第二章脂肪烃

1、1一、碳原子的种类及取代基名称碳原子的种类及取代基名称二、命名二、命名2341伯伯 2仲仲3叔叔 4季季CH3CH3CH3CH3 CH2 CH C CH3 烷烃分子中去掉一个或几个氢原子后剩余的部分烷烃分子中去掉一个或几个氢原子后剩余的部分烷基烷基5CH4 CH3 甲甲 基基(Me)CH3CH3 CH2CH3 乙乙 基基(Et)CH3CH2CH3 CH2CH2CH3 丙丙 基基 （丙烷）（丙烷） CH(CH3)2 异丙基异丙基(i-Pr) CH3(CH2)2CH3 (CH2)3CH3 丁丁 基基（丁烷）（丁烷） CH(CH3)CH2CH3 仲丁基仲丁基(CH3)2CHCH3 CH2CH(CH3

2、)2 异丁基异丁基（异丁烷）（异丁烷） C(CH3)3 叔丁基叔丁基(t-Bu)6CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH3CHCH3CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH3CCH2H异戊烷异戊烷习惯命名法命名直链烷烃习惯命名法命名直链烷烃时，与系统命名法相同。时，与系统命名法相同。习惯命名法命名有支链的习惯命名法命名有支链的烷烃时，一般只适合于简烷烃时，一般只适合于简单的烷烃。单的烷烃。丁烷丁烷 异丁烷异丁烷戊烷戊烷新戊烷新戊烷（)7（A） 确定主链，作为母体确定主链，作为母体(同习惯命名直链烷烃），其同习惯命名直链烷烃），其他分支链当做取代基：他分支链当做取代

3、基： 链的长短（长的优先），侧链数目（多的优先）。链的长短（长的优先），侧链数目（多的优先）。（B） 编号：按最低系列原则编号。编号：按最低系列原则编号。 最低系列原则：使取代基的位置号码尽可能小。若有最低系列原则：使取代基的位置号码尽可能小。若有多个取代基，逐个比较，直至比出高底为止（顺序规则）。多个取代基，逐个比较，直至比出高底为止（顺序规则）。（C） 按名称基本格式写出全名。按名称基本格式写出全名。 取代基位次取代基名称母体取代基位次取代基名称母体8CH3CH2CHCH2CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH2CHCH3CH3CH3CH3CHCH2CH3123 4CH2CH2 56取代

4、基位次取代基名称母体取代基位次取代基名称母体93,5-二甲基二甲基-4-乙基庚烷乙基庚烷CH3CH3CH3CH CHCH32,3-二甲基丁烷二甲基丁烷取代基位次相同取代基的个数取代基名称取代基位次相同取代基的个数取代基名称母体母体CH3CH2CHCHCHCH2CH3 CH3CH3CH2CH33-甲基甲基-5-乙基庚烷乙基庚烷10CH2CH3CH3(CH3)2CH C CH2CH2CH312 3456 12 3456 选择取代基选择取代基多的最长碳多的最长碳链作主链链作主链11第一条规则：第一条规则：按与主链直接相连的第一个原子的原子序数大小。按与主链直接相连的第一个原子的原子序数大小。若为同位

5、素，则质量数高的顺序在前。若为同位素，则质量数高的顺序在前。顺序规则顺序规则I Br Cl F O N C D H不同原子按原子序数排列不同原子按原子序数排列同位素按质量同位素按质量数由高到低的数由高到低的顺序排列顺序排列各种原子或取代基按先后次序排列的规则称为顺序规则。各种原子或取代基按先后次序排列的规则称为顺序规则。12第二条规则第二条规则 若多原子基团的第一个连接原子相同，则比较与它若多原子基团的第一个连接原子相同，则比较与它相连的其它原子，先比较原子序数大的原子，再比较第相连的其它原子，先比较原子序数大的原子，再比较第二大的，依次类推。若第二层次的原子仍相同，则沿取二大的，依次类推。若

6、第二层次的原子仍相同，则沿取代链依次相比，直至比出大小为至代链依次相比，直至比出大小为至。 C(CH3)3 CH(CH3)2 CH2CH3 CH3 C(C,C,C） C(C,C,H) C(C,H,H) C(H,H,H)C OC OHH(O) (C)C(O,O,H)C N C N (C)(N)(C)(N)C(N,N,N)132,7,8-三甲基癸烷三甲基癸烷CH3CH3(CH3)2CH(CH2)4CHCHCH2CH3278349 1413573-甲基甲基-5-乙基庚烷乙基庚烷75311357 3,5-二甲基二甲基-3-乙基庚烷乙基庚烷152,4-二甲基二甲基-3-异丙基戊烷异丙基戊烷123452,

7、6-二甲基二甲基-4,4-二异丁基庚烷二异丁基庚烷1234567给出名称写构造式给出名称写构造式162,4-二甲基二甲基-5-仲丁基壬烷仲丁基壬烷2-甲基甲基-6-乙基乙基-4-叔丁基辛烷叔丁基辛烷实例一实例一中文名称：中文名称：2,3,5-三甲基己烷三甲基己烷英文名称：英文名称：2,3,5-trimethylhexane17CH3CH2CH2CHCHCHCHCH3CH2CH2CH3CH3CH3CH387654321123456786781 确定主链：确定主链： 有两个等长的最长链。有两个等长的最长链。 比侧链数比侧链数: 一长链有四个侧链，另一长链有一长链有四个侧链，另一长链有三个三个 侧链

8、侧链，多的优先。，多的优先。2 编编 号：号： 第二行取代基编号第二行取代基编号2,3,4,5; 第一行第一行取代基编号取代基编号 4,5,6,7。根据最低系列原则根据最低系列原则, 选第二行编号选第二行编号3 命命 名：名： 中文名称：中文名称： 2,3,5-三甲基三甲基-4-丙基辛烷丙基辛烷 英文名称：英文名称： 2,3,5-trimethyl-4-n-propyloctane实例二实例二182.主链编号主链编号从距从距重键重键最近的一端开始最近的一端开始H3CCHCHCH2CH3123452-戊烯戊烯H3CCH2CHCHCHHCCH312345672，4-庚二烯庚二烯H3CCHCHCCH

9、123453-戊烯戊烯-1-炔炔3. 取代基写法规则与烷烃命名相同取代基写法规则与烷烃命名相同19 3,4-二甲基二甲基-2-己烯己烯 3-十二碳烯十二碳烯2-甲基甲基-3-己炔己炔CH3CH3CH3CH2CH C CHCH3CH3CH2CH CH(CH2)7CH3CH3CH3CH2C CCHCH3取代基母体取代基母体（位置（位置+ +名称）名称）20 4-乙基乙基-5-庚烯庚烯-1-炔炔CH3CH CHCHCH2C CHCH2CH3 3-乙基乙基-1,3-戊二烯戊二烯 3-甲基甲基-1,5-己二烯己二烯CH2CH3CH3CH C CH CH2 CH3CH2 CHCHCH2CH CH2 213

10、,6-十五碳二烯十五碳二烯CH3CH2CH CHCH2CH CH(CH2)7CH3 1-甲基甲基-3-异丙基环己烷异丙基环己烷 2-甲基甲基-1,3-环戊二烯环戊二烯单环单环22二环二环3.2.1辛烷辛烷3,7,7-三甲基二环三甲基二环4.1.0庚烷庚烷123456787654321123456781234567二环二环4.4.0癸烷癸烷(十氢化萘十氢化萘)12345678910桥环桥环231,7,7-三甲基二环三甲基二环2.2.1庚烷庚烷12345671234567螺螺4.5癸烷癸烷4-甲基螺甲基螺2.4庚烷庚烷12345678910螺环螺环24定义：含有只定义：含有只带六电子的碳带六电子的

11、碳的体系称为碳的体系称为碳正离子。正离子。CH3 C+HH 结构特点：结构特点：平面型，平面型，sp2杂化。杂化。CR1R3R2+电性特点：亲电性电性特点：亲电性一一 、 碳正离子和自由基碳正离子和自由基影响碳正离子稳定性的因素影响碳正离子稳定性的因素有利于正电荷分散得以分散的因素，近可能得有利于正电荷分散得以分散的因素，近可能得到八点子体系到八点子体系 25定义：因分子中原子或基团的极性（电负性）不同定义：因分子中原子或基团的极性（电负性）不同而引起成键电子云沿着原子链向某一方向移动的效而引起成键电子云沿着原子链向某一方向移动的效应称为诱导效应。应称为诱导效应。 特特 点点 *沿原子链传递。

12、沿原子链传递。 *很快减弱（三个原子）很快减弱（三个原子）Cl C C C + +-26比较标准：以比较标准：以H为标准为标准常见的吸电子基团（吸常见的吸电子基团（吸电子电子诱导效应用诱导效应用-I表示表示）NO2 CN F Cl Br I C C OCH3 OH C6H5 C=C H常见的给电子基团（给常见的给电子基团（给电子电子诱导效应用诱导效应用+I表示表示）(CH3)3C (CH3)2C CH3CH2 CH3 H 由于相邻原子的由于相邻原子的P轨道发生重叠并形成大轨道发生重叠并形成大 键的结果，键的结果，致使单双键长趋于平均化，分子能量降低，这种电子致使单双键长趋于平均化，分子能量降低

13、，这种电子效应效应。27稳定性稳定性 同碳原子的隔离双烯烃同碳原子的隔离双烯烃( (氢化热降低氢化热降低) )键长键长-平均化平均化：2H22H2226KJ.mol-1254KJ.mol-1能量能量二烯烃及其氢化产物的能级二烯烃及其氢化产物的能级CH2=CH-CH=CH2147pm137pm134pmCH2=CH2154pmCH3-CH328 (1)共轭体系中所有原子共平面，发生电子共轭体系中所有原子共平面，发生电子离域；离域； (2)键长趋向于平均化；键长趋向于平均化； (3)体系稳定体系稳定. ，- -C 例：例：CH2 CH CH CH2 29CCCCHHHHH1,3-丁二烯电子丁二烯电

14、子离域的大离域的大键键 键键键键30空轨道空轨道- -CCH2 CH CH2 例例1 键键CCCH2HHH+CH2CHCH2CH2CHCH231单电子单电子CH2 CH CH2 例例2 键键CCCH2HHHCH2CHCH2CH2CHCH232 键键孤电子对孤电子对例例3CCClHHHCH2CHClCH2CHCl33 定义：当定义：当C-H 键与键与 键（或键（或p电子轨道）处于共轭位置时，电子轨道）处于共轭位置时，也会也会 产生电子的离域现象，这种产生电子的离域现象，这种C-H键键 电子的离域现象电子的离域现象叫做叫做超共轭效应。超共轭效应。 特点：特点：1 超共轭效应比超共轭效应比共轭共轭效

15、应效应弱得多。弱得多。 2 在超共轭效应中，在超共轭效应中， 键键一般是给电子的，一般是给电子的， C-H键越多，键越多，超共轭效应超共轭效应越大。越大。34例例1C CH CH2 HHHCCCHHHHH - 超共轭超共轭35C CH2HHHHHH+C CH2例例2例例3空轨道空轨道单电子单电子CH3CCH3C：HHCH3CCH3C：HH+ - p 超共轭超共轭36HHH+C CH2HHHH+HHCC CH+HHHHHHHHH CCC C37 通式（通式（C Cn nH H2n+22n+2） 烷烃分子中的碳都是烷烃分子中的碳都是sp3杂化。杂化。烷烃中的碳氢键和碳碳键都是烷烃中的碳氢键和碳碳键

16、都是键。键。 甲烷具有正四面体的结构特征。甲烷具有正四面体的结构特征。 当烷烃中的碳原子数大于当烷烃中的碳原子数大于3的时候，碳的时候，碳链就形成锯齿形状。链就形成锯齿形状。 38甲烷的球棒模型甲烷的球棒模型39二二: :弱极性或非极性共价键弱极性或非极性共价键弱极性或非极性分子弱极性或非极性分子分子间作用力小分子间作用力小1.沸点沸点直链烷烃的沸点与分子中所含碳原子数的关系直链烷烃的沸点与分子中所含碳原子数的关系特点特点（1 1）沸点一般很低（非极性，只）沸点一般很低（非极性，只有色散力）。有色散力）。（2）随相对分子质量增大而增大）随相对分子质量增大而增大（运动能量增大，范德华引力增（运动

17、能量增大，范德华引力增大）。大）。（3）相对分子质量相同、叉链多、）相对分子质量相同、叉链多、沸点低。（叉链多，分子不易接近）沸点低。（叉链多，分子不易接近）40烷烃的密度均小于烷烃的密度均小于1（0.424-0.780)偶极矩均为偶极矩均为0。烷烃不溶于水，溶于非极性溶剂烷烃不溶于水，溶于非极性溶剂.2.密度密度3. 饱和烃的偶极矩饱和烃的偶极矩4. 溶解度溶解度三:总体特点总体特点1. 1. 稳定。对强酸，强碱，强氧化剂，强还原剂都不发稳定。对强酸，强碱，强氧化剂，强还原剂都不发生反应。生反应。2. 2. 烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。41

18、 光照光照( (h) )或高温或高温 Cl2、Br2 CH键均裂，生成一卤代、二卤键均裂，生成一卤代、二卤代、代、多卤代烷混合物。多卤代烷混合物。例：例：CH4 CH3Cl + CH2Cl2 + CHCl3 + CCl4取代反应取代反应分子中的原子或基团被其它原子或基分子中的原子或基团被其它原子或基团取代的反应称为取代反应团取代的反应称为取代反应。42 自由基型取代反应自由基型取代反应：（ClCl键的离解能键的离解能CH键的离解能）键的离解能） ：Chain propagation)：hhCl2 2ClCH4 + Cl CH3 + HCl Cl2 + CH3 Cl + CH3Cl Cl + C

19、l Cl2 CH3 + CH3 CH3CH3 CH3 + Cl CH3Cl 43 2H 1H = 产物产率比例产物产率比例=hhCl2CH3CH2CH3 CH3CHClCH3 + CH3CH2CH2Cl Cl2(CH3)3CH hh (CH3)3CCl + (CH3)2CHCH2Cl 3H11H = 产物产率比例产物产率比例=相应的相应的CHCH均裂反应活性均裂反应活性: :3 30 0C-HC-H 20C-H 10C-H44 RCH2CH2R O2锰盐，锰盐，110 RCOOH + R COOH（或（或RCH2OH、RCHO）燃烧燃烧CO2 + H2O + Q烷烃烷烃 + + O2 共价键键

20、能（共价键键能（kJ/mol）：）：3CH2CH1CHCH3H 45乙烯分子的乙烯分子的CCHHHH) )（CnH2n） 例：例：CH2CH246 （CnH2n-2） 例：例：HCCH：sp，s成分占成分占1/2， ：2个碳氢个碳氢键键,1个碳碳个碳碳键键,2个碳个碳碳碳键键：线型，：线型，2个个键互相垂直，且与线键互相垂直，且与线型分子垂直型分子垂直：0.121nm47乙炔分子的乙炔分子的乙炔分子的乙炔分子的s-sp sp-sp sp-s3个个，2个个 电子云的分布电子云的分布CCHHCCHHPyPyPzPzHH48()CC+A-BCCAB加成反应是烯烃的典型反应。反应结果是加成反应是烯烃的

21、典型反应。反应结果是 键打开，键打开，两个原子或原子团加成到双键的碳原子上，形成两个新两个原子或原子团加成到双键的碳原子上，形成两个新的的键，从而生成饱和的化合物。键，从而生成饱和的化合物。两个分子结合成为一个产物分子的反应两个分子结合成为一个产物分子的反应加成反应加成反应Lewis 碱碱亲核试剂亲核试剂亲电试剂亲电试剂+-49第一步：第一步：CCCCHHA+AA=X,-OSO3H,OH第二步：第二步：CCH+ACCHA50 H+ Cl-Carbocation (正碳离子）H+Cl-HClSlowfast 51 HCl，HBr，HI 炔烃炔烃+ Hg2+ ， 能使反应能使反应顺利顺利进行。进行

22、。 CH2 CH2HClCH3CH2Cl 52 HClCH2 CHCF3 ClCH2CH2CF3 主要主要产物产物Hg2+CH CCH3 CH3 CHClCH3 HClHClCH2 CHCH3 CH3CHClCH3 53 制备卤代烃制备卤代烃 离子型亲电加成反应，反应定速离子型亲电加成反应，反应定速步骤中生成正碳离子中间体步骤中生成正碳离子中间体 不饱和烃结构与反应的取向不饱和烃结构与反应的取向？54+CH3 CH CH2CH3CHCH3 CH3CH2CH2 H+次要次要 CH3CHCH3 ClCl-55CH=CH2CF3 不遵从马氏规则的实例不遵从马氏规则的实例HClCH2 CHCF3 Cl

23、CH2CH2CF3 CF3-CH2-CH2(I)CF3-CH-CH3(II)56 CH2 CH298%H2SO4CH3CH2OSO2OH CH3CH2OH H2OCH3CH CH280%H2SO4CH3CHCH3 OSO2OHCH3CHCH3 OHH2O(CH3)2CHCH3 OHH2OOOH O S O H OSO2OH(CH3)2CHCH3 63%H2SO4(CH3)2C CH257 分离提纯；制备醇。分离提纯；制备醇。 + +浓浓H2SO4符合马氏规则符合马氏规则 CH3CH CH2CH3CHCH3 OHH2OT,P,H+ 双键碳原子上所连烷基数目双键碳原子上所连烷基数目反应物反反应物反

24、应活性应活性 烯烃结构与反应活性？烯烃结构与反应活性？58重排重排CH3CH O 活泼烯烃制备醇；炔烃制备乙醛和酮。活泼烯烃制备醇；炔烃制备乙醛和酮。 + +H2O符合马氏规则符合马氏规则 OHHg2+,H+CH2 CHH2OCH CH烯醇式烯醇式酮酮 式式重排重排OCH3CCH3CH3C CHH2OHg2+,H+CH3C CH2 O H59 Cl2、Br2 烯烃：室温，烯烃：室温，CCl4溶剂；溶剂； 炔烃：炔烃：+催化剂催化剂FeX3， 能使反应能使反应顺利顺利进行。进行。C CBr2/CCl4C CBr Br60 制备邻制备邻- -二卤代烃；鉴定碳碳不饱和键。二卤代烃；鉴定碳碳不饱和键。

25、 亲电加成反应。例：亲电加成反应。例： C CC CC CBr2/CCl4Br Br2/CCl4Br BrBr BrBrCH2 CH2 + Br2 NaClH2OBrCH2CH2Br + BrCH2CH2Cl +BrCH2CH2OH 61第一步：第一步：CH2 CH2 BrBr+CH2 CH2Br+ Br-生成生成62 第一步为反应定速步骤，涉及共价键异第一步为反应定速步骤，涉及共价键异裂，裂，BrBr+ +进攻进攻键（键（）。 -H+BrCH2CH2OH +H2OCl-Br-BrCH2CH2BrBrCH2CH2OH2BrCH2CH2ClCH2 CH2Br+第二步：第二步：63H2O or O

26、H-KMnO4C C（冷）（冷）+ MnO2 OHHOC C 邻二醇邻二醇64H+KMnO4RCH CH2 RCOOH + HCOOHCO2 + H2OH+KMnO4RRRCOOH + O CRRRCH CRC CH RCOOH + HCOOHCO2 + H2O KMnO4H+65RCH=RCO2HR2C=R2C=OCH2=CO266RCH CH2RCH CH2OO ORCHO + HCHO O3H2O/ZnRCH CRRRCHO + O CRR2.H2O/Zn1.O3臭氧化物臭氧化物67RC CAg Ag(NH3)2+RC CH白色白色Cu(NH3)2+RC CCu 红棕色红棕色68cccH

27、X-XX高温、光照、气相低温、黑暗、液化相离子型进攻加成反应游离基型进攻取代反应烯丙基型自由基烯丙基氯CH2=CH-CH2-CH3ClCH2=CH-CH-CH3Cl2CH2=CH-CHCl-CH369 （Cl2，Br2，）CH3CHCH2Cl2200 或或h CH3CHClCH2ClClCH2CHCH2+NBrOOCCl4BrNHOO+N-溴代丁二酰亚胺溴代丁二酰亚胺70 (1)1,4加成加成 分子中单双键交替出现的体系称为共轭体分子中单双键交替出现的体系称为共轭体系，含共轭体系的多烯烃称为共轭烯烃。系，含共轭体系的多烯烃称为共轭烯烃。CH2=CH-CH=CH2Br2CH2Br-CHBr-CH

28、=CH2CH2Br-CH=CH-CH2Br1，21，471(2)(2)稳定性稳定性 同碳原子的隔离双烯烃同碳原子的隔离双烯烃( (氢化热降低氢化热降低) ) (3)键长键长-平均化平均化：2H22H2226KJ.mol-1254KJ.mol-1能量能量二烯烃及其氢化产物的能级二烯烃及其氢化产物的能级CH2=CH-CH=CH2147pm137pm134pmCH2=CH2154pmCH3-CH372 sp26个碳氢个碳氢键，键，3个碳碳个碳碳键，键，4个碳之间形成个碳之间形成平面型，平面型，键垂直于分子平面键垂直于分子平面 CCCCHHHHH1,3-丁二烯电子丁二烯电子离域的大离域的大键键73CH

29、2 CH CH CH2 + Br Br CH2-CH-CH=CH2Br+p-共轭效应共轭效应-p超共轭效应超共轭效应CH2=CH-CH-CH2+Br-p超共轭效应超共轭效应电子离域的大电子离域的大键键 加成反应的特殊性加成反应的特殊性(I)(II)(I)比比(II)稳定74CH2-CH=CH-CH2+BrCH2-CH-CH=CH2Br+p-共轭效应共轭效应p-共轭效应共轭效应-p超共轭效应超共轭效应(III)(I)(I)比比(III)稳定CH2-CH-CH=CH2BrBrCH2-CH=CH-CH2BrBrCHH2CCHCH2BrBrBr75CH3CH2-CH=CH-CH=CH2123456+I

30、 效应效应-p超共轭效应超共轭效应HBr进攻进攻C1p-共轭效应共轭效应-p超共轭效应超共轭效应和和+I 效应效应进攻进攻C2CH3CH2-CH=CH-CH-CH2123456+HCH3CH2-CH-CH-CH=CH2123456+H-p超共轭效应和超共轭效应和+I 效应效应(I) (主要）主要）(II) (次要）次要）CH3CH2-CHCHCH-CH3654321+CH3CH2-CH=CH-CH-CH2123456+H第一步76第二步CH3CH2-CHCHCH-CH3654321+Br -CH3CH2-CH=CH-CH-CH3123456BrCH3CH2-CH-CH=CH-CH3123456

31、Br进攻进攻C2进攻进攻C4（1,2-加成产物）加成产物）（1,4-加成产物）加成产物）方法：极化标出共轭双键各碳原子所带部分正反电荷；按亲电加成反应要求和马氏规则，试剂中带正电荷或部分正电荷的部分首先加成到二烯烃中含氢较多的带部分负电荷的双键碳原子上。练习：CH3CH2=C-CH=CH2与溴化氢的加成产物？77(发现于发现于1928年，于年，于1950年获诺贝尔化学奖）年获诺贝尔化学奖） 含有一个活泼的双键或叁键的化合物含有一个活泼的双键或叁键的化合物(亲亲双烯体双烯体)与共轭双烯类化合物与共轭双烯类化合物(双烯体双烯体)发生发生1,4-加成，生成六员环状化合物加成，生成六员环状化合物。 +

32、 COOHCOOH + 78 共价键的断裂和形成同时进共价键的断裂和形成同时进行行+ 对双烯体的要求：对双烯体的要求： (1)双烯体的两个双键必须取双烯体的两个双键必须取S-顺式构象。顺式构象。(2)双烯体双烯体1,4位取代基位阻较大时，不能发生位取代基位阻较大时，不能发生该反应。该反应。79两个双键固定在反位的双烯两个双键固定在反位的双烯烃不发生反应烃不发生反应+OCH3CHOOCH3OCH3CHOCHO+80 （CnH2n ,） 一一. .结构结构环丙烷在室温、避光条件下，能使环丙烷在室温、避光条件下，能使Br2/CCl4褪褪色，生成色，生成1,3-二溴丙烷二溴丙烷发生开环反应。发生开环反

33、应。811 10 05 5. .5 5。C CC CC CC CC CC C1 10 09 9. .5 5。丙丙 烷烷环环丙丙烷烷碳原子杂化状态：碳原子杂化状态：sp3共价键类型：共价键类型：键键环丙烷碳碳之间形成弯键，夹角为环丙烷碳碳之间形成弯键，夹角为10582二二. . () 丙烷丙烷H2,Ni80H2,Ni120丁烷丁烷H2,Ni300 戊烷戊烷83 Br2/CCl4室温室温Br(CH2)4BrBr2/CCl4Br2/CCl4BrCH2CH2CH2Br Br84 CH3CH2CH2BrHBrCH3CH2CHBrCH3HBrBrCH3CH3CH C(CH3)2HBr小环开环反应的取向？小

34、环开环反应的取向？85第七节第七节 链烷烃的异构现象链烷烃的异构现象 构构 象象一个已知构型的分子，一个已知构型的分子，仅由于单键的旋转而仅由于单键的旋转而引起分子中的原子或引起分子中的原子或基团在空间的特定排基团在空间的特定排列形式称为构象。列形式称为构象。 构象异构体构象异构体单键旋转时会产单键旋转时会产生无数个构象，生无数个构象，这些构象互为构这些构象互为构象异构体。象异构体。一一 碳架异构体碳架异构体 二二 构象异构体构象异构体 三三 旋光异构体旋光异构体86(1) 两面角两面角 单键旋转时，相邻碳上的其他键单键旋转时，相邻碳上的其他键会交叉成一定的角度会交叉成一定的角度( ( ) )

35、，称为两，称为两面角。面角。两面角为两面角为0 0 时的构象为重叠式构象。时的构象为重叠式构象。两面角为两面角为6060 时的构象为交叉式构象。时的构象为交叉式构象。两面角在两面角在0-600-60o o之间的构象称为扭曲式构象。之间的构象称为扭曲式构象。 1. 乙烷的构象乙烷的构象HH87伞式伞式 锯架式锯架式 纽曼式纽曼式交叉式构象交叉式构象重重叠叠式构象式构象HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH伞式，锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物伞式，锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物（2）乙烷交叉式构象与重）乙烷交叉式构象与重叠叠式构象的表示方法

36、式构象的表示方法88（3）乙烷交叉式构象与重）乙烷交叉式构象与重叠叠式构象的能量分析式构象的能量分析两面角两面角两氢相距两氢相距60o250 pm0o229 pm250 pm 240 pm 229 pmE重叠重叠 E交叉交叉 E=12.1KJmol-1当二个氢原子的间距少于当二个氢原子的间距少于240pm（即二个氢原子的半径和）时，氢原子之（即二个氢原子的半径和）时，氢原子之间会产生排斥力，从而使分子内能增高，所以重叠式比交叉式内能高。间会产生排斥力，从而使分子内能增高，所以重叠式比交叉式内能高。8912.1 KJ0 KJ060180300360能量旋转角（4）乙烷）乙烷构象势能关系图构象势能

37、关系图 以单键的旋转角度为横坐标，以单键的旋转角度为横坐标，以各种构象的势能为纵坐标。如以各种构象的势能为纵坐标。如果将单键旋转果将单键旋转360度，就可以画出度，就可以画出一条构象的势能曲线。由势能曲一条构象的势能曲线。由势能曲线与坐标共同组成的图为构象的线与坐标共同组成的图为构象的势能关系图。势能关系图。稳定构象稳定构象位于势能曲线谷位于势能曲线谷底的构象底的构象非键连相互作用非键连相互作用不直接相连的原子不直接相连的原子间的排斥力。间的排斥力。90 这四种构象的稳定性次序为：这四种构象的稳定性次序为： 对位交叉为对位交叉为 HHHHCH3CH3HHHHH3CH3CHH3CHHHCH3CH

38、3HHHHH3C 以以C2C3为转动轴为转动轴 ，观察丁烷，观察丁烷分子的构象，也是无数构象的平衡体，有四种分子的构象，也是无数构象的平衡体，有四种代表性构象：代表性构象： 91丁烷各种构象的能量曲线图丁烷各种构象的能量曲线图92 环的存在限制了单键的相对旋转，但只要环的存在限制了单键的相对旋转，但只要成环原子不在一个平面上，彼此间仍可扭转，成环原子不在一个平面上，彼此间仍可扭转，也能产生构象异构。也能产生构象异构。 椅式椅式船式船式0.25nm0.18nm优势构象优势构象锯架式锯架式93 ，。 CH2CH2HHHHHHHHCH2CH2HHHHHHHH特点：环中相邻两个碳原子均为特点：环中相邻

39、两个碳原子均为邻交叉邻交叉特点：特点：1,2,4,5四个碳原子在同一平四个碳原子在同一平面，面，3,6碳原子在碳原子在 这一这一 平面的上方平面的上方; 1,2和和4,5之间有两个正丁烷似的全之间有两个正丁烷似的全重叠重叠纽曼式纽曼式94 大基团处在大基团处在的椅式构象为稳定构象。的椅式构象为稳定构象。CH3CH395%5%CH3HHHH2CH2CHHCHCCH3H2H21,3-二竖键相互作用95HHCHHHCHHHHH95%HHCHCH3CH3CHCH3CH3HH97%HHCH3CCH3CH3CHCH3CH3CH3H99.99%96 (Cis-trans isomerism,Geometrical isomerism) 例如：例如：C4H8 CH2 CHCH2CH3无立体异构无立体异构有立体异构有立体异构CH3CH CHCH3CH2 C(CH3)29798dcba C C a b同时同时c d，在空间有两种不同的排列，在空间有两种不同的排列方式，从而得到两种立体异构体方式，从而得到两种立体异构体。从一种异构体从一种异构体另一种异构体，需断键。另一种异构体，需断键。 为了为了 与构象区别，称为与构象区别，称为（Configuration）。）。H3CC CCH3HHHHCH3C CH3C99 -4-甲基甲基-2-戊烯戊烯-4-甲基甲基-2-戊烯戊烯 C CCH3CH(CH3)2H