復(fù)旦-有機(jī)-課件alkanes

復(fù)旦-有機(jī)-課件alkanes第一頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第1頁，共26頁。§2.1烷烴的結(jié)構(gòu)、命名和構(gòu)象一、烷烴的結(jié)構(gòu)(P.41,2.2)

碳為sp3雜化，碳—?dú)渲g以鍵相連第二頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第2頁，共26頁。

同分異構(gòu)現(xiàn)象(碳架異構(gòu))C20H42共有366,319個(gè)同分異構(gòu)體CH4CH4C2H6CH3CH3C3H8CH3CH2CH3C4H10C5H12C6H14第三頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第3頁，共26頁。

碳原子的四種類型伯碳(一級(jí)碳，1°C，primarycarbon)

仲碳(二級(jí)碳，2°C，secondarycarbon)

叔碳

(三級(jí)碳，3°C，tertiarycarbon)

季碳

(四級(jí)碳，4°C，quaternarycarbon)伯氫仲氫叔氫第四頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第4頁，共26頁。

對(duì)于反應(yīng)活性中間體：自由基碳正離子、碳負(fù)離子第五頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第5頁，共26頁。二、烷烴的命名(P.36,2.1)

普通命名法

系統(tǒng)命名法(IUPAC命名法)IUPAC:國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)

InternationalUnionofPureandAppliedChemistry

結(jié)合我國文字特點(diǎn)的系統(tǒng)命名法《有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的系統(tǒng)命名原則》(1960)《有機(jī)化學(xué)命名原則》增訂本(1980)第六頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第6頁，共26頁。普通命名法中文：詞頭+碳原子數(shù)目+烷英文：詞頭+碳原子數(shù)目+詞尾(-ane)碳原子數(shù)目：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一、十二······詞頭：中文：正、異、新英文：n-(normal)，

iso，neo第七頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第7頁，共26頁。

正烷烴的普通命名法舉例CH4CH4甲烷methaneC2H6CH3CH3乙烷ethaneC3H8CH3CH2CH3丙烷propaneC4H10CH3(CH2)2CH3正丁烷n-butaneC5H12CH3(CH2)3CH3正戊烷n-pentaneC6H14CH3(CH2)4CH3正己烷n-hexaneC7H16CH3(CH2)5CH3正庚烷n-heptaneC8H18CH3(CH2)6CH3正辛烷n-octaneC9H20CH3(CH2)7CH3正壬烷n-nonaneC10H22CH3(CH2)8CH3正癸烷n-decaneC11H24CH3(CH2)9CH3正十一烷n-undecaneC12H26CH3(CH2)10CH3正十二烷n-dodecaneC13H28CH3(CH2)11CH3正十三烷n-tridecaneC20H42CH3(CH2)18CH3正二十烷n-eicosane第八頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第8頁，共26頁。

支鏈烷烴的普通命名法舉例CH4CH4甲烷

methaneC2H6CH3CH3乙烷

ethaneC3H8CH3CH2CH3丙烷

propaneC4H10正丁烷

n-butane異丁烷

isobutaneC5H12正戊烷

n-pentane異戊烷

isopentane新戊烷

neopentaneC6H14正己烷

n-hexane異己烷

isohexane新己烷

neohexane第九頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第9頁，共26頁。系統(tǒng)命名法(IUPAC命名法)：選一條鏈為主鏈，其它與主鏈相連的均為取代基。烷烴去掉一個(gè)氫原子后留下的原子團(tuán)稱為取代基(R-)取代基的命名：烷

基，-ane-yl烷基(R-)中文名英文名縮寫CH3－甲基methylMeCH3CH2－乙基ethylEtCH3CH2CH2－(正)丙基n-propyln-Pr異丙基isopropyli-Pr第十頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第10頁，共26頁。取代基的命名烷基(R-)中文名英文名縮寫CH3CH2CH2CH2－(正)丁基n-butyln-Bu仲丁基sec-butyl(secondary)s-Bu異丁基isobutyli-Bu叔丁基tert-butyl(tertiary)t-Bu第十一頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第11頁，共26頁。取代基的命名烷基(R-)中文名英文名備注CH3(CH2)3CH2－(正)戊基n-pentyl異戊基isopentyl1-甲(基)丁基1-methylbutyl叔戊基tert-pentyl新戊基neopentyl1-乙(基)丙基1-ethylpropyl第十二頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第12頁，共26頁。主鏈的選擇最長的鏈為主鏈取代基最多的鏈為主鏈c.取代基編號(hào)最小的鏈為主鏈第十三頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第13頁，共26頁。編號(hào)規(guī)則靠近取代基一端開始編號(hào)(取代基編號(hào)最小)2-甲基-3-乙基己烷3-ethyl-2-methylhexane4-乙基庚烷

4-ethylheptane

3,4,6-三乙基辛烷3,4,6-triethyloctane

4-異丙基庚烷4-isopropylheptane第十四頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第14頁，共26頁。b.使簡(jiǎn)單(小)取代基編號(hào)最小2,7-二甲基-4-仲丁基辛烷2,7-二甲基-4-(1-甲基丙基)辛烷2,7-二甲基-4-(2-丁基)辛烷4-sec-butyl-2,7-dimethyloctane3-甲基-6-乙基辛烷6-ethyl-3-methyloctane

第十五頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第15頁，共26頁。

命名：取代基以阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)，寫在最前面;相同取代基要合并，以二、三、四······(di,tri,tetra·····)表示;相同取代基的編號(hào)，數(shù)字之間以“,”隔開；數(shù)字與漢字(英文)之間以“-”隔開；簡(jiǎn)單取代基寫在前(英文命名以字母順序排列)最后加上主鏈名稱(直鏈烷烴名稱，碳數(shù)目＋烷)問題：寫出C7H16

的所有同分異構(gòu)體，注明碳的類型，并給出中英文命名。第十六頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第16頁，共26頁。三、構(gòu)象Conformation分子中各原子或原子團(tuán)在空間上的排列和關(guān)系。

“構(gòu)造”

Constitution是原子之間相互連接的方式和次序。如：碳架異構(gòu)

由碳碳單鍵的自由旋轉(zhuǎn)引起描述立體結(jié)構(gòu)的幾種方式第十七頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第17頁，共26頁。1.乙烷的構(gòu)象交叉式構(gòu)象扭曲式構(gòu)象(有無數(shù)個(gè))重疊式構(gòu)象staggeredconformationskewedconformationeclipsedconformation原子間距離最遠(yuǎn)內(nèi)能較低(最穩(wěn)定)空間擁擠內(nèi)能較高(最不穩(wěn)定)第十八頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第18頁，共26頁。

乙烷構(gòu)象轉(zhuǎn)換與勢(shì)能關(guān)系圖扭轉(zhuǎn)張力torsionalstrain:12kJ/molC1-H成鍵軌道和C2-H反鍵軌道相互作用的傾向分子間的碰撞所提供的能量：

84kJ/mol一般情況下(T>-250oC):單個(gè)分子：絕大部分時(shí)間在穩(wěn)定構(gòu)象式上。一群分子：某一時(shí)刻，絕大多數(shù)分子在穩(wěn)定的構(gòu)象式上。第十九頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第19頁，共26頁。2.丁烷的構(gòu)象CH3的范德華半徑為2.0?。第二十頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第20頁，共26頁。

丁烷構(gòu)象轉(zhuǎn)換與勢(shì)能關(guān)系圖第二十一頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第21頁，共26頁。3.其它烷烴的構(gòu)象

大基團(tuán)總是優(yōu)先占據(jù)對(duì)位交叉位置例：畫出化合物的所有交叉式和重疊式構(gòu)象CH3的范德華半徑為2.0?，C-C鍵鍵長1.54?，Br的范德華半徑為1.95?，C-Br鍵鍵長1.97?

。第二十二頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第22頁，共26頁。四、物理性質(zhì)物態(tài)：氣體(C1~C4)、液體(C5~C17)、固體(C18~)沸點(diǎn)(b.p.)：對(duì)正烷烴而言，碳原子數(shù)增多，沸點(diǎn)升高。同分異構(gòu)體中，取代基越多，沸點(diǎn)降低越多。熔點(diǎn)(m.p.)：對(duì)正烷烴而言，碳原子數(shù)增多，熔點(diǎn)升高。對(duì)稱性高的，熔點(diǎn)較高。密度(d)：均小于1g/ml。碳原子數(shù)增多，密度增大。趨于0.8g/ml。溶解度：相似相溶。折光率

第二十三頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第23頁，共26頁。例如：b.p.<取代基多，分子間作用力小

m.p.>對(duì)稱性高，晶格能高

第二十四頁，編輯于星期六：十五點(diǎn)五十六分。第24頁，共26頁。

順序規(guī)則Sequencerules

(Cahn-Ingold-Prelogrules,P.39)原子序數(shù)大的原子順序大，同位素質(zhì)