第2章飽和脂肪烴4學(xué)時(shí)

本章學(xué)習(xí)要求1.掌握烷烴、環(huán)烷烴的系統(tǒng)命名法；2.掌握烷烴、環(huán)烷烴的構(gòu)象異構(gòu)及環(huán)烴的順反異構(gòu)；3.掌握飽和脂肪烴的主要化學(xué)性質(zhì)；4.了解烷烴鹵代反應(yīng)的歷程；5.了解常見的飽和脂肪烴。當(dāng)前1頁，總共80頁。一、烷烴的普通命名法1.碳原子數(shù)加“烷”字構(gòu)成直鏈烷烴名稱。天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸；十以上用中文數(shù)字表示。如：十一烷，十二烷等。丙烷丁烷戊烷十一烷第一節(jié)烷烴當(dāng)前2頁，總共80頁。2.用正、異、新等詞區(qū)分碳架異構(gòu)體正(n-)：直鏈烴CH3CH2CH2CH2CH3，（正）戊烷新(neo-)：從鏈端起第二個(gè)碳原子上帶兩個(gè)甲基新戊烷異戊烷異(iso-)：從鏈端起第二個(gè)碳原子上帶一個(gè)甲基當(dāng)前3頁，總共80頁。伯碳原子(一級(jí)碳原子，1°):與其他一個(gè)碳原子相連；仲碳原子(二級(jí)碳原子，2°):與其他兩個(gè)碳原子相連；叔碳原子(三級(jí)碳原子，3°):與其他三個(gè)碳原子相連；季碳原子(四級(jí)碳原子，4°):與其他四個(gè)碳原子相連。

3.碳原子分類：相應(yīng)地，與伯、仲、叔碳原子相連的氫為伯、仲、叔氫原子。當(dāng)前4頁，總共80頁。

4.烷基的概念烷基：烷烴去掉一個(gè)氫剩下的原子團(tuán)，通式為CnH2n+1,常用R-表示丙基n-Pr異丙基i-Pr正丁基n-Bu仲丁基sec-Bu異丁基i-Bu叔丁基t-Bu甲基Me乙基Et當(dāng)前5頁，總共80頁。能否用普通命名法命名？當(dāng)前6頁，總共80頁。

二、烷烴的系統(tǒng)命名法

國際上通用的IUPAC(InternationalUnionofPureandAppliedChemistry)命名法則。母體為戊烷系統(tǒng)命名的三個(gè)步驟——選主鏈、編號(hào)、寫全稱CH2CH3CH3CH2CHCH31、鏈要長(zhǎng)：選擇含碳原子最多的鏈作為主鏈，決定母體，其他分支鏈作為取代基；當(dāng)前7頁，總共80頁。2、取代基要多：如果有兩種選取主鏈的可能，應(yīng)該選擇取代基最多的碳鏈作為主鏈；選擇(a)鏈作為主鏈，能將復(fù)雜的取代基盡量簡(jiǎn)化。(a)(b)當(dāng)前8頁，總共80頁。3、系數(shù)低：①將主鏈碳原子從離取代基最近的一端開始編號(hào)2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷CHHCCHH2CCH2CH3CH3CHCH3CH3H3CH2CCH31234567當(dāng)前9頁，總共80頁。②主鏈碳原子的編號(hào)有幾種可能時(shí)，應(yīng)按照“最低序列”原則編號(hào)123456782,4,7-三甲基辛烷（不是2,5,7-三甲基辛烷）當(dāng)前10頁，總共80頁。③大小兩個(gè)不同的取代基處于主鏈兩端相同的位置時(shí)，應(yīng)該給較優(yōu)基團(tuán)以較大的位次。12345673-甲基-5-乙基庚烷當(dāng)前11頁，總共80頁。順序規(guī)則：原子序數(shù)大的優(yōu)先，如I＞Br＞Cl＞S＞P＞F＞O＞N＞C＞H；同位素質(zhì)量高的優(yōu)先，如D＞H；二個(gè)基團(tuán)中第一個(gè)原子相同時(shí)，依次比較第二、第三個(gè)原子；重鍵分別可看作幾個(gè)單鍵的疊加；當(dāng)前12頁，總共80頁。寫法規(guī)則：(1)取代基名稱寫在母體名稱前面；(2)取代基之間用短線隔開，相同的取代基合并，位次用逗號(hào)

隔開，相同取代基數(shù)目用中文表示；(3)位次與基團(tuán)之間用短線隔開；(4)基團(tuán)列出順序：CH3-，CH3CH2-，CH3CH2CH2-,n-C4H9，n-C5H11，i-Pr，t-Bu123456782,6,6-三甲基-3-乙基辛烷當(dāng)前13頁，總共80頁。練一練：用系統(tǒng)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-乙基己烷當(dāng)前14頁，總共80頁。

例：

Csp3雜化CH4三、烷烴的結(jié)構(gòu)當(dāng)前15頁，總共80頁。

甲烷的形成：四面體∠HCH=109.5°鍵+4當(dāng)前16頁，總共80頁。

乙烷的形成：當(dāng)前17頁，總共80頁。四、烷烴的異構(gòu)現(xiàn)象和構(gòu)象（一）碳胳異構(gòu)(isomerism)

由于碳原子連接方式不同所產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)象稱為碳胳異構(gòu)（或碳鏈異構(gòu)）。構(gòu)造：分子中原子相互連接的方式和次序叫構(gòu)造(constitution)。正丁烷異丁烷當(dāng)前18頁，總共80頁。

（二）烷烴的構(gòu)象(conformation)

由于單鍵的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的分子在空間的不同排列方式叫做構(gòu)象。分子不同的構(gòu)象稱為構(gòu)象異構(gòu)體。例1：乙烷的構(gòu)象（CH3-CH3）重疊式交叉式1.透視式（鋸架式）：

旋轉(zhuǎn)(2n+1)*180°當(dāng)前19頁，總共80頁。2.紐曼投影式重疊式交叉式當(dāng)前20頁，總共80頁。BrHHBrHH例：1,2-二溴乙烷的構(gòu)象（CH2Br-CH2Br）BrHHBrHHBrHHHHBrBrHHHHBrBrHHHBrH全重疊式部分重疊式對(duì)位交叉式鄰位交叉式＞＞＞當(dāng)前21頁，總共80頁。1,2-二溴乙烷構(gòu)象能壘圖優(yōu)勢(shì)構(gòu)象當(dāng)前22頁，總共80頁。3.優(yōu)勢(shì)構(gòu)象

關(guān)于構(gòu)象的研究是以能量為基點(diǎn)的。能量最低的構(gòu)象最穩(wěn)定，最穩(wěn)定的構(gòu)象稱為優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。

大基團(tuán)錯(cuò)開距離有利于分子能量降低，構(gòu)象穩(wěn)定。優(yōu)勢(shì)構(gòu)象不是所有分子的唯一構(gòu)象，而是所占比例最多的構(gòu)象。當(dāng)前23頁，總共80頁。四、烷烴的性質(zhì)1.物理性質(zhì)

2.化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定——在室溫下不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，在特定條件下仍可反應(yīng)。當(dāng)前24頁，總共80頁。（1）氧化與燃燒（oxidationandcombustion）瓦斯爆炸當(dāng)前25頁，總共80頁。（2）鹵代反應(yīng)（halogenation)反應(yīng)活性：F2>>Cl2>Br2>I2反應(yīng)條件：光照或加熱當(dāng)前26頁，總共80頁。反應(yīng)機(jī)理（reactionmechanism）Homolyticcleavage&heterolyticcleavage

異裂均裂當(dāng)前27頁，總共80頁。反應(yīng)機(jī)理（reactionmechanism）:

烷烴在光照條件下與鹵素反應(yīng)屬于自由基反應(yīng)引發(fā):增長(zhǎng):終止:當(dāng)前28頁，總共80頁。自由基穩(wěn)定性：烷烴上的不同類型氫原子（自由基）取代反應(yīng)活潑性：不同類型氫原子活潑性：叔﹥仲﹥伯﹥CH3-H當(dāng)前29頁，總共80頁。即自由基形成的難易程度為：3°﹥2°﹥1°﹥CH4結(jié)論：含單電子的碳上連接的烷基越多，這樣的自由基越穩(wěn)定。>>>中間體越穩(wěn)定反應(yīng)越易發(fā)生，則產(chǎn)物就越多當(dāng)前30頁，總共80頁。一、環(huán)烷烴的分類按碳原子數(shù)目分為：小環(huán)、中環(huán)和大環(huán)根據(jù)碳環(huán)數(shù)目分為：?jiǎn)苇h(huán)、二環(huán)或多環(huán)第二節(jié)環(huán)烷烴當(dāng)前31頁，總共80頁。1.單環(huán)烴二、環(huán)烷烴(cycloalkane)的命名(1)環(huán)為母體，取代基系數(shù)低；(2)多取代基中，較小取代基系數(shù)低；1-甲基-2-乙基環(huán)戊烷1-甲基-4-異丙基環(huán)己烷當(dāng)前32頁，總共80頁。(3)分子同時(shí)有大環(huán)與小環(huán)，以大環(huán)為母體，小環(huán)為取代基；(4)環(huán)上帶有較復(fù)雜的支鏈，則將碳環(huán)作為取代基來命名。1-甲基-3-環(huán)丙基環(huán)己烷2,5-二甲基-5-環(huán)丁基庚烷當(dāng)前33頁，總共80頁。2.螺環(huán)烴兩環(huán)共1個(gè)C的烴稱螺環(huán)烴，共用C稱為“螺原子”CCH2–CH2CH2–CH2CH2CH2CH256487213辛烷螺[3.4]=編號(hào)：從螺原子旁小環(huán)開始，先編小環(huán)，經(jīng)螺原子C，再編大環(huán)。命名：根據(jù)總C數(shù)，前綴“螺”，中間[a.b]由小到大，表示兩環(huán)C數(shù)。當(dāng)前34頁，總共80頁。3.橋環(huán)烴

兩環(huán)共用2個(gè)或2個(gè)以上C的烴為橋環(huán)烴，共用的C稱為“橋頭碳”CH2–CH–CH2CH2–CH–CH2CH2CH212345768辛烷雙環(huán)[3.2.1]=編號(hào)：從一個(gè)橋頭C開始，先編最長(zhǎng)橋，經(jīng)另一橋頭C，再編次長(zhǎng)橋，最后編短橋。命名：根據(jù)總C數(shù)，前綴“雙環(huán)”，中間[a.b.c]由大到小，表示三橋C數(shù)。當(dāng)前35頁，總共80頁。有取代基情況下：在不違反特定原則的前提下，再考慮官能團(tuán)、取代基6-癸烯[4.5]2-甲基螺1345267庚烷雙環(huán)[4.1.0]7,7-二甲基當(dāng)前36頁，總共80頁。十氫萘立方烷金剛烷有些橋環(huán)烴的命名常用習(xí)慣名：當(dāng)前37頁，總共80頁。練一練：命名下列化合物7,7-二甲基-2-乙基雙環(huán)[2.2.1]庚烷1,5-二甲基-8-乙基螺[3,4]辛烷當(dāng)前38頁，總共80頁。三、化學(xué)性質(zhì)(Chemicalproperties)1.催化加氫(catalyzedhydrogenation)×當(dāng)前39頁，總共80頁。2.與鹵素加成(additionwithhalogen)

使溴的CCl4溶液褪色，可鑒別開鏈烷烴與小環(huán)烷烴。環(huán)丙烷不能使KMnO4褪色，這可鑒別環(huán)丙烷與不飽和烴。當(dāng)前40頁，總共80頁。鑒別三步曲：

加試劑

看現(xiàn)象：顏色變化、沉淀產(chǎn)生或放出氣體

得結(jié)論當(dāng)前41頁，總共80頁。例：用簡(jiǎn)單的化學(xué)方法鑒別環(huán)丙烷和丙烯CH3CH=CH2KMnO4/H+CH3CH=CH2褪色不褪色想一想：如何鑒別丙烷、環(huán)丙烷和丙稀？當(dāng)前42頁，總共80頁。3.與鹵化氫加成（馬氏規(guī)則）當(dāng)前43頁，總共80頁。馬氏規(guī)則：環(huán)在含氫原子最多和氫原子最少的兩個(gè)環(huán)碳原子之間斷開，且氫原子往往加到含氫較多的碳原子上。四元環(huán)及五元環(huán)在常溫下難反應(yīng)。當(dāng)前44頁，總共80頁。4.

自由基取代(freeradicalsubstitution)

小環(huán)(3~4)易加成，與烯烴相似；中環(huán)(5~8)易取代，與開鏈烷烴相似。當(dāng)前45頁，總共80頁。1885年，拜爾(A.vonBaeyer)張力學(xué)說(straintheory)環(huán)中碳-碳鍵鍵角的變形會(huì)產(chǎn)生張力，鍵角變形的程度越大，張力越大。四、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性60°82°103~106°當(dāng)前46頁，總共80頁。開鏈烷烴環(huán)烷烴角張力105.50

1140當(dāng)前47頁，總共80頁。

五、順反異構(gòu)及環(huán)己烷的構(gòu)象1.順反異構(gòu)順-1，2-二甲基環(huán)丙烷反-1，2-二甲基環(huán)丙烷當(dāng)前48頁，總共80頁。2.環(huán)己烷及其衍生物的構(gòu)象當(dāng)前49頁，總共80頁。椅式構(gòu)象

船式構(gòu)象

環(huán)己烷的船式和椅式構(gòu)象，正常鍵角，無角張力，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。當(dāng)前50頁，總共80頁。三組平行線組成；C1、C3、C5在一個(gè)平面上；C2、C4、C6在另一個(gè)平面上。3.環(huán)己烷結(jié)構(gòu)特點(diǎn)162534當(dāng)前51頁，總共80頁。

六個(gè)與分子對(duì)稱軸平行的C-Hσ鍵，叫做直立鍵（a鍵，axial），另六個(gè)C-Hσ鍵與其成109°5′，叫做平伏鍵（e鍵，quatorial）。當(dāng)前52頁，總共80頁。轉(zhuǎn)環(huán)作用:一種構(gòu)象的a鍵是另一種構(gòu)象的e鍵。當(dāng)前53頁，總共80頁。4.取代環(huán)己烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象一取代：寫出甲基環(huán)己烷的椅式構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象當(dāng)前54頁，總共80頁。二取代：1,2-二甲基環(huán)己烷優(yōu)勢(shì)構(gòu)象順式反式當(dāng)前55頁，總共80頁。不同取代基:順-1-甲基-2-異丙基環(huán)己烷優(yōu)勢(shì)構(gòu)象當(dāng)前56頁，總共80頁。規(guī)律：環(huán)己烷分子中最穩(wěn)定構(gòu)象為椅式構(gòu)象;一取代環(huán)己烷，取代基處于e鍵為優(yōu)勢(shì)構(gòu)象;多元取代環(huán)己烷，在符合其構(gòu)型的情況下，

取代基處于e鍵較多者為優(yōu)勢(shì)構(gòu)象;4.環(huán)上有不同取代基時(shí)，大基團(tuán)處于e鍵穩(wěn)定。當(dāng)前57頁，總共80頁。練習(xí)：1)反-1,2-二甲基環(huán)己烷；2)順-1,4-二甲基環(huán)己烷；1)2)優(yōu)勢(shì)構(gòu)象當(dāng)前58頁，總共80頁。3)順-1-甲基-4-叔丁基環(huán)己烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象當(dāng)前59頁，總共80頁。

天然烷烴甲烷：制備乙炔、一氧化碳和氫氣、天然氣石油中的烷烴：“石油醚不是醚”生物體中的烷烴：蜂蠟、水果蔬菜的臘層、昆蟲的外激素、性引誘激素（第三代農(nóng)藥）當(dāng)前60頁，總共80頁。第三章不飽和脂肪烴Unsaturated

Hydrocarbon當(dāng)前61頁，總共80頁。掌握烯烴和炔烴的命名、順反異構(gòu)、Z/E異構(gòu)及次序規(guī)則；掌握烯炔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),了解親電加成反應(yīng)機(jī)理；熟悉誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)，掌握共軛二烯烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)。本章學(xué)習(xí)要求當(dāng)前62頁，總共80頁。丙烯基烯丙基CH2=CH2乙烯基CH3–CH=CH2CH3–CH=CH––H–CH2–CH=CH2–HCH3–C=CH2–H異丙烯基CH2=CH––H

一、烯烴和炔烴的命名乙炔基第一節(jié)烯烴和炔烴(alkenesandalkynes)當(dāng)前63頁，總共80頁。1、含雙鍵或三鍵的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈，從距雙鍵或三鍵最近的一端將主鏈碳原子編號(hào)，稱某烯或某炔。4,4-二甲基-2-乙基-1-己烯123456當(dāng)前64頁，總共80頁。2、分子中同時(shí)含有雙鍵和三鍵時(shí),二者位次不同，以位次小者定為最低序位；二者位序相同時(shí)，以烯鍵為最低序位，但詞尾次序均為某烯-炔。3-甲基-1-庚烯-5-炔1-戊烯-4-炔當(dāng)前65頁，總共80頁。3-甲基-2-乙基-1-丁烯2,4-二甲基-2-己烯3-甲基-1-丁炔當(dāng)前66頁，總共80頁。3-甲基-6-乙基-1,4-環(huán)己二烯1,6-二甲基-1-環(huán)己烯3-甲基-1-環(huán)己烯1,3-環(huán)戊二烯當(dāng)前67頁，總共80頁。練習(xí)：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-炔當(dāng)