有機(jī)化學(xué)烷烴和環(huán)烷烴

1、第二章第二章 飽和烴飽和烴烴類烴類（烷烴、烯烴、炔烴、芳烴）（烷烴、烯烴、炔烴、芳烴）2 2 烷烴的結(jié)構(gòu)烷烴的結(jié)構(gòu)構(gòu)成烷烴的碳原子以sp3雜化軌道成鍵，為鍵。（1）形狀：一頭大，一頭小。（2）成分：每一個(gè)軌道含1/4S，3/4P成分。（3）易于成鍵：成鍵時(shí)，軌道重疊程度大于單純S或P軌道。（4）鍵角：等性雜化，各軌道間夾角均為10928。spsp3 3 雜化軌道特點(diǎn)雜化軌道特點(diǎn)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)CHHHH109.5o1.09 鍵鍵(sp3-s)CHHCHHHH109.3o1.54 1.10 鍵鍵(sp3-s) 鍵鍵(sp3-sp3)鍵鍵：軸對(duì)稱，鍵可“旋轉(zhuǎn)”。CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C

2、6H14C20H42366,319235化合物含有的碳原子數(shù)和原子種類越多化合物含有的碳原子數(shù)和原子種類越多, , 同分異構(gòu)體越多。同分異構(gòu)體越多。 構(gòu)造異構(gòu)體的含義構(gòu)造異構(gòu)體的含義l構(gòu)造異構(gòu)體構(gòu)造異構(gòu)體是指是指分子式相同分子式相同, ,分子中各原子分子中各原子連接次序不同連接次序不同的化合物的化合物，又叫，又叫碳架碳架異構(gòu)異構(gòu)。正丁烷正丁烷異丁烷異丁烷H3CCH2CH2CH3H3CCHCH3CH3H3CCCH3CH3CH3H3CCH2CH2CH2CH3H3CCHCH2CH3CH3CHCH2CCH3CH3CH3H3CCH3R（烷烷基基）CH3CH3CH2CH3CH2CH2中中文文名名英英文文名

3、名甲甲基基乙乙基基（正正）丙丙基基methylethyln-propylCH3CHCH3異異丙丙基基縮縮寫寫MeEtn-Prisopropyli-PrRHRCH3CH2CH2CH2CH3CHCH2CH3（正正）丁丁基基異異丁丁基基n-butylisobutylCH3CCH3CH3叔叔丁丁基基tert-butyln-Bui-But-Bu(tertiary)CH3CH2CH仲仲丁丁基基sec-butyls-BuCH3(secodary)R（烷烷基基）中中文文名名英英文文名名縮縮寫寫C1C2C3CH4CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3CH3(CH2)3CH3

4、CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH3C4C5CH3(CH2)4CH3CH3CHCH2CH2CH3CH3CH3CCH2CH3CH3CH3CH3CHCHCH3CH3CH3CH3CH2CHCH2CH3CH3C6如何命名？如何命名？如何命名？如何命名？CH3(CH2)5CH3CH3(CH2)6CH3CH3(CH2)7CH3CH3(CH2)8CH3CH3(CH2)9CH3CH3(CH2)10CH3CH3(CH2)11CH3CH3(CH2)18CH3C7C8C9C10C11C12C13C20最長(zhǎng)鏈為主鏈最長(zhǎng)鏈為主鏈取代基編號(hào)數(shù)最小取代基編號(hào)數(shù)最小CH3CH2CH2CHCHCH3CH2CH

5、31234CH356122 甲甲基基 3 乙乙基基己己烷烷3- -異異丙丙基基己己烷烷3 ethyl 2 methylhexane3456不不正正確確命命名名取代基最多的鏈為主鏈取代基最多的鏈為主鏈小基團(tuán)排在前面（英文小基團(tuán)排在前面（英文以字母順序排列）以字母順序排列）CH3CH2CH2CHCH2CH3CH2CH2CH2CH312345678123456784 乙乙基基辛辛烷烷4 ethyloctane4 乙乙基基 辛辛烷烷不不正正確確命命名名不同基團(tuán)編號(hào)相不同基團(tuán)編號(hào)相同時(shí)，使小取代基同時(shí)，使小取代基編號(hào)最小編號(hào)最小7CH3CH2CHCH2CH2CHCH2CH3123456CH3123456

6、CH2CH38783- -甲甲基基- -6- -乙乙基基辛辛烷烷6 ethyl 3 methyloctane相同取代基合并用相同取代基合并用大寫大寫數(shù)字表示（數(shù)字表示（英英文表示基團(tuán)數(shù)目用詞文表示基團(tuán)數(shù)目用詞頭頭 di, tri, tetra, penta, hexa 表示）表示）CH3CH2CHCH2CHCHCH2CH3EtEt123456Et783, 4, 6 三三乙乙基基辛辛烷烷3, 4, 6 triethyloctane用用“,”隔開(kāi)隔開(kāi) 支鏈上連有取代基支鏈上連有取代基，則從和主鏈相連的碳原子開(kāi)始將支，則從和主鏈相連的碳原子開(kāi)始將支鏈碳原子依次編號(hào)，并將取代基位號(hào)、名稱連同支鏈名寫鏈

7、碳原子依次編號(hào)，并將取代基位號(hào)、名稱連同支鏈名寫在括號(hào)內(nèi)。在括號(hào)內(nèi)。CH3CHCH2CH2CHCH2CH2CH2CH2CH3CH3CCH3H3CCH2CH31 2 3 4 5 6 7 8 9 102312-甲基甲基 5 -（1,1-二甲基丙基）二甲基丙基）癸烷癸烷2-甲基甲基 5 - 1,1-二甲基丙基二甲基丙基癸烷癸烷例題：例題： CH3CH2CHCHCH2CHCH3CH3CH3CH2CHCH3CH3123456712345672 , 5_ _4正確：二甲基異丁基庚烷支鏈編號(hào)：2 , 5 , 4錯(cuò)誤： 2 , 6_ _4二甲基仲丁基庚烷支鏈編號(hào)：2 , 6 , 4命名下列烷烴CH3CH CH

8、2CH CH2CCH3CH3CHCH3CH3CH3CH2CH2CH31 2 3 4 5 6 7 8 9-4-異丙基A A）選主鏈。）選主鏈。B B）編號(hào)碼。）編號(hào)碼。C C）名取代。）名取代。壬烷2，6，6-三甲基用系統(tǒng)命名法命名下列烷烴：用系統(tǒng)命名法命名下列烷烴：1課堂練習(xí)課堂練習(xí)CH3CH2CHCHCH2CH3CH3CH2CH2CH32.3 2.3 烷烴的構(gòu)象（烷烴的構(gòu)象（conformationconformation）構(gòu)象構(gòu)象：一已知構(gòu)型的分子，僅由一已知構(gòu)型的分子，僅由單鍵的旋轉(zhuǎn)單鍵的旋轉(zhuǎn)而引起分而引起分子中的原子或基團(tuán)在子中的原子或基團(tuán)在空間空間的特定排列形式稱為構(gòu)象。的特定排列形

9、式稱為構(gòu)象。構(gòu)象異構(gòu)體：構(gòu)象異構(gòu)體：?jiǎn)捂I旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)個(gè)構(gòu)象，單鍵旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)個(gè)構(gòu)象，這些構(gòu)象互為這些構(gòu)象互為構(gòu)象異構(gòu)體。構(gòu)象異構(gòu)體。乙烷的兩種構(gòu)象乙烷的兩種構(gòu)象CHHCHHHH12HHHHHH1212HHHHHH1Ball and Stick Model不方便不方便傘形式傘形式( (透視式透視式)鋸架式鋸架式 ( (從斜側(cè)面看分子模型的形象從斜側(cè)面看分子模型的形象) )投影式投影式( (從碳碳鍵軸的延長(zhǎng)線上來(lái)觀察從碳碳鍵軸的延長(zhǎng)線上來(lái)觀察 ) )構(gòu)象有無(wú)數(shù)種，主要研究典型位置的構(gòu)象：重疊式、交叉式。重疊式、交叉式。von der waals排斥力，排斥力，CHHCHHHH2.3 小于兩

10、個(gè)小于兩個(gè)H 的的von der waals 半半徑（徑（1.2）之和，）之和，有排斥力有排斥力重疊式能量比交叉式高12.1KJ/mol乙烷構(gòu)象能量變化圖乙烷構(gòu)象能量變化圖060120potential energy (KJ/mol)degrees of rotation12.11HHHHHH1HHHHHH1HHHHHH分子由一個(gè)交叉式轉(zhuǎn)到另一個(gè)交叉式需經(jīng)過(guò)能量較高的重疊式，亦稱能壘。因此，碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)并非自由碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)并非自由。說(shuō)說(shuō) 明明旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)60o12HHHHHH112HHHHHH112HHHHHH1旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)60o旋轉(zhuǎn)中須克服能壘旋轉(zhuǎn)中須克服能壘扭轉(zhuǎn)張力扭轉(zhuǎn)張力 電子云排斥電子云排

11、斥 相鄰相鄰兩兩H間的間的von der waals排斥力排斥力Newman投影式的寫法投影式的寫法： (1) 從從C- -C單鍵的延線上觀察：?jiǎn)捂I的延線上觀察： 前碳前碳： 后碳后碳： (2) 固定固定“前前”碳，將碳，將“后后”碳沿鍵軸旋轉(zhuǎn)，得到乙烷的碳沿鍵軸旋轉(zhuǎn)，得到乙烷的各種構(gòu)象?；蚬潭ǜ鞣N構(gòu)象?；蚬潭ā昂蠛蟆碧?，將碳，將“前前”碳沿鍵軸旋轉(zhuǎn)，碳沿鍵軸旋轉(zhuǎn)，得到乙烷的各種構(gòu)象。得到乙烷的各種構(gòu)象。 60oC1旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 鄰位交叉式鄰位交叉式 部分重疊式部分重疊式 全重疊式全重疊式室溫下，構(gòu)象異構(gòu)體處于迅速轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡，不能分離不能分離。對(duì)位交叉占68%， 鄰位交叉占32%，其余含量極少

12、。CH3HBrBrHH3C60oCH3HBrBrHH3C60o2360oHBrCH3BrHH3CC2轉(zhuǎn)HBrCH3BrHH3C60oBrH3CHBrHH3C60oBrH3CHBrHH3C60o其它烷烴的構(gòu)象其它烷烴的構(gòu)象例例：畫畫出出化化合合物物的的所所有有交交叉叉式式和和重重疊疊式式構(gòu)構(gòu)象象BrHCH3BrH3CH23規(guī)律規(guī)律: 大基團(tuán)總是大基團(tuán)總是占據(jù)反是對(duì)位交叉占據(jù)反是對(duì)位交叉最穩(wěn)定最穩(wěn)定最不穩(wěn)定最不穩(wěn)定沸點(diǎn)：沸點(diǎn)： 化合物的蒸汽壓等于外壓化合物的蒸汽壓等于外壓(0.1Mpa)時(shí)的溫度。時(shí)的溫度。 常溫常壓下，常溫常壓下，C4以下為氣體，以下為氣體， C5-C16 液體，液體，C16固體

13、固體 烷烴的烷烴的b.p隨分子量的隨分子量的而有規(guī)律地而有規(guī)律地2.4 物理性質(zhì)物理性質(zhì)每增加一個(gè)每增加一個(gè)CH2，b.p的升高，但升高值隨分子量的增加而減小的升高，但升高值隨分子量的增加而減小。 CH4 b.p -162C C2H6 b.p -88C (沸差為74C) C14H30 b.p251C C15H32 b.p268C (沸差為17C) 原因：原因： 分子間色散力分子間色散力(瞬間偶極間的吸引力瞬間偶極間的吸引力)與分子中原子的大小和數(shù)目成與分子中原子的大小和數(shù)目成正比，分子量正比，分子量，色散力，色散力，因而，因而b.p。 正構(gòu)者正構(gòu)者b.p高。支鏈越多，沸點(diǎn)越低。高。支鏈越多，沸

14、點(diǎn)越低。 n- C5H12 (b.p 36C) i- C5H12 (b.p 28C) 新- C5H12:( b.p 9.5C) 原因：支鏈多的烷烴體積松散，分子間距離大，接觸面積小，色散力小原因：支鏈多的烷烴體積松散，分子間距離大，接觸面積小，色散力小2. 熔點(diǎn)熔點(diǎn) 烷烴的烷烴的m.p亦隨分子量的增加而有規(guī)律地增加：亦隨分子量的增加而有規(guī)律地增加：總趨勢(shì)是分子總趨勢(shì)是分子量量，m.p。 但但偶碳數(shù)者偶碳數(shù)者m.p 高，高， 奇碳數(shù)者奇碳數(shù)者m.p低低。原因原因1： 烷烴在結(jié)晶狀態(tài)時(shí)，碳原子排列很有規(guī)律，碳鏈為烷烴在結(jié)晶狀態(tài)時(shí)，碳原子排列很有規(guī)律，碳鏈為鋸齒形：鋸齒形：分子間距離緊湊，分子間力大

15、，晶格能高分子間距離緊湊，分子間力大，晶格能高 分子間距離松散，分子間力小，晶格能低分子間距離松散，分子間力小，晶格能低原因2： 烷烴的熔點(diǎn)變化除與烷烴的熔點(diǎn)變化除與分子量分子量有關(guān)，還與有關(guān)，還與分子的形狀分子的形狀有關(guān)有關(guān)。對(duì)于分子式相同的同分異構(gòu)體：。對(duì)于分子式相同的同分異構(gòu)體：新新戊戊烷烷 異異戊戊烷烷m.p. 對(duì)稱性高，晶格能高對(duì)稱性高，晶格能高3. 相對(duì)密度相對(duì)密度 隨分子量隨分子量，烷烴的相對(duì)密度，烷烴的相對(duì)密度，最后接近于，最后接近于 0.8(d0.8) 原因原因:分子量分子量，分子間力，分子間力，分子間相對(duì)距離，分子間相對(duì)距離，最后趨，最后趨于一極限。于一極限。4. 溶解度溶

16、解度 不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑如不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑如CCl4, (C2H5)2O, C2H5OH等。等。 原因：原因：“相似相溶相似相溶”，烷烴極性小。，烷烴極性小。 CCH2.5.1 氧化和燃燒反應(yīng)（了解）氧化和燃燒反應(yīng)（了解）燃燒反應(yīng)：催化氧化： RCH2CH2RO2,120C0錳鹽，1.53MPaRCOOH + RCOOH用途：用途：內(nèi)燃機(jī),汽油,柴油等發(fā)生熱能的基本反應(yīng),熱源利用(沼氣等).CnH2n+2+3n+12()O2nCO2 (n+1)+H2O2.5.2（3） 異構(gòu)化和裂化（自學(xué)）異構(gòu)化和裂化（自學(xué)）CH3CH2CH2CH3隔絕空氣600 CoCH4 + CH3CH3 +

17、 CH3CH2CH3 + CH2=CHCH3 + CH2=CH2等化合物從一種構(gòu)造轉(zhuǎn)變成另一種構(gòu)造的反應(yīng)稱為異構(gòu)化反應(yīng)異構(gòu)化反應(yīng)。 CH3CH2CH2CH3AlCl3, HCl90 95 ,1 2MPaCH3CHCH3CH3正構(gòu)烷烴異構(gòu)成帶支鏈的烷烴，可以提高油品的質(zhì)量。烷烴在沒(méi)有氧氣存在下進(jìn)行的熱分解反應(yīng)叫裂化反應(yīng)裂化反應(yīng) 利用裂化反應(yīng)，可以提高汽油(C6C9)的產(chǎn)量和質(zhì)量。 辛烷值也稱為抗爆震能力，辛烷值也稱為抗爆震能力，辛烷值越大，抗震性好，質(zhì)辛烷值越大，抗震性好，質(zhì)量也好量也好。正正庚庚烷烷 2,2,4-三甲基戊烷三甲基戊烷辛烷值辛烷值 0 100辛烷值辛烷值汽油：汽油：C4C10，支

18、鏈烷烴、烯烴及某些芳烴具有較好的，支鏈烷烴、烯烴及某些芳烴具有較好的抗震性，異構(gòu)化和裂解反應(yīng)可以改善油品辛烷值，提高抗震性，異構(gòu)化和裂解反應(yīng)可以改善油品辛烷值，提高油品質(zhì)量。油品質(zhì)量。hv orCH3Cl+Cl2CH2Cl2CHCl3CCl4+HCl+CH4 CH4 （過(guò)過(guò)量量）Cl2+hv or CH3Cl+HClCH4Cl2（過(guò)過(guò)量量）+hv or+HClCCl4 +定義：烷烴中氫原定義：烷烴中氫原子被其它基團(tuán)取代子被其它基團(tuán)取代的反應(yīng)的反應(yīng)2.5.4 烷烴的取代反應(yīng)烷烴的取代反應(yīng) I2HICH3I+CH4+hv orCH3X+X2CH2X2CHX3CX4+HX+CH4 +CH4 （過(guò)過(guò)量

19、量）X2+hv or CH3X+HXCH4X2（過(guò)過(guò)量量）+hv or+HXCX4 主要討論的內(nèi)容主要討論的內(nèi)容解釋：解釋：1反應(yīng)活性反應(yīng)活性 2 反應(yīng)熱反應(yīng)熱l l CH4X2+hv or CH3X+HXn Cl2n CH4hv or CH4ClCl2ClClCl ClCl+DH = 242.7 kJ/mol易易發(fā)發(fā)生生Cl2ClCl ClCl+自自由由基基消消失失，回到起始物 Cl+ Cl+ClCl無(wú)無(wú)效效碰碰撞撞（凈凈結(jié)結(jié)果果= =0 0）氯自由基氯自由基CH3HHCH3+不不易易發(fā)發(fā)生生DH = 439.3 kJ/molClCH3H+ClH+CH3有有效效碰碰撞撞（產(chǎn)產(chǎn)生生新新的的自自

20、由由基基）甲基自由基甲基自由基ClCH3H+ClH+CH3重重復(fù)復(fù)前前面面反反應(yīng)應(yīng)CH4ClCl2HClCH3CH3ClCH4ClCl2HClCH3CH3ClCl+CH3Cl+Cl有有效效碰碰撞撞( (產(chǎn)產(chǎn)生生CH3Cl和和Cl )ClCH3+CH3Cl自自由由基基消消失失，反反應(yīng)應(yīng)終終止止CH3CH4+CH3CH4+凈凈結(jié)結(jié)果果= =0 0ClHClCH3CH3ClCH3ClClCl+ClClClCH3+CH3ClCH3CH3+CH3CH3Cl2n HClCH3CH3( (少少) )n CH3ClClCH3H+ClCl ClCl+CH3ClCl+CH3Cl+ClClCl+ClClClCH3+

21、CH3ClCH3CH3+CH3CH3ClH+CH3(1)(2)(3)(4)(5)(6)第第(2), (3)步步反反應(yīng)應(yīng)重重復(fù)復(fù)進(jìn)進(jìn)行行鏈鏈引引發(fā)發(fā)鏈鏈轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移（鏈鏈傳傳遞遞, ,鏈鏈增增長(zhǎng)長(zhǎng)）鏈鏈終終止止chain initiationchain propagationchain terminationhv or BrCH3H+BrBrBrBr+CH3BrBr+BrBrBr+BrBrBrCH3+CH3BrCH3CH3+CH3CH3BrH+CH3(1)(2)(3)(4)(5)(6)第第(2), (3)步步反反應(yīng)應(yīng)重重復(fù)復(fù)進(jìn)進(jìn)行行鏈鏈引引發(fā)發(fā)鏈鏈轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移（鏈鏈傳傳遞遞, ,鏈鏈增增長(zhǎng)長(zhǎng)）鏈鏈終終止

22、止chain initiationchain propagationchain terminationCH3Brhv or hv orX2CH4 CH3XXX2CH3XH機(jī)理應(yīng)解釋機(jī)理應(yīng)解釋的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象? O2 存在時(shí)有存在時(shí)有延遲現(xiàn)象延遲現(xiàn)象? 反應(yīng)速率：反應(yīng)速率：氯代氯代 溴代溴代Csp2HHH甲基自由甲基自由基的結(jié)構(gòu)基的結(jié)構(gòu)OOCH3OO+CH3OO過(guò)過(guò)氧氧烷烷氧氧基基自自由由基基較較穩(wěn)穩(wěn)定定, ,活活性性低低O2雙雙自自由由基基+ + 7.5 kJ/mol吸熱吸熱112.9 kJ/mol放熱放熱ClCH3H+ClClClCl+CH3ClCl+CH3Cl+ClClCl+ClClC

23、lCH3+CH3ClCH3CH3+CH3CH3ClH+CH3(1)(2)(3)(4)(5)(6)第第(2), (3)步步反反應(yīng)應(yīng)重重復(fù)復(fù)進(jìn)進(jìn)行行hv or 2.5.6 ClH +CH3反反應(yīng)應(yīng)進(jìn)進(jìn)程程ClCH4+ClCH3H ClCH3Cl CH3Cl + ClEa 1Ea 2 H 1 H 2 勢(shì)勢(shì)能能勢(shì)能最高勢(shì)能最高處的原子排列，處的原子排列，Ea：活化能（：活化能（ activation energy）；）； H: 反應(yīng)熱反應(yīng)熱XCH3H+XH+CH3435 kJ/mol431 kJ/mol H( (反反應(yīng)應(yīng)熱熱) )+ 4 kJ/molEa( (活活化化能能) )+ 17 kJ/mol+

24、69 kJ/mol+78 kJ/molCl366.1 kJ/molBrClCH3H ClCH4+HCl +CH316.775.3反反應(yīng)應(yīng)進(jìn)進(jìn)程程反反應(yīng)應(yīng)進(jìn)進(jìn)程程勢(shì)勢(shì)能能 k kJ J/ /m mo ol l勢(shì)勢(shì)能能 k kJ J/ /m mo ol l BrCH3H HBr +CH3BrCH4+2.5.7 2.5.7 烷烴鹵代反應(yīng)的選擇性問(wèn)題烷烴鹵代反應(yīng)的選擇性問(wèn)題CH3CH2CH3X2CH3CH2CH2XCH3CHCH3+Xhv or XH+R1XH+R2XRH+自由基生成的自由基生成的相對(duì)速度決定相對(duì)速度決定反應(yīng)的選擇性反應(yīng)的選擇性自由基穩(wěn)定性：自由基穩(wěn)定性：R1R2自由基的相對(duì)穩(wěn)定性自由

25、基的相對(duì)穩(wěn)定性決定反應(yīng)的選擇性決定反應(yīng)的選擇性R H的鍵離解能（的鍵離解能（DH）XRH+XH+R1R1HR2H+R2自由基的相對(duì)穩(wěn)定性：自由基的相對(duì)穩(wěn)定性：3o 2o 1oCH3CH2CH3CH3CHCH3CH3CH2CH2410.0 kJ/mol397.5 kJ/mol+H+HCH3CHCH3CH3CCH3CH3CHCH2CH3CH3CH3389.1 kJ/mol410.0 kJ/mol+H+H鍵離解能（鍵離解能（DH）Csp2HHH 電子轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移，使電荷更分散，有利于體系，使電荷更分散，有利于體系 的穩(wěn)定的穩(wěn)定CCHHHHH pH3CCCH3CH3H3CCCH3HH3CCHHHCHH

26、 -p 0 3 6 9自由基穩(wěn)定性：自由基穩(wěn)定性：3 R 2 R 1 R CH3C+CH3H3CC：HH，p -超共軛效應(yīng)只考慮氫原子的類型只考慮氫原子的類型, , 忽略烷烴結(jié)構(gòu)的影響忽略烷烴結(jié)構(gòu)的影響CH3CH2CH3Cl2hv , 25oCCH3CH2CH2ClCH3CHCH3+Cl43%57%CH3CHCH3Cl2hv , 25oCCH3CHCH2ClCH3CCH3+Cl64%36%CH3CH3CH3氯代選擇性氯代選擇性（25oC）：3o H : 2o H : 1o H = 5.0 : 4 : 1選擇性：選擇性：2o H : 1o H = 57/2 : 43/6 = 4 : 1選擇性：選

27、擇性：3o H : 1o H = 36/1 : 64/9 = 5 : 1CH3CH2CH3Br2hv , 127oCCH3CH2CH2BrCH3CHCH3+Br3%97%CH3CHCH3Br2hv , 127oCCH3CHCH2BrCH3CCH3+Br少量 97 %CH3CH3CH3選擇性：選擇性：2o H : 1o H = 97/2 : 3/6 = 82 : 1選擇性：選擇性：3o H : 1o H = 1600 : 1溴代選擇性溴代選擇性（127oC）：3o H : 2o H : 1o H = 1600 : 82 : 1自由基的相對(duì)穩(wěn)定性：自由基的相對(duì)穩(wěn)定性：3o 2o 1o氯代反應(yīng)反應(yīng)迅

28、速，但選擇性差；溴代反應(yīng)反氯代反應(yīng)反應(yīng)迅速，但選擇性差；溴代反應(yīng)反應(yīng)溫和，選擇性好應(yīng)溫和，選擇性好。 天然氣、沼氣中烷烴含量可達(dá)到天然氣、沼氣中烷烴含量可達(dá)到75%97% 油田氣的主要成分是低級(jí)烷烴。油田氣的主要成分是低級(jí)烷烴。 某些動(dòng)植物中含有少量某些動(dòng)植物中含有少量 卷心菜葉卷心菜葉 正二十九烷正二十九烷 C29H60 菠菜葉菠菜葉 C33H68 C37H76 C35H72 蘋果表皮蘋果表皮 正二十七烷正二十七烷 C27H56 天然氣、石油是烷烴的主要來(lái)源天然氣、石油是烷烴的主要來(lái)源2.6 烷烴的主要來(lái)源和制法 2.6.1 烷烴的主要來(lái)源烷烴的主要來(lái)源油田油田 乙炔乙炔 乙烯乙烯開(kāi)采開(kāi)采

29、油田氣油田氣 裂解裂解 丙烯丙烯 丁二烯丁二烯 原油原油 煉廠氣煉廠氣 環(huán)己烯環(huán)己烯 苯苯 石油石油 加工加工 甲苯甲苯 二甲苯二甲苯液體石油液體石油 重整重整 萘萘 餾分餾分石油的開(kāi)采和利用石油的開(kāi)采和利用 RXLiRLiCuXR2CuLiRXR R2）CoreyHouse反應(yīng)反應(yīng)CH3CH=CHCH3 + H2CH3CH2CH2CH3Ni,乙醇25 C，5MPa。1） 烯烴加氫烯烴加氫 2n-C16H33I + Na n-C32H66 + 2NaI23) Wurtz 3) Wurtz 反應(yīng)反應(yīng) 鹵代烷和鈉作用得到碳鏈增長(zhǎng)一倍的烷烴，鹵代烴以溴或碘代烷為好，伯鹵代烷可以得到更高的產(chǎn)率。2RX

30、+2NaR R+2NaXRX + RX + Na RR + RR + RR當(dāng)這些混合物難以分離時(shí)，該方法就失去了應(yīng)用價(jià)值。 WurtzWurtz反應(yīng)僅適用于合成對(duì)稱的烷烴反應(yīng)僅適用于合成對(duì)稱的烷烴RRRR。如果用兩種不同的鹵代烷，則Wurtz反應(yīng)的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生3種不同的烷烴。格氏試劑和含活潑氫的化合物(如水、醇、氨等)作用得到烷烴：4) Grignard (4) Grignard (格林尼亞格林尼亞) )試劑法試劑法RMgX+H OHR H+Mg(OH)X本部分總結(jié)本部分總結(jié) 烷烴的鹵代及其自由基反應(yīng)機(jī)理； 烷烴的制備； 氫原子的活潑性：3H2H1H； 自由基的穩(wěn)定性：321 CH3。主要內(nèi)容主

31、要內(nèi)容u 直鏈烷烴兩頭的兩個(gè)碳原子以單鍵連接成直鏈烷烴兩頭的兩個(gè)碳原子以單鍵連接成環(huán)狀環(huán)狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 以環(huán)為母體，名稱以環(huán)為母體，名稱用用“環(huán)環(huán)” （英文（英文用用 “cyclo”）開(kāi)）開(kāi)頭。頭。 環(huán)外基團(tuán)作為環(huán)上環(huán)外基團(tuán)作為環(huán)上的取代基的取代基CH31231234 取代基位置數(shù)字取取代基位置數(shù)字取最小最?。ǘ┉h(huán)烷烴命名（二）環(huán)烷烴命名復(fù)雜化合物，環(huán)作取代基，長(zhǎng)鏈作母體。復(fù)雜化合物，環(huán)作取代基，長(zhǎng)鏈作母體。3-甲基甲基-4-環(huán)丁基環(huán)丁基庚烷庚烷2. 橋環(huán)和螺環(huán)化合物的命名橋環(huán)和螺環(huán)化合物的命名 含有兩個(gè)或兩個(gè)以上碳環(huán)的化合物稱為含有兩個(gè)或兩個(gè)以上碳環(huán)的化合物稱為多環(huán)烴，其中通過(guò)多環(huán)烴，其中

32、通過(guò)共用兩個(gè)碳原子的雙共用兩個(gè)碳原子的雙環(huán)結(jié)構(gòu)稱為橋環(huán)化合物環(huán)結(jié)構(gòu)稱為橋環(huán)化合物；而通過(guò)而通過(guò)共用一個(gè)碳原子的雙環(huán)結(jié)構(gòu)稱為共用一個(gè)碳原子的雙環(huán)結(jié)構(gòu)稱為螺環(huán)化合物螺環(huán)化合物。12345678910124567891012345678910 (用用.隔開(kāi)隔開(kāi)) 從從橋頭碳開(kāi)始橋頭碳開(kāi)始編號(hào)，經(jīng)過(guò)編號(hào)，經(jīng)過(guò)最大環(huán)最大環(huán)到達(dá)另一橋頭，再經(jīng)次到達(dá)另一橋頭，再經(jīng)次第二第二大環(huán)大環(huán)回到第一個(gè)橋頭，最短的橋最后編號(hào)?；氐降谝粋€(gè)橋頭，最短的橋最后編號(hào)。 母體名稱前冠以母體名稱前冠以“環(huán)數(shù)環(huán)數(shù)”，后接，后接, ,方括中表明環(huán)內(nèi)方括中表明環(huán)內(nèi) 除橋頭除橋頭碳原子外的碳原子數(shù)目，碳原子外的碳原子數(shù)目，從大到小從大到小

33、排列，之間用排列，之間用圓點(diǎn)圓點(diǎn)分開(kāi)。分開(kāi)。1.1.盡可能使取代基或不飽和鍵位次較小盡可能使取代基或不飽和鍵位次較小123456788,8-二甲基雙環(huán)二甲基雙環(huán)3.2.1辛烷辛烷123456789 雙環(huán)雙環(huán)4,3,0壬烷壬烷123456782,8-二甲基雙環(huán)二甲基雙環(huán)3,2,1-6-辛烯辛烯 編號(hào)從小環(huán)開(kāi)始編號(hào)從小環(huán)開(kāi)始 取代基數(shù)目取最小取代基數(shù)目取最小 (用用.隔開(kāi)隔開(kāi))123456789101234567從從小環(huán)小環(huán)中與共有碳原子中與共有碳原子相連的碳原子開(kāi)始編號(hào)相連的碳原子開(kāi)始編號(hào)，經(jīng)，經(jīng)過(guò)共有碳原子，再編另一大環(huán)。過(guò)共有碳原子，再編另一大環(huán)。盡可能使盡可能使取代基處在最小的位次取代基處

34、在最小的位次母體名稱前冠以母體名稱前冠以“螺螺”，后接，后接 ,方括內(nèi)注明環(huán)中方括內(nèi)注明環(huán)中除共有碳原子以外的碳原子數(shù)，由除共有碳原子以外的碳原子數(shù)，由小到大小到大，之間用，之間用圓點(diǎn)隔開(kāi)。圓點(diǎn)隔開(kāi)。CH3145674-甲基螺2.4庚烷231234567896-甲基螺4.4-1-壬烯（三）環(huán)烷烴的同分異構(gòu)（三）環(huán)烷烴的同分異構(gòu)1 構(gòu)造異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)2 順?lè)串悩?gòu)順?lè)串悩?gòu)-由于分子中與由于分子中與環(huán)或雙鍵環(huán)或雙鍵相連接的原子或原子團(tuán)相連接的原子或原子團(tuán)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)受到阻礙而產(chǎn)生的來(lái)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)受到阻礙而產(chǎn)生的來(lái)立體異構(gòu)立體異構(gòu)。兩個(gè)相同的原子（團(tuán)）在環(huán)的兩個(gè)相同的原子（團(tuán)）在環(huán)的同側(cè)同側(cè)為為順式順式構(gòu)型

35、構(gòu)型兩個(gè)相同的原子（團(tuán)）在環(huán)的兩個(gè)相同的原子（團(tuán)）在環(huán)的異側(cè)異側(cè)為為反式反式構(gòu)型構(gòu)型CH3HCH3HCH3HCH3HH3CCH3H3CCH3HHH3CCH3 順?lè)串悩?gòu)用順?lè)串悩?gòu)用“順順”或或“反反”注明基團(tuán)相對(duì)位注明基團(tuán)相對(duì)位置。置。 英文用英文用 “cis”和和“trans”表示。表示。 1. 影響構(gòu)象穩(wěn)定性的因素影響構(gòu)象穩(wěn)定性的因素： 角張力：角張力：任何原子都傾向于使其鍵角與成鍵軌道的角度相匹配，任何原子都傾向于使其鍵角與成鍵軌道的角度相匹配， 即即sp3碳的鍵角傾向于接近碳的鍵角傾向于接近109.5 扭轉(zhuǎn)張力：扭轉(zhuǎn)張力：相連的兩個(gè)相連的兩個(gè)sp3碳傾向于成交叉式，使鍵電子云之間碳傾向于

36、成交叉式，使鍵電子云之間 斥力盡可能最小，斥力盡可能最小，即二面角傾向于成即二面角傾向于成60 空間位阻：空間位阻：非成鍵的原子和基團(tuán)的大小、極性、相互距離對(duì)穩(wěn)非成鍵的原子和基團(tuán)的大小、極性、相互距離對(duì)穩(wěn) 定性的影響。定性的影響。即即Van der Waals張力盡可能小張力盡可能小 （四）結(jié)（四）結(jié)構(gòu)構(gòu) 環(huán)丙烷三個(gè)原子共平面，相鄰的兩個(gè)C上C-H鍵處于重疊式，能量高能量高。扭轉(zhuǎn)張力：扭轉(zhuǎn)張力：由于構(gòu)象是重疊式而引起的張力稱之。環(huán)丙烷分子中由于角張力和扭轉(zhuǎn)張力角張力和扭轉(zhuǎn)張力均存在，分子能量高，不穩(wěn)定。2. 環(huán)丙烷（了解）環(huán)丙烷（了解）CCCHHHHHH104o角張力角張力扭轉(zhuǎn)張力扭轉(zhuǎn)張力角張

37、力稍增角張力稍增加加, , 扭轉(zhuǎn)張扭轉(zhuǎn)張力明顯減小力明顯減小HHHHHHHH1234C1-C2C4-C3HHHHHH1234HHHHHHHHHH1234HHHHH2C123H2C4C1-C2HHHHHHHH1234HH5HH4HH5HHHHH2C12CH24H2C35C4-C5C1-C2C4-C5 為全為全重疊式構(gòu)象重疊式構(gòu)象C1-C2, C2-C3 為交叉式為交叉式3 環(huán)己烷的結(jié)構(gòu)及構(gòu)象環(huán)己烷的結(jié)構(gòu)及構(gòu)象120oHHHHHHHHHHHHn 環(huán)己烷不是平面型分子環(huán)己烷不是平面型分子HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH123456123456根據(jù)環(huán)己烷的燃燒熱可以知道：根據(jù)環(huán)己烷的燃

38、燒熱可以知道：環(huán)己烷分子中不存在環(huán)張力，即無(wú)角張力，也無(wú)扭轉(zhuǎn)張力。環(huán)己烷分子中不存在環(huán)張力，即無(wú)角張力，也無(wú)扭轉(zhuǎn)張力。分子中鍵角為分子中鍵角為109.5，碳原子之間為交叉式構(gòu)象。，碳原子之間為交叉式構(gòu)象。環(huán)己烷的兩種極限構(gòu)象環(huán)己烷的兩種極限構(gòu)象椅式：椅式：船式：船式：H 的范德華半徑為的范德華半徑為1.2HHHHHHHHHHHH123456旗旗桿桿鍵鍵C2- -C3C6- -C5HHHHHHHH165423重重疊疊式式（扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)張張力力 范范德德華華力力）1.8 HHHHHHHHHHHH123456C4- -C3C6- -C1HHHHHHHH612543交交叉叉式式( (范范德德華華力力) )

39、4623.55.4kJ / mol勢(shì)勢(shì)能能扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程程 環(huán)己烷椅式構(gòu)象的畫法環(huán)己烷椅式構(gòu)象的畫法HHHHHHHHHHHH相對(duì)的兩根鍵相互平行相對(duì)的兩根鍵相互平行六個(gè)碳原子交替分布在兩個(gè)平面上六個(gè)碳原子交替分布在兩個(gè)平面上每個(gè)碳均有一根每個(gè)碳均有一根C H鍵在垂直方向鍵在垂直方向(豎鍵，豎鍵，a 鍵鍵)，上平面，上平面 的向上畫，下平面的向下畫的向上畫，下平面的向下畫其它其它C H鍵鍵(橫鍵，橫鍵，e 鍵鍵)分別向左分別向左(左邊的三個(gè)左邊的三個(gè))或向右或向右(右右 邊的三個(gè)邊的三個(gè))，上下交替，上下交替 環(huán)己烷椅式構(gòu)象中的兩種類型氫環(huán)己烷椅式構(gòu)象中的兩種類型氫 C H：a 鍵鍵 axial

40、 bond 豎鍵、直鍵、直立鍵豎鍵、直鍵、直立鍵 C H：e 鍵鍵 equatorial bond 橫鍵、平鍵、平伏鍵橫鍵、平鍵、平伏鍵HHHHHHHHHHHH123456HHHHHHHH612543a a鍵型構(gòu)象鍵型構(gòu)象e e鍵型構(gòu)象鍵型構(gòu)象哪種更穩(wěn)定？結(jié)論：結(jié)論：e e鍵型構(gòu)象的穩(wěn)定性大于鍵型構(gòu)象的穩(wěn)定性大于a a鍵型構(gòu)象鍵型構(gòu)象CCHH123456612345HHHHHHHHHHHHHHHHHHHCHHHCHHHCHHHH3CH3CH3C 當(dāng)兩個(gè)取代基都當(dāng)兩個(gè)取代基都取代在環(huán)平面的同方向取代在環(huán)平面的同方向時(shí)，稱為順式；時(shí)，稱為順式；取代取代在環(huán)平面的反向在環(huán)平面的反向時(shí)，稱為反式。時(shí)，稱為反式。（2）二取代環(huán)己烷的順）二取代環(huán)己烷的順/反異構(gòu)和穩(wěn)定性反異構(gòu)和穩(wěn)定性CH3CH3CH3H3C順-1,4-二甲基環(huán)己烷反-1,4-二甲基環(huán)己烷l cis- -1, 2- -二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷CH3CH3HHCH3CH3CH3CH3122112l tra