第2章饱和脂肪烃4学时

本章学习要求1.掌握烷烃、环烷烃的系统命名法；2.掌握烷烃、环烷烃的构象异构及环烃的顺反异构；3.掌握饱和脂肪烃的主要化学性质；4.了解烷烃卤代反应的历程；5.了解常见的饱和脂肪烃。当前1页，总共80页。一、烷烃的普通命名法1.碳原子数加“烷”字构成直链烷烃名称。天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸；十以上用中文数字表示。如：十一烷，十二烷等。丙烷丁烷戊烷十一烷第一节烷烃当前2页，总共80页。2.用正、异、新等词区分碳架异构体正(n-)：直链烃CH3CH2CH2CH2CH3，（正）戊烷新(neo-)：从链端起第二个碳原子上带两个甲基新戊烷异戊烷异(iso-)：从链端起第二个碳原子上带一个甲基当前3页，总共80页。伯碳原子(一级碳原子，1°):与其他一个碳原子相连；仲碳原子(二级碳原子，2°):与其他两个碳原子相连；叔碳原子(三级碳原子，3°):与其他三个碳原子相连；季碳原子(四级碳原子，4°):与其他四个碳原子相连。

3.碳原子分类：相应地，与伯、仲、叔碳原子相连的氢为伯、仲、叔氢原子。当前4页，总共80页。

4.烷基的概念烷基：烷烃去掉一个氢剩下的原子团，通式为CnH2n+1,常用R-表示丙基n-Pr异丙基i-Pr正丁基n-Bu仲丁基sec-Bu异丁基i-Bu叔丁基t-Bu甲基Me乙基Et当前5页，总共80页。能否用普通命名法命名？当前6页，总共80页。

二、烷烃的系统命名法

国际上通用的IUPAC(InternationalUnionofPureandAppliedChemistry)命名法则。母体为戊烷系统命名的三个步骤——选主链、编号、写全称CH2CH3CH3CH2CHCH31、链要长：选择含碳原子最多的链作为主链，决定母体，其他分支链作为取代基；当前7页，总共80页。2、取代基要多：如果有两种选取主链的可能，应该选择取代基最多的碳链作为主链；选择(a)链作为主链，能将复杂的取代基尽量简化。(a)(b)当前8页，总共80页。3、系数低：①将主链碳原子从离取代基最近的一端开始编号2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷CHHCCHH2CCH2CH3CH3CHCH3CH3H3CH2CCH31234567当前9页，总共80页。②主链碳原子的编号有几种可能时，应按照“最低序列”原则编号123456782,4,7-三甲基辛烷（不是2,5,7-三甲基辛烷）当前10页，总共80页。③大小两个不同的取代基处于主链两端相同的位置时，应该给较优基团以较大的位次。12345673-甲基-5-乙基庚烷当前11页，总共80页。顺序规则：原子序数大的优先，如I＞Br＞Cl＞S＞P＞F＞O＞N＞C＞H；同位素质量高的优先，如D＞H；二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子；重键分别可看作几个单键的叠加；当前12页，总共80页。写法规则：(1)取代基名称写在母体名称前面；(2)取代基之间用短线隔开，相同的取代基合并，位次用逗号

隔开，相同取代基数目用中文表示；(3)位次与基团之间用短线隔开；(4)基团列出顺序：CH3-，CH3CH2-，CH3CH2CH2-,n-C4H9，n-C5H11，i-Pr，t-Bu123456782,6,6-三甲基-3-乙基辛烷当前13页，总共80页。练一练：用系统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-乙基己烷当前14页，总共80页。

例：

Csp3杂化CH4三、烷烃的结构当前15页，总共80页。

甲烷的形成：四面体∠HCH=109.5°键+4当前16页，总共80页。

乙烷的形成：当前17页，总共80页。四、烷烃的异构现象和构象（一）碳胳异构(isomerism)

由于碳原子连接方式不同所产生的同分异构现象称为碳胳异构（或碳链异构）。构造：分子中原子相互连接的方式和次序叫构造(constitution)。正丁烷异丁烷当前18页，总共80页。

（二）烷烃的构象(conformation)

由于单键的旋转产生的分子在空间的不同排列方式叫做构象。分子不同的构象称为构象异构体。例1：乙烷的构象（CH3-CH3）重叠式交叉式1.透视式（锯架式）：

旋转(2n+1)*180°当前19页，总共80页。2.纽曼投影式重叠式交叉式当前20页，总共80页。BrHHBrHH例：1,2-二溴乙烷的构象（CH2Br-CH2Br）BrHHBrHHBrHHHHBrBrHHHHBrBrHHHBrH全重叠式部分重叠式对位交叉式邻位交叉式＞＞＞当前21页，总共80页。1,2-二溴乙烷构象能垒图优势构象当前22页，总共80页。3.优势构象

关于构象的研究是以能量为基点的。能量最低的构象最稳定，最稳定的构象称为优势构象。

大基团错开距离有利于分子能量降低，构象稳定。优势构象不是所有分子的唯一构象，而是所占比例最多的构象。当前23页，总共80页。四、烷烃的性质1.物理性质

2.化学性质相对稳定——在室温下不与强酸、强碱、强氧化剂反应，在特定条件下仍可反应。当前24页，总共80页。（1）氧化与燃烧（oxidationandcombustion）瓦斯爆炸当前25页，总共80页。（2）卤代反应（halogenation)反应活性：F2>>Cl2>Br2>I2反应条件：光照或加热当前26页，总共80页。反应机理（reactionmechanism）Homolyticcleavage&heterolyticcleavage

异裂均裂当前27页，总共80页。反应机理（reactionmechanism）:

烷烃在光照条件下与卤素反应属于自由基反应引发:增长:终止:当前28页，总共80页。自由基稳定性：烷烃上的不同类型氢原子（自由基）取代反应活泼性：不同类型氢原子活泼性：叔﹥仲﹥伯﹥CH3-H当前29页，总共80页。即自由基形成的难易程度为：3°﹥2°﹥1°﹥CH4结论：含单电子的碳上连接的烷基越多，这样的自由基越稳定。>>>中间体越稳定反应越易发生，则产物就越多当前30页，总共80页。一、环烷烃的分类按碳原子数目分为：小环、中环和大环根据碳环数目分为：单环、二环或多环第二节环烷烃当前31页，总共80页。1.单环烃二、环烷烃(cycloalkane)的命名(1)环为母体，取代基系数低；(2)多取代基中，较小取代基系数低；1-甲基-2-乙基环戊烷1-甲基-4-异丙基环己烷当前32页，总共80页。(3)分子同时有大环与小环，以大环为母体，小环为取代基；(4)环上带有较复杂的支链，则将碳环作为取代基来命名。1-甲基-3-环丙基环己烷2,5-二甲基-5-环丁基庚烷当前33页，总共80页。2.螺环烃两环共1个C的烃称螺环烃，共用C称为“螺原子”CCH2–CH2CH2–CH2CH2CH2CH256487213辛烷螺[3.4]=编号：从螺原子旁小环开始，先编小环，经螺原子C，再编大环。命名：根据总C数，前缀“螺”，中间[a.b]由小到大，表示两环C数。当前34页，总共80页。3.桥环烃

两环共用2个或2个以上C的烃为桥环烃，共用的C称为“桥头碳”CH2–CH–CH2CH2–CH–CH2CH2CH212345768辛烷双环[3.2.1]=编号：从一个桥头C开始，先编最长桥，经另一桥头C，再编次长桥，最后编短桥。命名：根据总C数，前缀“双环”，中间[a.b.c]由大到小，表示三桥C数。当前35页，总共80页。有取代基情况下：在不违反特定原则的前提下，再考虑官能团、取代基6-癸烯[4.5]2-甲基螺1345267庚烷双环[4.1.0]7,7-二甲基当前36页，总共80页。十氢萘立方烷金刚烷有些桥环烃的命名常用习惯名：当前37页，总共80页。练一练：命名下列化合物7,7-二甲基-2-乙基双环[2.2.1]庚烷1,5-二甲基-8-乙基螺[3,4]辛烷当前38页，总共80页。三、化学性质(Chemicalproperties)1.催化加氢(catalyzedhydrogenation)×当前39页，总共80页。2.与卤素加成(additionwithhalogen)

使溴的CCl4溶液褪色，可鉴别开链烷烃与小环烷烃。环丙烷不能使KMnO4褪色，这可鉴别环丙烷与不饱和烃。当前40页，总共80页。鉴别三步曲：

加试剂

看现象：颜色变化、沉淀产生或放出气体

得结论当前41页，总共80页。例：用简单的化学方法鉴别环丙烷和丙烯CH3CH=CH2KMnO4/H+CH3CH=CH2褪色不褪色想一想：如何鉴别丙烷、环丙烷和丙稀？当前42页，总共80页。3.与卤化氢加成（马氏规则）当前43页，总共80页。马氏规则：环在含氢原子最多和氢原子最少的两个环碳原子之间断开，且氢原子往往加到含氢较多的碳原子上。四元环及五元环在常温下难反应。当前44页，总共80页。4.

自由基取代(freeradicalsubstitution)

小环(3~4)易加成，与烯烃相似；中环(5~8)易取代，与开链烷烃相似。当前45页，总共80页。1885年，拜尔(A.vonBaeyer)张力学说(straintheory)环中碳-碳键键角的变形会产生张力，键角变形的程度越大，张力越大。四、环烷烃的结构及其稳定性60°82°103~106°当前46页，总共80页。开链烷烃环烷烃角张力105.50

1140当前47页，总共80页。

五、顺反异构及环己烷的构象1.顺反异构顺-1，2-二甲基环丙烷反-1，2-二甲基环丙烷当前48页，总共80页。2.环己烷及其衍生物的构象当前49页，总共80页。椅式构象

船式构象

环己烷的船式和椅式构象，正常键角，无角张力，化学性质稳定。当前50页，总共80页。三组平行线组成；C1、C3、C5在一个平面上；C2、C4、C6在另一个平面上。3.环己烷结构特点162534当前51页，总共80页。

六个与分子对称轴平行的C-Hσ键，叫做直立键（a键，axial），另六个C-Hσ键与其成109°5′，叫做平伏键（e键，quatorial）。当前52页，总共80页。转环作用:一种构象的a键是另一种构象的e键。当前53页，总共80页。4.取代环己烷的优势构象一取代：写出甲基环己烷的椅式构象优势构象当前54页，总共80页。二取代：1,2-二甲基环己烷优势构象顺式反式当前55页，总共80页。不同取代基:顺-1-甲基-2-异丙基环己烷优势构象当前56页，总共80页。规律：环己烷分子中最稳定构象为椅式构象;一取代环己烷，取代基处于e键为优势构象;多元取代环己烷，在符合其构型的情况下，

取代基处于e键较多者为优势构象;4.环上有不同取代基时，大基团处于e键稳定。当前57页，总共80页。练习：1)反-1,2-二甲基环己烷；2)顺-1,4-二甲基环己烷；1)2)优势构象当前58页，总共80页。3)顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷的优势构象优势构象当前59页，总共80页。

天然烷烃甲烷：制备乙炔、一氧化碳和氢气、天然气石油中的烷烃：“石油醚不是醚”生物体中的烷烃：蜂蜡、水果蔬菜的腊层、昆虫的外激素、性引诱激素（第三代农药）当前60页，总共80页。第三章不饱和脂肪烃Unsaturated

Hydrocarbon当前61页，总共80页。掌握烯烃和炔烃的命名、顺反异构、Z/E异构及次序规则；掌握烯炔的结构特点,了解亲电加成反应机理；熟悉诱导效应、共轭效应，掌握共轭二烯烃的结构和性质特点。本章学习要求当前62页，总共80页。丙烯基烯丙基CH2=CH2乙烯基CH3–CH=CH2CH3–CH=CH––H–CH2–CH=CH2–HCH3–C=CH2–H异丙烯基CH2=CH––H

一、烯烃和炔烃的命名乙炔基第一节烯烃和炔烃(alkenesandalkynes)当前63页，总共80页。1、含双键或三键的最长碳链为主链，从距双键或三键最近的一端将主链碳原子编号，称某烯或某炔。4,4-二甲基-2-乙基-1-己烯123456当前64页，总共80页。2、分子中同时含有双键和三键时,二者位次不同，以位次小者定为最低序位；二者位序相同时，以烯键为最低序位，但词尾次序均为某烯-炔。3-甲基-1-庚烯-5-炔1-戊烯-4-炔当前65页，总共80页。3-甲基-2-乙基-1-丁烯2,4-二甲基-2-己烯3-甲基-1-丁炔当前66页，总共80页。3-甲基-6-乙基-1,4-环己二烯1,6-二甲基-1-环己烯3-甲基-1-环己烯1,3-环戊二烯当前67页，总共80页。练习：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-炔当