的排列（产生不同的排列（产生不同的排列（产生不同的排列（构象构象构象构象）/22四、构象（四、构象（conformationconformation）构象构象：一已知构型的分子，仅由一已知构型的分子，仅由单键的旋转单键的旋转而引起分而引起分子中的原子或基团在子中的原子或基团在空间空间的特定排列形式称为构象。的特定排列形式称为构象。构象异构体：构象异构体：单键旋转时会产生无数个构象，单键旋转时会产生无数个构象，这些构象互为这些构象互为构象异构体。构象异构体。乙烷的两种构象乙烷的两种构象/23比较比较构造异构和构象构造异构和构象异构异构/24l l 描述立体结构的几种方式描

16、述立体结构的几种方式描述立体结构的几种方式描述立体结构的几种方式伞形式伞形式伞形式伞形式锯架式锯架式锯架式锯架式NewmanNewman投影式投影式投影式投影式伞形式伞形式(透视式透视式)锯架式锯架式 (从斜侧面看分子模型的形象从斜侧面看分子模型的形象)NewmanNewman投影式投影式(从碳碳键轴的延长线上来观察从碳碳键轴的延长线上来观察 )/25构象有无数种，主要研究典型位置的构象：构象有无数种，主要研究典型位置的构象：重叠式、交叉式。重叠式、交叉式。（一）乙烷的构象（一）乙烷的构象/26键电子云排斥，键电子云排斥，键电子云排斥，键电子云排斥，内能较高内能较高内能较高内能较高（最不稳定）

17、（最不稳定）（最不稳定）（最不稳定）交叉式构象交叉式构象交叉式构象交叉式构象扭曲式构象扭曲式构象扭曲式构象扭曲式构象重叠式构象重叠式构象重叠式构象重叠式构象原子间距离最原子间距离最原子间距离最原子间距离最远远远远,内能较低内能较低内能较低内能较低（最稳定）（最稳定）（最稳定）（最稳定）（有无数个）（有无数个）（有无数个）（有无数个）乙烷构象能量变化图乙烷构象能量变化图:重叠式能量比交叉重叠式能量比交叉式高式高12.112.1KJ/molKJ/mol。/272.292.55 重叠式重叠式交叉式交叉式-12.5kJ/mol扭转张力扭转张力:重叠的重叠的 化学键之间电子云的相互斥力。化学键之间电子云

18、的相互斥力。空间张力空间张力：两个非键合的原子或原子团在空间产：两个非键合的原子或原子团在空间产 生相互排斥力（也叫范德华斥力）生相互排斥力（也叫范德华斥力）更稳定更稳定构象间能量差很小，所有不同构象在室温下都可互相转构象间能量差很小，所有不同构象在室温下都可互相转换换。多数以最稳定的交叉式存在，交：重。多数以最稳定的交叉式存在，交：重99:1.rH=1.2/28（二）丁烷的构象（二）丁烷的构象/29丁烷的构象丁烷的构象丁烷的构象丁烷的构象交叉式（交叉式（交叉式（交叉式（antianti）（对位交叉式）（对位交叉式）（对位交叉式）（对位交叉式）部分重叠式部分重叠式部分重叠式部分重叠式邻位交叉式

19、邻位交叉式邻位交叉式邻位交叉式（gauchegauche）全重叠式全重叠式全重叠式全重叠式邻位交叉式邻位交叉式邻位交叉式邻位交叉式（gauchegauche）甲基间距离甲基间距离最远最远(最稳定最稳定)较不稳定较不稳定较稳定较稳定甲基间距离最近甲基间距离最近（最不稳定）（最不稳定）/30稳定性：对位交叉式稳定性：对位交叉式 邻位交叉式邻位交叉式 部分重叠式部分重叠式 全重叠式全重叠式室温下，构象异室温下，构象异构体处于迅速转构体处于迅速转化的动态平衡，化的动态平衡，不能分离。不能分离。对位交叉占对位交叉占68%68%，邻位交叉占邻位交叉占32%32%，其余含量，其余含量极少。极少。/31 有机

20、物的物理性质通常是指有机物的物理性质通常是指:物态、沸点、熔点、密度、物态、沸点、熔点、密度、溶解度、折射率、比旋光度和光谱性质等。溶解度、折射率、比旋光度和光谱性质等。1.1.状态状态(常温常压下常温常压下)正烷烃正烷烃:C C1 1C C4 4 C C5 5C C1717 C C1818以上以上 气体气体 液体液体 固体固体2.2.沸点沸点(b.p.)b.p.)沸点主要与下列因素有关沸点主要与下列因素有关:分子间引力分子间引力:包括色散力，诱导力和取向力包括色散力，诱导力和取向力.分子的分子的极性越大极性越大,引力越大。引力越大。分子间是否形成分子间是否形成氢键氢键，氢键的影响明显。氢键的

21、影响明显。五、物理性质五、物理性质(P34)/32l直链烷烃随着碳数的增加直链烷烃随着碳数的增加,分子间色散力增大分子间色散力增大,因而因而 沸点逐渐升高沸点逐渐升高.同碳数的烷烃中同碳数的烷烃中,直链烃的沸点较高直链烃的沸点较高,支链越多支链越多,沸点越低沸点越低。3.3.熔点熔点(m.p.)m.p.)烷烃的熔点也随着碳数的增加而升高烷烃的熔点也随着碳数的增加而升高,但不像沸点但不像沸点变化那样有规律。变化那样有规律。4.4.密度密度 比水轻比水轻,1 gcm35.5.溶解性溶解性 根据根据“极性相似者相溶极性相似者相溶”的规律的规律,所有烷烃均不溶于水所有烷烃均不溶于水,易溶于非极性或弱极

22、性溶剂如乙醚、苯、易溶于非极性或弱极性溶剂如乙醚、苯、CClCCl4 4。/33 C C H H电负性电负性电负性电负性 2.5 2.5 2.22.2l l 烷烃的结构烷烃的结构烷烃的结构烷烃的结构 六、烷烃的化学性质六、烷烃的化学性质l l 一般一般一般一般情情情情况下烷烃化学性质况下烷烃化学性质况下烷烃化学性质况下烷烃化学性质不活泼、耐强酸碱不活泼、耐强酸碱不活泼、耐强酸碱不活泼、耐强酸碱、不与氧化不与氧化不与氧化不与氧化剂反应剂反应剂反应剂反应（常用作低极性溶（常用作低极性溶（常用作低极性溶（常用作低极性溶 剂）剂）剂）剂）l l 烷烃可与卤素发生烷烃可与卤素发生烷烃可与卤素发生烷烃可与

23、卤素发生自由基取代反应自由基取代反应自由基取代反应自由基取代反应（烷烃的重要反应（烷烃的重要反应（烷烃的重要反应（烷烃的重要反应!）spsp3 3 杂化杂化杂化杂化已饱和已饱和已饱和已饱和不能加成不能加成不能加成不能加成低极性共价键低极性共价键低极性共价键低极性共价键H H 酸性小酸性小酸性小酸性小不易被置换不易被置换不易被置换不易被置换/34工业上可控制不同反应条件，获得各种氯代物工业上可控制不同反应条件，获得各种氯代物l l 甲甲甲甲烷烷烷烷的的的的氯氯氯氯代代代代反反反反应应应应（一）烷烃的取代反应（一）烷烃的取代反应 烷烃烷烃RHRH中的氢原子被其它原子或基团取代的反应中的氢原子被其它

24、原子或基团取代的反应称为称为取代反应。取代反应。烷烃常见的取代反应有烷烃常见的取代反应有卤代卤代反应。反应。/35卤素与甲烷反应活性卤素与甲烷反应活性：F F2 2 Cl Cl2 2 Br Br2 2 I I2 2反应速率反应速率反应速率反应速率:F F2 2 Cl Cl2 2 Br Br2 2 I I2 2 （不反应）（不反应）（不反应）（不反应）F F2 2 ：反应过分剧烈、较难控制反应过分剧烈、较难控制反应过分剧烈、较难控制反应过分剧烈、较难控制ClCl2 2 ：正常（常温下可发生反应）：正常（常温下可发生反应）：正常（常温下可发生反应）：正常（常温下可发生反应）BrBr2 2 ：稍慢（

25、加热下可发生反应）：稍慢（加热下可发生反应）：稍慢（加热下可发生反应）：稍慢（加热下可发生反应）I I2 2 ：反应难进行，加入适当氧化剂才可反应难进行，加入适当氧化剂才可反应难进行，加入适当氧化剂才可反应难进行，加入适当氧化剂才可主要讨论的内容主要讨论的内容/36(二二)甲烷的卤代反应机理（反应机制，反应历程）甲烷的卤代反应机理（反应机制，反应历程）甲烷的卤代反应机理（反应机制，反应历程）甲烷的卤代反应机理（反应机制，反应历程）（Reaction MechanismReaction Mechanism）反应机理是对反应机理是对反应机理是对反应机理是对反应过程反应过程反应过程反应过程的详细描述

26、，应解释以下问题：的详细描述，应解释以下问题：的详细描述，应解释以下问题：的详细描述，应解释以下问题：l 反应条件起什么作用？反应条件起什么作用？反应条件起什么作用？反应条件起什么作用？l l 决速步骤是哪一步？决速步骤是哪一步？决速步骤是哪一步？决速步骤是哪一步？l l 副产物是如何生成的？副产物是如何生成的？副产物是如何生成的？副产物是如何生成的？l 反应是如何开始的？反应是如何开始的？反应是如何开始的？反应是如何开始的？l l 产物生成的合理途径？产物生成的合理途径？产物生成的合理途径？产物生成的合理途径？l l 经过了什么中间体？经过了什么中间体？经过了什么中间体？经过了什么中间体？l

27、 l 了解影响反应的各种因素，最大限度地提高反应的产率。了解影响反应的各种因素，最大限度地提高反应的产率。了解影响反应的各种因素，最大限度地提高反应的产率。了解影响反应的各种因素，最大限度地提高反应的产率。l l 发现反应的一些规律，指导研究的深入。发现反应的一些规律，指导研究的深入。发现反应的一些规律，指导研究的深入。发现反应的一些规律，指导研究的深入。什么是反应机理：什么是反应机理：什么是反应机理：什么是反应机理：研究反应机理的意义：研究反应机理的意义：研究反应机理的意义：研究反应机理的意义：/37（1 1）甲烷卤代反应机理）甲烷卤代反应机理-自由基链式反应自由基链式反应/38均裂生成自由

28、基，均裂生成自由基，可见光波足以引发可见光波足以引发卤代反应的自由基机理卤代反应的自由基机理/39消耗旧自由基，生成新自由基，反复循环。消耗旧自由基，生成新自由基，反复循环。决速步骤决速步骤决速步骤决速步骤/40自由基反应自由基反应“三步曲三步曲”：链引发；链引发；链增长链增长；链终止链终止/41l l 甲烷的甲烷的甲烷的甲烷的氯代氯代氯代氯代反应机理的表达反应机理的表达反应机理的表达反应机理的表达自由基型自由基型自由基型自由基型链反应（链反应（链反应（链反应（chain reactionchain reaction）/42（2 2）甲基自由基的结构）甲基自由基的结构(CH(CH3 3-)甲基

29、甲基C C：SP SP3 3杂化杂化(CH(CH3 3)甲基自由基甲基自由基C C：SP SP2 2杂化杂化C/43n n 过渡态理论过渡态理论过渡态理论过渡态理论在化学反应中，反应物相互接近，总是先达到一势能最高点在化学反应中，反应物相互接近，总是先达到一势能最高点在化学反应中，反应物相互接近，总是先达到一势能最高点在化学反应中，反应物相互接近，总是先达到一势能最高点（活化能活化能活化能活化能，相应结构称为，相应结构称为，相应结构称为，相应结构称为过渡态过渡态过渡态过渡态），然后再转变为产物。），然后再转变为产物。），然后再转变为产物。），然后再转变为产物。例：机理步骤例：机理步骤例：机理步

30、骤例：机理步骤(2)(2)(2)(2)过渡态过渡态过渡态过渡态势能增加势能增加势能降低势能降低势能最高势能最高（三）甲烷卤代反应过程中的能量变化三）甲烷卤代反应过程中的能量变化 -活化能和过渡态活化能和过渡态/44E Ea a即过渡态与反应物之间的能量差。即过渡态与反应物之间的能量差。活化能活化能E Ea a越小，反应越易进行，反应速度也越小，反应越易进行，反应速度也越快。越快。E Ea a大的反应就不易进行，反应速度也慢。它是大的反应就不易进行，反应速度也慢。它是反应进行所需要的最低能量反应进行所需要的最低能量/45过渡态过渡态过渡态过渡态：反应物转变为产物的中间状态，反应物转变为产物的中间

31、状态，反应物转变为产物的中间状态，反应物转变为产物的中间状态，（推测的）势能推测的）势能推测的）势能推测的）势能最高处的原子排列，最高处的原子排列，最高处的原子排列，最高处的原子排列，寿命寿命寿命寿命=0=0=0=0，无法测得。，无法测得。，无法测得。，无法测得。中间体：中间体：中间体：中间体：反应中生成的反应中生成的反应中生成的反应中生成的寿命较短寿命较短寿命较短寿命较短的分子、离子或自由基，的分子、离子或自由基，的分子、离子或自由基，的分子、离子或自由基，中间体一般很活泼，但可通过实验方法观察到。中间体一般很活泼，但可通过实验方法观察到。中间体一般很活泼，但可通过实验方法观察到。中间体一般

32、很活泼，但可通过实验方法观察到。对对对对比比比比过渡态过渡态过渡态过渡态与与与与中间体：中间体：中间体：中间体：过渡态过渡态过渡态过渡态自由基自由基自由基自由基中间体中间体中间体中间体/46其它烷烃的卤代反应更复杂，如：其它烷烃的卤代反应更复杂，如：（四）其它烷烃的卤代反应（四）其它烷烃的卤代反应/47若继续反应，产物种类更多。若继续反应，产物种类更多。/48（五）（五）反应活性反应活性与与选择性选择性 烷烃的溴化反应与氯化反应相比，往往能得到更烷烃的溴化反应与氯化反应相比，往往能得到更多的多的叔和仲氢原子叔和仲氢原子被取代的溴代物。被取代的溴代物。卤素的活性对氢的选择性卤素的活性对氢的选择性

33、在有机反应中，对于相同的底物，在有机反应中，对于相同的底物，活性小的试剂有较活性小的试剂有较强的选择性强的选择性。溴自由基的活性较低，选择性较好。溴自由基的活性较低，选择性较好。/49（六）卤化反应的六）卤化反应的取向取向与自由基的与自由基的稳定性稳定性 高级烷烃由于可以生成各种异构体而使反应变得复杂，高级烷烃由于可以生成各种异构体而使反应变得复杂，这些异构体是由于烷烃上不同的氢原子被取代而生成的。这些异构体是由于烷烃上不同的氢原子被取代而生成的。/50为何出现以上特点？为何出现以上特点？各种氢的相对活性不同各种氢的相对活性不同各种氢的相对活性：各种氢的相对活性：3 3 H H 2 2 H 1

34、H 1 H H 从产物比率可以算出不同种类氢的相对活性，从产物比率可以算出不同种类氢的相对活性，若以伯氢的活性为若以伯氢的活性为1，则仲氢、叔氢的相对活，则仲氢、叔氢的相对活性为：性为：仲氢仲氢 伯氢伯氢=28/2(34+16)/9=2.8，叔氢叔氢 伯氢伯氢=22(34+16)/9=4.0。/51C-HC-H键的离解能键的离解能;自由基的稳定性。自由基的稳定性。C-HC-H键的离解能键的离解能：能量低者易离解。能量低者易离解。相对活性顺序的理论解释相对活性顺序的理论解释：/52离解能低者易形成自由基，自由基也相对稳定，离解能低者易形成自由基，自由基也相对稳定，因此，烷烃分子中活泼氢被卤代的几

35、率大。因此，烷烃分子中活泼氢被卤代的几率大。七七 烷烃的主要来源和制法烷烃的主要来源和制法(自学自学)氢原子的活泼性：氢原子的活泼性：3 3 H H2 2 H H1 1 H H；自由基的稳定性：自由基的稳定性：3 3 2 2 1 1 CHCH3 3。/531.1.用纽曼投影式画出用纽曼投影式画出1,2-1,2-二溴乙烷的几个有二溴乙烷的几个有 代表性的构象代表性的构象全重叠全重叠固定一个固定一个C C原子不变原子不变另一个绕单另一个绕单键旋转键旋转6060度度1,2-1,2-二溴乙二溴乙烷结构简式烷结构简式部分重叠部分重叠全交叉全交叉邻位交叉邻位交叉课后习题/542 2、写写出出2,2,42,

36、2,4三三甲甲基基戊戊烷烷进进行行溴溴代代反反应应可可能能得得到到的的一一溴溴代代产产物物的的结结构构式式。并并指指出出哪哪种种产产物物的的理理论论产产量最多？氯代呢？量最多？氯代呢？解：解：首先，写出首先，写出2,2,42,2,4三甲基戊烷的结构式三甲基戊烷的结构式Br2 烷烃的溴化反应与氯化反应相比，往往能得到更多的叔和仲氢原子烷烃的溴化反应与氯化反应相比，往往能得到更多的叔和仲氢原子被取代的溴代物。叔、仲、伯三种氢原子发生溴代反应的相对活性之比被取代的溴代物。叔、仲、伯三种氢原子发生溴代反应的相对活性之比为为16008211600821。由于活性差别如此之大，在同样的反应条件下，溴代。由

37、于活性差别如此之大，在同样的反应条件下，溴代反应的选择性就远远好于氯代反应。反应的选择性就远远好于氯代反应。/553.3.写出写出CHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3与与BrBr2 2在光照条件下的主要产物在光照条件下的主要产物,并给出反应机理并给出反应机理 答案要点：答案要点：主要产物：主要产物：/56主要内容主要内容u 环烷烃类型、环烷烃类型、环烷烃类型、环烷烃类型、命名命名命名命名及异构体及异构体及异构体及异构体uu 三元和四元环化合物的三元和四元环化合物的三元和四元环化合物的三元和四元环化合物的反应反应反应反应活性活性活性活性uu *环己烷的环己烷的环己烷的环己烷的构象构象构象构

38、象及其相对稳定性，及其相对稳定性，及其相对稳定性，及其相对稳定性，a a键和键和键和键和e e键键键键直链烷烃两头的两个碳原子以单键连接成直链烷烃两头的两个碳原子以单键连接成环状环状结构。结构。环烷烃环烷烃 (cycloalkane)(P45)(P45)/57（一）环烷烃的类型（一）环烷烃的类型(单单单单)环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃通式：通式：通式：通式：C Cn nH H2n2n桥环烃（稠环）桥环烃（稠环）桥环烃（稠环）桥环烃（稠环）桥环烃桥环烃桥环烃桥环烃螺环烃螺环烃螺环烃螺环烃（与烯烃通式相同）（与烯烃通式相同）（与烯烃通式相同）（与烯烃通式相同）/58（1 1）单环烷烃的命名单环烷烃的命

39、名a.根据分之中成环碳原子数目，称为环某烷。根据分之中成环碳原子数目，称为环某烷。b.编号时使取代基编号编号时使取代基编号依次依次最小。最小。1-甲基甲基-2-乙基环戊烷乙基环戊烷1,3-二甲基二甲基-1-乙基环己烷乙基环己烷（二）环烷烃命名（二）环烷烃命名/59（2 2）二二 环环 烷烷 烃烃/60桥环烃（包括稠环烃）桥环烃（包括稠环烃）的命名的命名a.a.判断环数及总碳数，称几环判断环数及总碳数，称几环 某烷。某烷。环的数目：断裂二根环的数目：断裂二根C CC C键可成链状烷烃为二环；键可成链状烷烃为二环；断裂三根断裂三根C CC C键可成链状烷烃为三环键可成链状烷烃为三环.b.b.选选桥

40、桥头头碳碳原原子子（一一般般为为分分支支最最多多的的碳碳原原子子），将将桥桥上上碳碳原原子子数数（不不包包括括桥桥头头碳碳）由由多多到到少少顺顺序序列列在在 内内，并并用用下角原点隔开（有几个桥就有几个数字）。下角原点隔开（有几个桥就有几个数字）。c.c.编号：从第一个桥头碳开始，从最长的桥编到第二个桥头编号：从第一个桥头碳开始，从最长的桥编到第二个桥头碳，再沿次长的桥回到第一个桥头碳，最后编最短的桥。碳，再沿次长的桥回到第一个桥头碳，最后编最短的桥。（若有取代基，则尽量使其位次较小）（若有取代基，则尽量使其位次较小）二环二环4.2.04.2.0辛烷辛烷/61/62螺环化合物螺环化合物的命名的

41、命名a.a.根据成环的碳总数，叫螺根据成环的碳总数，叫螺 某烷。某烷。b.b.两环除开公用碳原子外的碳原子数，由小到大，放两环除开公用碳原子外的碳原子数，由小到大，放 于于 内，并用下角原点隔开。内，并用下角原点隔开。c.c.编号：从小环（连接螺碳的碳原子）开始编号：从小环（连接螺碳的碳原子）开始公用碳原公用碳原子（螺碳）子（螺碳）大环（使取代基位次较小）。大环（使取代基位次较小）。螺螺3.4辛烷辛烷5-5-甲基螺甲基螺2.42.4庚烷庚烷/63练习：练习：1,2,4-1,2,4-三甲基双环三甲基双环4.3.04.3.0壬烷壬烷5-5-氯螺氯螺2.52.5辛烷辛烷/64（三）环烷烃的同分异构（

42、三）环烷烃的同分异构1 构造异构构造异构/652 顺反异构顺反异构-由于分子中与由于分子中与环或双键环或双键相连接的原子或原子团相连接的原子或原子团的相对旋转受到阻碍而产生的的相对旋转受到阻碍而产生的立体异构立体异构。两个相同的原子（团）在环的两个相同的原子（团）在环的同侧同侧为为顺式顺式构型构型两个相同的原子（团）在环的两个相同的原子（团）在环的异侧异侧为为反式反式构型构型/66/67（四）（四）物理性质和化学反应物理性质和化学反应1 物理性质（自学）物理性质（自学）2 化学反应化学反应1 1）取代反应）取代反应(大环大环)2 2）开环反应）开环反应(小环小环)/68n n 环的大小与化学性

43、质环的大小与化学性质环的大小与化学性质环的大小与化学性质五元以上五元以上五元以上五元以上环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃链状烷烃链状烷烃链状烷烃链状烷烃性质相似性质相似性质相似性质相似/69 小小小小环环化合物化合物化合物化合物的催化的催化加氢加氢(环越大越不易加氢环越大越不易加氢)（打开一根（打开一根 C-C 键）键）主要产物主要产物主要产物主要产物支链多支链多较稳定较稳定（小环烷烃，特别是环丙烷，和一些试剂作用时易发生开环）（小环烷烃，特别是环丙烷，和一些试剂作用时易发生开环）小环环烷烃小环环烷烃小环环烷烃小环环烷烃 活泼，活泼，活泼，活泼，易开环加成易开环加成易开环加成易开环加成!/70 小环化

44、合物与小环化合物与小环化合物与小环化合物与卤素卤素卤素卤素的反应的反应的反应的反应（离子型）（离子型）加成反应加成反应自由基自由基取代反应取代反应注意区分：注意区分：注意区分：注意区分：三元环与三元环与X X2 2、HXHX在常温下即可发生开环反应，在常温下即可发生开环反应，X X2 2、HXHX于常温下不使四元环开环，但加热后，反应可发生。于常温下不使四元环开环，但加热后，反应可发生。卤素分别加两头卤素分别加两头需加热需加热!室温即可室温即可!/71 小环化合物与小环化合物与小环化合物与小环化合物与 HI HI HI HI 或或或或 H H H H2 2 2 2O/HO/HO/HO/H2 2

45、 2 2SOSOSOSO4 4 4 4的反应的反应的反应的反应反应选择性反应选择性与碳正离子与碳正离子稳定性有关稳定性有关分别加两头分别加两头/72（五）结（五）结构构环烷烃的环烷烃的C C也为也为spsp3 3杂化，杂化，但为了成环，碳原子间但为了成环，碳原子间键角很难维持键角很难维持109.5109.5。键角因环不同而异。键角因环不同而异。1 1 角张力（角张力（angle strainangle strain）角张力角张力：环烷烃碳原子间的键角必偏离正常键角。：环烷烃碳原子间的键角必偏离正常键角。这种由于键角这种由于键角偏离正常键角偏离正常键角而引起的张力称之。而引起的张力称之。/73

46、环丙烷三个环丙烷三个原子原子共平面共平面，相，相邻的两个邻的两个C C上上C-HC-H键处于键处于重叠式重叠式，能量高能量高。扭转张力：扭转张力：由于构象是重叠式而引起的张力称之。由于构象是重叠式而引起的张力称之。环丙烷分子中由于环丙烷分子中由于角张力和扭转张力角张力和扭转张力均存在，分子能量高，不稳定。均存在，分子能量高，不稳定。2 环丙烷环丙烷105.5105.56060HHHHHH/743 3 环己烷的结构及构象环己烷的结构及构象环己烷的结构及构象环己烷的结构及构象*(重点重点重点重点)如果环己烷的如果环己烷的如果环己烷的如果环己烷的 6 6 个碳原子在同一平面上个碳原子在同一平面上个碳

47、原子在同一平面上个碳原子在同一平面上:将有角张力将有角张力将有角张力将有角张力 ;将有扭转张力将有扭转张力将有扭转张力将有扭转张力C-H C-H 重叠重叠重叠重叠n 环己烷一定不是平面型分子环己烷一定不是平面型分子/75椅式构象椅式构象椅式构象椅式构象船式构象船式构象船式构象船式构象两者互为构象异构体两者互为构象异构体n 环己烷碳架是折叠的环己烷碳架是折叠的/76n n 椅式构象椅式构象椅式构象椅式构象无角张力无角张力无扭转张力无扭转张力无空间张力无空间张力2.502.50 2.492.49 2.492.49 交叉式交叉式交叉式交叉式/77n n 船式构象（了解）船式构象（了解）船式构象（了解

48、）船式构象（了解）2.272.272.272.271.831.83旗杆键旗杆键旗杆键旗杆键有较大的扭转张力有较大的扭转张力有空间张力有空间张力重叠式重叠式重叠式重叠式/78n n 环己烷的其它构象环己烷的其它构象环己烷的其它构象环己烷的其它构象 46 kJ/mol46 kJ/mol 232329.729.7E EV=10V=104 4 10105 5次次/秒；秒；椅式：约椅式：约99.9/79l l环己烷椅式构象的画法环己烷椅式构象的画法环己烷椅式构象的画法环己烷椅式构象的画法两个平面两个平面三对平行线三对平行线a 键，键，e 键键l l椅式构象中椅式构象中椅式构象中椅式构象中C-HC-HC-

49、HC-H键的顺反关系键的顺反关系键的顺反关系键的顺反关系位于平面同侧的基团是顺式位于平面同侧的基团是顺式;位于平面异侧的基团是反式位于平面异侧的基团是反式.每一交点（每一交点（C C）画一水平线，）画一水平线，水平线的同上、同下为顺式；水平线的同上、同下为顺式；上下为反式。上下为反式。重点理解和记忆！重点理解和记忆！/80l a 键和键和 e 键的相互转换键的相互转换翻转后翻转后,原来的原来的 a 键转为键转为 e 键键,而而 e 键转变为键转变为 a 键键无论环怎样翻转或取何种构象，顺无论环怎样翻转或取何种构象，顺/反的构型关系不反的构型关系不会改变。会改变。/81A.一取代环己烷一取代环己

50、烷115 a 键键3135 e 键键取代环己烷的构象分析取代环己烷的构象分析室温时占室温时占室温时占室温时占95%95%97%a 键键 e 键键 99.99%a 键键 e 键键一取代时取代基一取代时取代基处于处于e 键稳定。键稳定。/82l cis-1,2-二甲基环己烷二甲基环己烷B.B.二二二二取代环己烷的构象分析取代环己烷的构象分析取代环己烷的构象分析取代环己烷的构象分析l trans-1,2-二甲基环己烷二甲基环己烷1,2-cis1,2-cis能量相等能量相等1,2-trans1,2-trans优势构象优势构象e,a-e,a-a,e-a,e-a,a-a,a-e,e-e,e-有有有有1.3