医用化学教学课件：第八章 链烃

1、第八章 烷烃主要内容 烷烃的结构、异构现象和命名 烷烃的性质 烷烃的反应历程1碳氢 化合物烃 （hydrocarbons）烃类（烷烃、烯烃、炔烃、芳烃）2一. 烷 烃（Alkanes, Paraffins）完全烷饱和 烷烃的通式：CnH2n+2 （例：CH4, C2H6, C3H8, C4H10, ） （同系物, Homologs）3同系物：把结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物互相称为同系物。同系物必须是同一类物质。（一）烷烃的结构特点单键、饱和、键角Space FillingModelBall and Stick ModelC: sp3 杂化，成 键4（二）同分异构现象

2、和同分异构体（CONSTITUTIONAL ISOMERS， STRUCTURAL ISOMERS） 同分异构体 具有相同的分子式，但原子的连接顺序不同的分子CH4C2H6C3H8无异构体 C1C3烷烃无异构现象5 C4 以上烷烃出现同分异构现象C4H10C5H12C6H14C20H42366同分异构体数2356 CC原子之间可能有的四种结合方式1 C（伯碳，一级碳）primary carbon2 C （仲碳，二级碳）secondary carbontertiary carbon3 C （叔碳，三级碳）4 C （季碳，四级碳）quaternary carbon1 H（伯氢）2 H（仲氢）3 H

3、（叔氢）7二种类型 2 C 二种类型 1 C 二种类型 1 C 分析下列化合物所含碳原子种类8（三）构象 (comformation) 和构象异构体 CC单键是可以旋转的 单键的旋转使分子中的原子或基团在空间产生不同的排列（构象） 不同的构象之间为构象异构关系乙烷的两种构象9 描述立体结构的几种方式透视式或锯架式Newman投影式10键电子云排斥， von der waals排斥力，内能较高（最不稳定）乙烷的构象交叉式构象扭曲式构象重叠式构象staggeredconformerskewedconformereclipsedconformer原子间距离最远内能较低（最稳定）（有无数个） 小于两个

4、H 的von der waals 半径（1.2）之和，有排斥力11立体异构体：由原子或基团在空间的排列（或连接）方式不同所产生的异构体（包括构型异构体和构象异构体）（四）立体异构体、构型异构体与构象异构体构型异构体 不可转换 理论上可分离构象异构体可通过单键旋转转换一般无法分离1213（五）烷烃的命名四组词：1、甲乙丙丁戊己庚辛壬癸：和C原子数有关。2、12 3 4，伯仲叔季：描述C或H原子。3、基、亚基、次基。基：一个化合物以形式上去掉一个单价的结构（原子或基团）剩余的部分4、正异新14（1）直链烷烃的命名（2）含侧链烷烃的命名1、普通命名法烷烃 取代基 名 称CH4 CH3 甲 基CH3C

5、H3 CH2CH3 乙 基CH3CH2CH3 CH2CH2CH3 丙 基 （丙烷） CH(CH3)2 异丙基CH3(CH2)2CH3 (CH2)3CH3 丁 基（丁烷） CH(CH3)CH2CH3 仲丁基(CH3)2CHCH3 CH2CH(CH3)2 异丁基（异丁烷） C(CH3)3 叔丁基15（1）选主链 选取主链（母体）法则1：选择含碳原子数最多的碳链作主链，并写出母体的名称。 选取主链（母体）法则2：如果两个碳链的长度相等，则选择取代基多的碳链作主链。2、系统命名法16使取代基的编号最“小”！（2）标位次 将主链碳原子由靠近烷基取代基一端用阿拉伯数字依次编号，指明取代基的位置。7 6 5

6、 4 3 2 11 2 3 4 5 6 73-甲基庚烷5-甲基庚烷17如果碳链的两头（等距离）都有取代基，则应使简单取代基的编号最小，如： 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 18（3）定名称将简单基团写在前面，合并相同取代基，用“ - ”连接编号和取代基，最后写出母体。如：CH3CH2CH2CH2CHCHCCH2CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH3CH2CH34-甲基-3，3-二乙基-5-正丙基壬烷（一）物理性质 （自学） 物态：气体？ 液体 ？ 固体？ 沸点（b.p.） 熔点（m.p.）（熔程） 密度（比重） 溶解度： 水中溶解度？ 有机溶剂中？ 折光率 二、烷

7、烃的性质19 C H电负性 2.5 2.2 烷烃的结构 一般情况下烷烃化学性质不活泼、耐酸碱（常用作低极性溶 剂，如正己烷、正戊烷、石油醚等） 烷烃可与卤素发生自由基取代反应（烷烃的重要反应）sp3 杂化已饱和不能加成低极性共价键H 酸性小难以被置换（二）化学性质20卤代反应 甲烷的氯代反应反应特点: (1)反应需光照或加热。(2)光照时吸收一个光子可产生几千个氯甲烷（反应有引发过程）。(3)有O2存在时反应延迟，过后正常。延迟时间与O2量有关。21 甲烷与其它卤素的反应反应速率: F2 Cl2 Br2 I2 （不反应） F2 ：反应过分剧烈、较难控制Cl2 ：正常（常温下可发生反应）Br2

8、：稍慢（加热下可发生反应） I2 ：不反应。即使反应, 其逆反应易进行22 甲烷的卤代反应历程什么是反应机理： 反应机理是对反应过程的详细描述，应解释以下问题： 反应条件起什么作用？ 决速步骤是哪一步？ 副产物是如何生成的？ 反应是如何开始的？ 产物生成的合理途径？ 经过了什么中间体？ 研究反应机理的意义： 了解影响反应的各种因素，最大限度地提高反应的产率。 发现反应的一些规律，指导研究的深入。23 甲烷的卤代机理 自由基取代机理机理需要解释的几个主要问题：光或加热的作用链反应现象（为何吸收一个光子可产生几千个CH3X？）有 O2 时反应的延迟现象产物CH3X和HX生成的合理途径24 甲烷的氯代反应过程分析接下页氯自由基甲基自由基25重 复接上页26接上页自由基完全消失，反应终止27 烷烃卤代反应的选择性问题 反应对不同类型氢的反应选择性如何?（不同类型氢的相对反 应活性如何？） 不同卤素的反应选择性有何差异?（不同卤素的相对反应活性 如何?）3o H, 2o H, 1o H：哪种氢易被取代？Cl 和 Br：哪个卤素的选择性