第二章饱和烃 4学时

1、第二章第二章 饱和烃饱和烃 有机化学有机化学 Organic Chemistry主要内容主要内容2.1 烷烃的通式和构造异构烷烃的通式和构造异构2.2 烷烃的命名烷烃的命名*2.3 烷烃的结构烷烃的结构*2.4 烷烃的构象烷烃的构象*2.5 烷烃的物理性质烷烃的物理性质2.6 烷烃的化学性质烷烃的化学性质2.7 烷烃的来源和制法烷烃的来源和制法2.8 环烷烃环烷烃2.1 烷烃的通式、同系列和构造异构烷烃的通式、同系列和构造异构 2.1.1 基本概念基本概念烃烃：只含有：只含有C、H 两种元素的化合物两种元素的化合物 碳氢化合物碳氢化合物（1）饱和烃）饱和烃碳原子之间均以碳原子之间均以CC单键单

2、键相连，其余的价键均相连，其余的价键均为为H原子所饱和。原子所饱和。（2）不饱和烃）不饱和烃含有含有碳碳重键碳碳重键的烃类化合物。的烃类化合物。烃的分类烃的分类:(1)开链烃开链烃(链烃链烃),又叫脂肪烃又叫脂肪烃. 可分为可分为:烷烃烷烃 、烯烃、烯烃 、二烯烃、二烯烃 、炔烃等、炔烃等(2)闭链烃闭链烃(环烃环烃). 又分为又分为:脂环烃和芳香烃两类脂环烃和芳香烃两类.2.1.2 烷烃的通式烷烃的通式 甲烷甲烷 methane丙烷丙烷propane丁烷丁烷butane乙烷乙烷ethaneCHHHHCHHCHHHCHHCHHHCHHHCHHCHHHCHHHCHHH1.开链烷烃的通式开链烷烃的

3、通式烷烃的通式烷烃的通式 ： CnH2n+2CH2H2CCH2H2CCH2CH2H2CCH2H2CH2CCH2CH2CH2H2CH2CCH2CH2CH2环丙烷环丙烷环丁烷环丁烷 环戊环戊 烷烷环己烷环己烷 环烷烃的通式：环烷烃的通式： CnH2n 2.1.3 同系列同系列同系列同系列具有同一分子式，在组成上相差一个或具有同一分子式，在组成上相差一个或多个多个 CH2,且结构和性质相似的一系列化合物称为且结构和性质相似的一系列化合物称为同系列，同系列中的各化合物互称同系列，同系列中的各化合物互称同系物同系物。系差系差同系列相邻的两个分子式的差值同系列相邻的两个分子式的差值 CH2 称为系差称为系

4、差.C4H10：正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH32.1.4 烷烃的构造异构烷烃的构造异构C5H12:正戊烷正戊烷 异戊烷异戊烷 新新 戊烷戊烷CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH3同分异构体同分异构体： 分子式相同，结构式不同的化合物分子式相同，结构式不同的化合物构造异构体构造异构体：分子式相同，原子排列顺序不同的化合物分子式相同，原子排列顺序不同的化合物 CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC

5、CCCCCCCCCCCCCCC 2.2 烷烃的命名烷烃的命名2.2.1 伯、仲、叔、季碳原子伯、仲、叔、季碳原子C CHHHHHCCH3HCCH3CH3CH31 1碳碳原原子子2 2碳碳原原子子3 3碳碳原原子子4 4碳碳原原子子2.2.2 伯、仲、叔氢原子伯、仲、叔氢原子CCCHHH3CHCH3CH31 1氢氢原原子子3 3氢氢原原子子2 2氢氢原原子子2.2.3 烷基烷基烷基烷基（alkyl groups)：从烷烃中去掉一个：从烷烃中去掉一个H原子，原子，剩余的结构部分剩余的结构部分RHR名称 缩写CH3HCH3甲基 MeCH3CH2HCH3CH2乙基 Et(methyl)(ethyl)C

6、H3CH2CH2HCH3CH2CH2正丙基(propyl)Pr CH3CHCH3异丙基异丙基(iso-propyl)i-Pr表表2.1 一些烷基的名称与表示一些烷基的名称与表示CH3CH2CH2CH2H CH3CH2CH2CH2正丁基(butyl)BuCH3CH2CHCH3仲丁基(sec-butyl)s-BuCCH3CH3CH3叔丁基(tert-butyl)t-BuCH3CHCH3CH3CH3CHCH2CH3异丁基(iso-butyl)i-BuRHR名称名称 缩写缩写2.2.4 烷烃的命名烷烃的命名 1. 普通命名法普通命名法 (1)分别用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、分别用甲、乙、丙、

7、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示碳原子数在癸表示碳原子数在10个以下的碳的数目；个以下的碳的数目；C原子数原子数大于大于10的用十一、十二等数字表示。的用十一、十二等数字表示。 (2)用用“正正”、“异异”、“新新”分别表示分别表示直链直链、一端具有、一端具有异丙基异丙基或或叔丁基叔丁基的构造异构体。的构造异构体。正戊烷正戊烷(pentane)异戊烷异戊烷(isopentane)新戊烷新戊烷(neopentane)CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH32. 衍生命名法衍生命名法 (1)以甲烷为母体，把其它的烷烃都看作是甲烷的以甲烷为母体，把其它的烷烃

8、都看作是甲烷的烷基衍生物。烷基衍生物。 (2)选择连接烷基最多的选择连接烷基最多的C原子作为母体甲烷原子作为母体甲烷 , 按次序规则，将按次序规则，将 “优先优先”的基团后列出的基团后列出CH3CHCH2CH3CH3二甲基乙基甲烷二甲基乙基甲烷 二甲基乙基异丙基甲烷二甲基乙基异丙基甲烷CH2CCH3CHCH3CH3CH3CH3母体母体 取代基取代基的的位次与名称位次与名称化合物化合物的的名称名称碳原子的个数碳原子的个数 直链烷烃的命名与普通命名法相同。直链烷烃的命名与普通命名法相同。3. 系统命名法系统命名法 系统命名是由三部分构成：系统命名是由三部分构成：International Unio

9、n of Pure and AppliedChemistry，缩写作，缩写作IUPACCHCH CH CH2CH2CH3CH3CH3CH3CH CH3CH2CH3庚烷庚烷(a) 选择主链，确定母体选择主链，确定母体1. 选取选取最长最长的碳链作为主链。的碳链作为主链。2. 对于相等长的碳链，选取含对于相等长的碳链，选取含支链最多支链最多的碳链。的碳链。3. 根据主链的碳原子数，称根据主链的碳原子数，称“某某”烷。烷。 (b) 对主链上的碳原子编号对主链上的碳原子编号 确定取代基的位次确定取代基的位次 1.从靠近支链一端依次用阿拉伯数字编号。从靠近支链一端依次用阿拉伯数字编号。 2.当编号有几种

10、可能时，要使支链的位次当编号有几种可能时，要使支链的位次 号较小号较小(符合符合“最低系列最低系列”规则规则)。CHCH2CH2CH CHCH2CH3CH3CH3CH2CH3CH2CH3987654321CH CH2CH2CH CHCH2CH3CH3CH3CH2CH3CH2CH3219876543( I )( II )(c) 确定化合物的名称确定化合物的名称1. 将取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基将取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基名称的前面，加上它的位次号，并用半字线名称的前面，加上它的位次号，并用半字线“”将将两者连接。两者连接。2. 当含有几个不同的取代基时，按照当含有几个

11、不同的取代基时，按照“次序规则次序规则”，将将“优先优先”的基团列在后面，各取代基的基团列在后面，各取代基 之间用半之间用半字字线线“”连接。连接。3. 当含有几个相同的取代基时，用当含有几个相同的取代基时，用“一、二、三、一、二、三、四四”表示其个数，逐个标明其位次号表示其个数，逐个标明其位次号 ，并用逗，并用逗号分开。号分开。 a.按照原子序数按照原子序数的大小比较与碳碳双键直接的大小比较与碳碳双键直接 相连原子的大小，大者为相连原子的大小，大者为“优先优先”基团基团。 次序规则次序规则: b. 如果直接相连的第一个原子相同如果直接相连的第一个原子相同，继续逐个比较与，继续逐个比较与双键双

12、键C原子相距的第二个、第三个原子相距的第二个、第三个原子的原子序数。原子的原子序数。CHHHCCHHHHH例如：例如：I Br Cl S O N C同位素：同位素： D H 未共用电子：最小未共用电子：最小c. 对于含重键对于含重键的基团，将其视为两个或三个单键的基团，将其视为两个或三个单键COHCHOOH,O,OCCHHHCHCCCHHH,C,CCH3CH2CH CH2CH2CH CH2CH3CH3CHCH2CH3CH35丙基丙基4异丙基壬烷异丙基壬烷1234567893,7二甲基二甲基4乙基壬烷乙基壬烷CH3CH2CH2CHCH CH2CH2CHCH3CH3CH2CH2CH3CH2CH37

13、56891 2 3 4 CH2CH3CH3CHCH2CHCH2CH3 3-甲基甲基-5-乙基辛烷乙基辛烷 CH2CH2CH3 (注意编号注意编号) CH3CH2CH - -CHCH2CH3 CH3-CH CHCH3 2,5-二甲基二甲基-3,4-二乙基己烷二乙基己烷 CH3 CH3 (注意主链注意主链) 11例例1: 例例2: 2.2.6 烷烃的英文命名烷烃的英文命名 与中文命名不同的是与中文命名不同的是: :取代基的位次按照取代基的位次按照取代基第一个字母在字母表中的顺序排列取代基第一个字母在字母表中的顺序排列(5(5丙丙基基4 4 异异丙丙基壬烷基壬烷) )CH3CH2CH2CHCH CH

14、2CH2CHCH3CH3CH2CH2CH3CH2CH31234756894-isopropyl-5-propylnonane 当两个或更多的相同取代基出现时，使用当两个或更多的相同取代基出现时，使用 前缀前缀di-, tri-, tetra-等：等：CCH2CHCH3CH3CH3CH3CH3 2,2,4-trimethylpentane (2,2,4三三甲基甲基戊烷戊烷)CH3CH2CHCHCHCH2CH2CH3CH3CH3CH2CH34-ethyl-3,5-dimethyloctane3,5二二甲基甲基4乙基乙基辛烷辛烷在甲烷分子中，在甲烷分子中，C 原子是原子是sp3杂化。杂化。s 轨道成

15、分：轨道成分：1/4； p 轨道成分：轨道成分：3/4。图图 2.2 sp3杂化轨道杂化轨道 2.3 烷烃的结构烷烃的结构2.3.1 甲烷的结构甲烷的结构图图 2.3 sp3杂化的碳原子杂化的碳原子几何构型：四面体几何构型：四面体sp3 1s 键键4个个CH 键键甲烷的结构甲烷的结构CHHHH图图 2.5 甲烷的球棍模型甲烷的球棍模型2. 乙烷的结构乙烷的结构 由两个和两个以上碳原子组成的烷烃，除了由两个和两个以上碳原子组成的烷烃，除了具有具有CH键外键外，还有还有CC 键键。a键的特点：键的特点： 键呈圆柱形对称，沿键轴自由旋转。键呈圆柱形对称，沿键轴自由旋转。 由于由于键是沿成键轨道方向交

16、盖而成，在碳链中，键是沿成键轨道方向交盖而成，在碳链中，CCC的键角保持接近的键角保持接近109.5。对于直链烷烃，。对于直链烷烃，其三维形状是曲折形，而不是直线形。其三维形状是曲折形，而不是直线形。c1个个C键键6个个CH键键sp3 sp3 键键sp3 1s 键键图图2.10 正丁烷的球棒模型正丁烷的球棒模型图图2.11 正丁烷的比例模型正丁烷的比例模型正十五烷正十五烷曲折形曲折形由此产生的异构体由此产生的异构体构象异构体构象异构体 (conformers) 2.4 烷烃的构象烷烃的构象 由于由于键呈圆柱状对称，键呈圆柱状对称，C单键能够发生旋转，单键能够发生旋转，由此而导致的分子中的其它原

17、子或基团在空间的排布由此而导致的分子中的其它原子或基团在空间的排布方式不同，分子的这种立体形象方式不同，分子的这种立体形象构象构象(conformation)。 基本概念基本概念重叠式重叠式HHHHHHHHHHHH纽纽曼曼投投影影式式透透视视式式交叉式交叉式HHHHHHHHHHHH2.4.1 乙烷的构象乙烷的构象 HHHHHHHHHHHH能量低,稳定(各氢原子相距最远,非键张力小),一般含99.5%纽曼纽曼(Newman)投影式：投影式：HHHHHHHHHHHHHHHHHH能量能量 / (kJmol-1)060120旋转角度旋转角度 / ( )12.6交叉式与交叉式与重叠式是重叠式是乙烷分子乙

18、烷分子的极限构象的极限构象1201202.4.2 CH3CH3HHHHHHHHCH3CH3HHHHCH3CH3对位交叉式部分重叠式邻位交叉式IIIIII0。60120CH3HHHHH3CHHHHCH3H3CCH3HHHHH3C全重叠式邻位交叉式部分重叠式IVVVI。180240300 叠叠2.5 烷烃物理性质烷烃物理性质 物理常数物理常数：单一纯净的有机化合物在一定的：单一纯净的有机化合物在一定的条件下其物理性质为一固定值。条件下其物理性质为一固定值。t 有机化合物的物理性质有机化合物的物理性质：物态、熔点：物态、熔点(mp)、沸点沸点(bp)、相对密度、相对密度(d)、折射率、折射率 (nt

19、D )和溶解度和溶解度(s)等。等。物理常数物理常数已知化合物的鉴定已知化合物的鉴定不同化合物的分离不同化合物的分离测定测定利利 用用2.5.1 沸点沸点 1. 直链烷烃的沸点随相对分子质量的增加直链烷烃的沸点随相对分子质量的增加而升高。而升高。原因原因：分子间作用力：分子间作用力范德华力范德华力范德华力范德华力: :非极性分子、非极性分子、极性分子极性分子之间存在的吸引力之间存在的吸引力- 瞬间偶极和诱导偶极之间相反电荷的区瞬间偶极和诱导偶极之间相反电荷的区域彼此吸引。域彼此吸引。 2. 当当C原子数相同时，含支链越多的烷烃，相应原子数相同时，含支链越多的烷烃，相应的沸点越低。的沸点越低。C

20、H3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CHCH3CH3CH3CCH3CH3CH3沸点沸点/ 36.1 27. 9 9.5 2. 偶数碳原子烷烃与奇数原子烷烃相比，偶数碳原子烷烃与奇数原子烷烃相比，其熔点升高较多。其熔点升高较多。图图2.17 烷烃的熔点与分子中所含碳原子数的关系图烷烃的熔点与分子中所含碳原子数的关系图2.5.2 熔点熔点 1. 烷烃熔点的变化基本上与沸点相似，熔烷烃熔点的变化基本上与沸点相似，熔点随相对分子质量的增加而升高。点随相对分子质量的增加而升高。 3. C原子数相同烷烃的不同异构体，对称性原子数相同烷烃的不同异构体，对称性较好的异构体具有较高的熔点。较好的异构体具有较

21、高的熔点。CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CHCH3CH3CH3CCH3CH3CH3熔点熔点/ -130 -160 -17 4. 当当C原子数相同时，环烷烃的沸点、熔点均原子数相同时，环烷烃的沸点、熔点均高于烷烃。高于烷烃。 环烷烃具有较大的刚性和对称性环烷烃具有较大的刚性和对称性 当溶剂分子之间的吸引力和溶质分子之间，以及溶剂当溶剂分子之间的吸引力和溶质分子之间，以及溶剂分子与溶质分子之间的相互吸引力相近时，溶解容易进分子与溶质分子之间的相互吸引力相近时，溶解容易进行。行。氯化钠的溶剂比氯化钠的溶剂比 烷烃不溶于水，而易溶于四氯化碳烷烃不溶于水，而易溶于四氯化碳“结构相似者相溶结构

22、相似者相溶”2.5.3 溶解度溶解度烷烃烷烃 卤素卤素 卤代烷卤代烷 卤化氢卤化氢R H + X2h或RX + HX1. 卤化反应卤化反应（halogenation) 在光、高温或催化剂作用下，烷烃、环烷烃在光、高温或催化剂作用下，烷烃、环烷烃( (小环烷烃除外小环烷烃除外) )，与卤素分子反应，生成卤代烷和，与卤素分子反应，生成卤代烷和卤化氢。卤化氢。2.6 烷烃的化学性质烷烃的化学性质 CH4 + Cl2 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 ClCH3CH2CH3 CH3CH2CH2Cl + CH3CHCH3 正丙基氯正丙基氯43%43% 异丙基氯异丙基氯57%57%设设:伯氢

23、原子活泼性为伯氢原子活泼性为1,仲氢原子相对活泼性为仲氢原子相对活泼性为x: 57/43=2x/6 x=4Cl2 光光25,CCl4(1)甲烷的氯代反应甲烷的氯代反应 (自由基取代自由基取代)丙烷氯代反应丙烷氯代反应:(2)其它烷烃的氯代反应其它烷烃的氯代反应-伯伯,仲仲,叔氢原子的反应活性叔氢原子的反应活性 CH3 CH3 CH3CH3CH + Cl2 CH3-C-Cl + CH3-CH CH3 CH3 CH2Cl 叔丁基氯叔丁基氯36% 异丁基氯异丁基氯64%设设y为叔氢原子的相对活泼性为叔氢原子的相对活泼性则则: 36/64 = y/9 y=5.06则在则在室温下室温下伯伯,仲仲,叔氢原

24、子的反应活性叔氢原子的反应活性:1:4:5.* *异丁烷氯代反应异丁烷氯代反应: :产物混合，复杂，一产物混合，复杂，一般不用氯代来制备卤般不用氯代来制备卤代烃代烃补充补充-高温下逐渐接近高温下逐渐接近1:1:1. CH3 CH3 CH3CH3-CH CH3 + Br2 CH3-C-Br + CH3-CHCH2Br CH3 99%(3)烷烃与其它卤素的取代反应烷烃与其它卤素的取代反应仲仲,叔氢原子的反应活性叔氢原子的反应活性:1:82:1600.溴更具有选择性溴更具有选择性.产物单一，可用溴代产物单一，可用溴代来制备卤代烃来制备卤代烃光光127痕量痕量卤素的反应活性次序：卤素的反应活性次序：F

25、2 Cl2 Br2 I2CH3CHCH2CH2CH3 + Br2h60CH3CH3CCH2CH2CH3 + HBrCH3Br2甲基戊烷甲基戊烷 2甲基甲基2溴戊烷溴戊烷(76%)（4）反应活性与选择性）反应活性与选择性 与氟反应剧烈与氟反应剧烈,不易控制不易控制,会引起爆炸会引起爆炸. 烷烃与碘作用得不到碘代烷烷烃与碘作用得不到碘代烷.CCHHHHHH + ClCl420 CCCHHHHHCl+ HCl乙烷乙烷 氯氯 气气 氯乙烷氯乙烷(78%)H+ ClClhCl+ HCl环戊烷环戊烷 环戊基氯环戊基氯(93%)工业上洗涤剂原料的合成：工业上洗涤剂原料的合成： C12H26 + Cl2120

26、 CC12H25Cl + HCl十二烷十二烷 氯十二烷氯十二烷 例题例题1例题例题2CH3CH2CH3Br2光光CH3CHCH3BrCH3Br2光光CH3Br 写出下列反应的主要产物写出下列反应的主要产物:链的引发阶段：链的引发阶段：ClClh2 Cl第一步第一步 氯分子的解离氯分子的解离链的增长阶段：链的增长阶段：第二步第二步 自由基与分子的反应自由基与分子的反应Cl+HCH3ClH +CH3ClCl +CH3ClCH3+ClCl + HCH2ClClH +CH2ClCl Cl +CH2ClClCH2Cl + Cl（5 5） 甲烷氯代反应历程甲烷氯代反应历程链反应：链反应：链的引发是慢步骤，

27、是决定反应速率的一步。链的引发是慢步骤，是决定反应速率的一步。自由基一经引发，就会很快连续不断地反应自由基一经引发，就会很快连续不断地反应下去。下去。链的终止阶段链的终止阶段: :第三步第三步 自由基间的反应自由基间的反应CH3Cl+ClCH3H3C+ CH3H3C CH3Cl+ClClCl(1) 反应热反应热反应物与产物之间的能量差反应物与产物之间的能量差( H).负值为负值为放热放热.用键离解能估算用键离解能估算. CH3-H + Cl-Cl CH3-Cl + H-Cl 435 243 349 431 678 780 H=678-780= -102 kI/mol CH3-H + Br-Br

28、 CH3-Br + H-Br 435 192 293 366 627 659 H=627-659= -32 kI/mol（6 6） 甲烷氯代反应过程的能量变甲烷氯代反应过程的能量变化化 说明说明:比较比较反应热反应热 ,溴代反应比氯代反应缓慢溴代反应比氯代反应缓慢.反应热、活化能和过渡态反应热、活化能和过渡态(1) Cl-Cl 2Cl 243 H= + 243 kI/mol(2) Cl + H-CH3 H-Cl + CH3 435 431 H= + 4 kI/mol(3) CH3 + Cl-Cl CH3-Cl + Cl 243 349 H= -106 kI/mol 活化能活化能-过渡态与反应物

29、之间的能量差是形成过渡态与反应物之间的能量差是形成过渡态所必须的最低能量过渡态所必须的最低能量,也是使该反应进行所也是使该反应进行所需的最低能量需的最低能量,叫活化能叫活化能.Cl + H-CH3 H3CHCl H-Cl + CH3 反应的能量变化反应的能量变化CH3 + Cl-Cl CH3ClCl CH3-Cl + Cl H= -106 kI/mol能量变化能量变化110 kJ/mol总总： Cl + H-CH3 CH3-Cl + Cl 能量变化能量变化 X2 2X (光或热光或热) X + RH HX + R R + X2 RX + X . X + X X2 R + X RX R + R

30、R-R（7 7） 一般烷烃的卤代反应历程一般烷烃的卤代反应历程(1)链的引发：链的引发：(2)链增长链增长(链传递链传递):(3)链终止链终止: 氯自由基可以分别夺取伯氯自由基可以分别夺取伯, ,仲仲, ,叔氢原子形成伯叔氢原子形成伯, ,仲仲, ,叔烷基自由基叔烷基自由基, ,进一步可生成不同的一氯代产物进一步可生成不同的一氯代产物. .从各键的离解能来看从各键的离解能来看: :形成各烷基自由基所需的能量形成各烷基自由基所需的能量:(1) CH3-H CH3 + H D=435kJ/mol从丙烷开始从丙烷开始,一氯代产物就不止一种。一氯代产物就不止一种。(2)CH3CH2CH2-HCH3CH

31、2CH2+H D=410kJ/mol(3)CH3-CH-HCH3-CH+H CH3 CH3 D=395kJ/mol CH3 CH3(4)CH3-C-HCH3-C + H CH3 CH3 D=380kJ/mol从各键的离解能来看从各键的离解能来看:形成各烷基自由基所需的能量形成各烷基自由基所需的能量: CH3 1 R (伯烷基自由基伯烷基自由基) 2 R 3 R 3 R 2 R 1 R CH3 - 越稳定的自由基越易生成越稳定的自由基越易生成. (即氢被夺取的容易程度即氢被夺取的容易程度) 3 H 2 H 1 H烷基自由基的稳定次序烷基自由基的稳定次序:伯伯,仲仲,叔氢原子活泼性叔氢原子活泼性烷

32、烃和环烷烃在空气中可以燃烧烷烃和环烷烃在空气中可以燃烧: :CH4 + 2O2燃燃烧烧CO2 + 2H2O + 891 kJmol-1+ 9O2燃燃烧烧6CO2 + 6H2O + 3954 kJmol-12 氧化反应氧化反应工业上对烷烃或环烷烃氧化反应的利用：工业上对烷烃或环烷烃氧化反应的利用：RCH2CH2R + O2MnO2110RCOOH + RCOOH + 其其它它羧羧酸酸+ O2钴催化剂160，加压OHO+3 异构化反应异构化反应 2.6.4 裂化反应裂化反应 CH3CH3CH2CH2CH3 CH3-CH-CH3 20% 80%AlBr3+HBr,27(1) 石油石油(分馏产物分馏产

33、物);(2) 天然气天然气 干天然气干天然气-甲烷甲烷86%99%(体积体积) 湿天然气湿天然气-甲烷甲烷60%70%,还含有一定的乙烷还含有一定的乙烷, 丙烷丙烷,丁烷等气体丁烷等气体.(3) 油田气油田气-低级烷烃低级烷烃,如甲烷如甲烷,乙烷乙烷,丙烷丙烷,丁烷和戊烷等丁烷和戊烷等;(4) 煤层气煤层气,沼气沼气-甲烷等甲烷等;(5) 甲烷冰甲烷冰.2.7 2.7 烷烃的天然来源烷烃的天然来源分类分类 C H32.8 环烷烃环烷烃1. 环烷烃的命名与烷烃相似，它在烷烃名称前环烷烃的命名与烷烃相似，它在烷烃名称前加上加上“环环”字，称字，称“环某烷环某烷”。环上的支链作。环上的支链作为取代基

34、，将其位次号和名称放在环某烷之前。为取代基，将其位次号和名称放在环某烷之前。2. 当环上有不止一个取代基时，将成环碳原子编当环上有不止一个取代基时，将成环碳原子编号。编号时，使号。编号时，使“次序规则次序规则”中中“优先优先”的基团的基团具有较大的位次号，使所有的取代基位号尽可能具有较大的位次号，使所有的取代基位号尽可能小。小。2.8.1 环烷烃的命名环烷烃的命名 1甲基甲基3乙基环己烷乙基环己烷1,1二甲基二甲基3异丙基异丙基环戊烷环戊烷CH3CH3CH(CH3)212453CH3CH2CH3123456 对于比较复杂的化合物，或环上所带的支链不对于比较复杂的化合物，或环上所带的支链不易命名

35、时，可将环作为取代基。易命名时，可将环作为取代基。 2,5-二甲基二甲基-3-环丙基己烷环丙基己烷桥桥 头头 碳碳：几个环共用的碳原子几个环共用的碳原子环的数目环的数目：断裂二根断裂二根CC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CC键可成链状烷烃为三环键可成链状烷烃为三环桥头间碳原子数桥头间碳原子数：不包括桥头不包括桥头C，由多到少列出由多到少列出环的编号方法环的编号方法：从桥头开始，先长链后短链从桥头开始，先长链后短链12345678910桥头碳原子桥头碳原子二环二环组成桥环的组成桥环的碳原子总数碳原子总数 桥头间碳原子数桥头间碳原子数 (用用.隔开隔开)环的数目环的

36、数目12345671234567 编号从小环开始编号从小环开始 取代基数目取最小取代基数目取最小除螺除螺C外的碳原子数外的碳原子数 (用用.隔开隔开)组成桥环的碳组成桥环的碳原子总数原子总数123456789101234567按形象命名按形象命名按衍生物命名按衍生物命名O2.8.2 环烷烃的物理化学性质环烷烃的物理化学性质环丙烷的结构：环丙烷的结构：CH2CH3CH3109.5CCCHHHHHH60114105.5 图图2.12 丙烷及环丙烷分子中碳碳键丙烷及环丙烷分子中碳碳键 原子轨道交盖情况原子轨道交盖情况 环烷烃的稳定性环烷烃的稳定性：环己烷环己烷 环戊烷环戊烷 环丁烷环丁烷 环丙烷环丙

37、烷环的张力越小，相应的环烷烃越稳定。环的张力越小，相应的环烷烃越稳定。1. 加加 氢氢+ H2NiCH3CH2CH380 C 小环环烷烃及其衍生物在金属催化剂的小环环烷烃及其衍生物在金属催化剂的作用下，与氢气发生加成反应，生成开链作用下，与氢气发生加成反应，生成开链烷烃：烷烃：随着环的增大，环的稳定性增加，开环的随着环的增大，环的稳定性增加，开环的 反应条件增强：反应条件增强：环烷烃环烷烃 反应温度反应温度/ 产物产物环丁烷环丁烷 200 正丁烷正丁烷环戊烷环戊烷 300 正戊烷正戊烷2. 加溴加溴 环丙烷及其衍生物环丙烷及其衍生物, Br2 ，生成，生成1,3二溴丙烷。二溴丙烷。+ Br2CCl425 CCH2CH2CH2BrBr1,3二溴丙烷二溴丙烷 溴与环丁烷的加成反应需在加热的条件下进行。溴与环丁烷的加成反应需在加热的条件下进行。3. 加溴化氢加溴化氢 环丙烷及其衍生物也容易与溴化氢发生加环丙烷及其衍生物也容易与溴化氢发