傅建熙 有機化學 第三章 烷烴

1、烴烴僅由僅由碳、氫碳、氫兩種元素兩種元素組成的化合物稱組成的化合物稱為碳氫化合物為碳氫化合物. 簡稱為烴簡稱為烴（hydrocarbon）。 烴烴是有機化合物的母體，常用是有機化合物的母體，常用 RHRH表示表示。其它各類有機化合物可看作是其它各類有機化合物可看作是烴的衍生物烴的衍生物。第三章第三章 開鏈烴開鏈烴烴的分類烴的分類. . 烷烷 烴烴一、一、 習慣命名法習慣命名法1 1、分子中碳原子的數(shù)目用分子中碳原子的數(shù)目用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一、辛、壬、癸、十一、表示；（表示；（包括支鏈在內(nèi)的所有碳包括支鏈在內(nèi)的所有碳原子數(shù)。原子數(shù)。）“正正”

2、表示直鏈烷烴，常?？梢允÷?。表示直鏈烷烴，常?？梢允÷浴?“異異”表示末端為表示末端為 ，此外別無支鏈的烷烴。，此外別無支鏈的烷烴。 CHCH3CH3“新新”表示末端為表示末端為 ，此外別無支鏈的烷烴。，此外別無支鏈的烷烴。 CH3CCH3CH3 第一節(jié)第一節(jié) 烷烴的命名烷烴的命名2、異構(gòu)體用、異構(gòu)體用“正、異、新正、異、新”表示表示3、命名：正、命名：正/異異/新新碳原子數(shù)碳原子數(shù)烷烷 第一節(jié)第一節(jié) 烷烴的命名烷烴的命名C1C2C3CH4CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3CH3(CH2)3CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH3C

3、4C5CH3(CH2)4CH3CH3CHCH2CH2CH3CH3CH3CCH2CH3CH3CH3CH3CHCHCH3CH3CH3CH3CH2CHCH2CH3CH3C6如何命名？如何命名？如何命名？如何命名？CH3(CH2)5CH3CH3(CH2)6CH3CH3(CH2)7CH3CH3(CH2)8CH3CH3(CH2)9CH3CH3(CH2)10CH3CH3(CH2)11CH3CH3(CH2)18CH3C7C8C9C10C11C12C13C20CH3CHCH3CH3IUPAC命名法：命名法：2- -甲基甲基丙烷丙烷RHR系統(tǒng)命名法基本方法系統(tǒng)命名法基本方法：（一）選主鏈：（一）選主鏈：二、系統(tǒng)命

4、名法二、系統(tǒng)命名法（二）定編號（二）定編號（三）（三） 寫名稱：寫名稱：取代基的位置、數(shù)目、名稱，官能團的位取代基的位置、數(shù)目、名稱，官能團的位置、母體名稱。置、母體名稱。符號寫法規(guī)則為符號寫法規(guī)則為基與母體的關(guān)系基與母體的關(guān)系 所有的基都放在母體的前面。所有的基都放在母體的前面。基與基的關(guān)系基與基的關(guān)系 基與基之間用短線隔開。基與基之間用短線隔開。位次與基的關(guān)系位次與基的關(guān)系 位次與基也用短線條隔開。位次與基也用短線條隔開。位次與位次的關(guān)系位次與位次的關(guān)系 表示相同基的若干個位次，必須用逗點把它們隔開。表示相同基的若干個位次，必須用逗點把它們隔開。最長鏈為主鏈最長鏈為主鏈取代基編號數(shù)最小取代

5、基編號數(shù)最小CH3CH2CH2CHCHCH3CH2CH31234CH356122- -甲甲基基- -3- -乙乙基基己己烷烷3- -異異丙丙基基己己烷烷3- -ethyl- -2- -methylhexane3456不不正正確確命命名名取代基最多的鏈為主鏈取代基最多的鏈為主鏈小基團排在前面（英文小基團排在前面（英文以字母順序排列）以字母順序排列）CH3CH2CH2CHCH2CH3CH2CH2CH2CH312345678123456784- -乙乙基基辛辛烷烷4- -ethyloctane4- -乙乙基基- -辛辛烷烷不不正正確確命命名名不同基團編號相不同基團編號相同時，使小取代基同時，使小取代

6、基編號最小編號最小7CH3CH2CHCH2CH2CHCH2CH3123456CH3123456CH2CH38783- -甲甲基基- -6- -乙乙基基辛辛烷烷6- -ethyl- -3- -methyloctane相同取代基合并用相同取代基合并用大寫大寫數(shù)字表示（英數(shù)字表示（英文表示基團數(shù)目用文表示基團數(shù)目用詞頭詞頭 di, tri, tetra, penta, hexa 表示）表示）CH3CH2CHCH2CHCHCH2CH3EtEt123456Et783, 4, 6- -三三乙乙基基辛辛烷烷3, 4, 6- -triethyloctane用用“,”隔開隔開R（烷烷基基）CH3CH3CH2CH

7、3CH2CH2中中文文名名英英文文名名甲甲基基乙乙基基（正正）丙丙基基methylethyln-propylCH3CHCH3異異丙丙基基縮縮寫寫MeEtn-Prisopropyli-PrCH3CH2CH2CH2CH3CHCH2CH3（正正）丁丁基基異異丁丁基基n-butylisobutylCH3CCH3CH3叔叔丁丁基基tert-butyln-Bui-But-Bu(tertiary)CH3CH2CH仲仲丁丁基基sec-butyls-BuCH3(secodary)R（烷烷基基）中中文文名名英英文文名名縮縮寫寫CH3(CH2)3CH2CH3CHCH2CH2CH3（正正）戊戊基基異異戊戊基基n-pe

8、ntyln-amylisopentylCH3CH2CCH3CH3叔叔戊戊基基tert-pentylCH3CCH2CH3CH3新新戊戊基基neopentylR（烷烷基基）中中文文名名英英文文名名縮縮寫寫1234567823123456781這樣選取主鏈這樣選取主鏈及編號是否合及編號是否合適？適？碳原子和碳原子和氫原子氫原子的類型的類型伯碳原子伯碳原子（一級碳原子一級碳原子，1 1） - 只與只與1 1個其他碳原子直接相連。個其他碳原子直接相連。仲碳原子（仲碳原子（二級碳原子，二級碳原子，2 2） - 與與2 2個其他碳原子直接相連。個其他碳原子直接相連。叔碳原子（叔碳原子（三級碳原子，三級碳原子

9、，3 3） - 與與3 3個其他碳原子直接相連個其他碳原子直接相連。季碳原子（季碳原子（四級碳原子，四級碳原子，4 4） - 與與4 4個其他碳原子直接相連。個其他碳原子直接相連。伯伯氫氫原子原子（一級一級氫氫原子原子，1 1） - 與與伯伯碳原子相連碳原子相連的氫。的氫。仲氫原子（仲氫原子（二級氫原子，二級氫原子，2 2） - 與與仲仲碳原子相連的氫。碳原子相連的氫。叔氫原子（叔氫原子（三級氫原子，三級氫原子，3 3） - 與與叔叔碳原子相連碳原子相連的氫。的氫。CHCH3 3CHCH2 2CHCHC CCHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3指出下列分子中各碳原子的類型（伯

10、、仲、叔、季）？指出下列分子中各碳原子的類型（伯、仲、叔、季）？CH3CH CH CH CHCH2CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH21 11 11 11 11 11 11 11 11 12 22 22 22 22 22 22 23 33 33 33 33 34 43 3 1892 1892年年，日內(nèi)瓦國際化學會議首次擬定了有機化合物，日內(nèi)瓦國際化學會議首次擬定了有機化合物系統(tǒng)命名原則，此后經(jīng)國際純粹和應(yīng)用化學聯(lián)合會系統(tǒng)命名原則，此后經(jīng)國際純粹和應(yīng)用化學聯(lián)合會IUPACIUPAC（International Union of Pure and Apllied ChemistyIntern

11、ational Union of Pure and Apllied Chemisty）多次修訂，所以也稱為多次修訂，所以也稱為IUPAC IUPAC 命名法命名法。 中國化學會結(jié)合我國文字特點，根據(jù)中國化學會結(jié)合我國文字特點，根據(jù)IUPACIUPAC法命名原則法命名原則于于19601960年年制定了制定了有機化學物質(zhì)的系統(tǒng)命名原則有機化學物質(zhì)的系統(tǒng)命名原則，19801980年年經(jīng)修訂為經(jīng)修訂為有機化學命名原則有機化學命名原則，這是我們重點學習的，這是我們重點學習的有機化合物命名方法。有機化合物命名方法。 二、系統(tǒng)命名法二、系統(tǒng)命名法 烴分子中去掉一個氫原子，所剩下的基團，稱為烴分子中去掉一個氫

12、原子，所剩下的基團，稱為烴基烴基；脂肪烴基用；脂肪烴基用R-R- 表示。表示。 常見烴常見烴基基的結(jié)構(gòu)和名稱：的結(jié)構(gòu)和名稱：甲基甲基乙基乙基丙基丙基異丙基異丙基丁基丁基異丁基異丁基仲丁基仲丁基 叔丁基叔丁基C CH H3 3C CH H3 3C CH H2 2C CH H3 3C CH H2 2C CH H2 2C CH HC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H2 2C CH H2 2C CH H2 2C CH H3 3C CH HC CH H2 2C CH H3 3C CH HC CH H3 3C CH H3 3C CH H2 2C CH H3 3C CC CH

13、H3 3C CH H3 3基的表示基的表示（二）把主鏈以外的分支鏈都作為取代基。（二）把主鏈以外的分支鏈都作為取代基。系統(tǒng)命名法與習慣命名法的區(qū)別系統(tǒng)命名法與習慣命名法的區(qū)別 CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3-CH-CH3CH3CH3-C-CH3CH3CH3正戊烷正戊烷戊烷戊烷己烷己烷正己烷正己烷異丁烷異丁烷新戊烷新戊烷2-甲基丙烷甲基丙烷2,2-二甲基丙烷二甲基丙烷普通命名普通命名系統(tǒng)命名系統(tǒng)命名普通命名普通命名系統(tǒng)命名系統(tǒng)命名碳鏈異構(gòu)體碳鏈異構(gòu)體位置異構(gòu)體位置異構(gòu)體官能團異構(gòu)體官能團異構(gòu)體構(gòu)型異構(gòu)體構(gòu)型異構(gòu)體構(gòu)象異構(gòu)體構(gòu)象異構(gòu)體幾何異構(gòu)體幾何異構(gòu)體旋

14、光異構(gòu)體旋光異構(gòu)體構(gòu)造異構(gòu)體構(gòu)造異構(gòu)體 同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體立體異構(gòu)體立體異構(gòu)體第二節(jié)第二節(jié) 烷烴的異構(gòu)現(xiàn)象和構(gòu)象烷烴的異構(gòu)現(xiàn)象和構(gòu)象分子式相同分子式相同, , 結(jié)構(gòu)不同的化合物稱為結(jié)構(gòu)不同的化合物稱為同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體。碳鏈異構(gòu)體：碳鏈異構(gòu)體：因碳鏈不同而引起的異構(gòu)體因碳鏈不同而引起的異構(gòu)體; ; 如如: :位置異構(gòu)體：位置異構(gòu)體：由于官能團在碳鏈或碳環(huán)上的位置不同而產(chǎn)生的由于官能團在碳鏈或碳環(huán)上的位置不同而產(chǎn)生的 異構(gòu)體異構(gòu)體; ; 如如: :官能團異構(gòu)體：官能團異構(gòu)體：由于分子中官能團不同而產(chǎn)生的異構(gòu)體由于分子中官能團不同而產(chǎn)生的異構(gòu)體; ; 如如: :構(gòu)造異構(gòu)體：構(gòu)造異構(gòu)體：因分子中

15、原子的連結(jié)次序不同或者因分子中原子的連結(jié)次序不同或者 鍵合性質(zhì)不同而引起的異構(gòu)體。鍵合性質(zhì)不同而引起的異構(gòu)體。C4H10 CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3CH3C3H8O CH3CH2CH2OH CH3CHCH3OHC2H6O CH3OCH3 CH3CH2OH烷烴的結(jié)構(gòu)特征烷烴的結(jié)構(gòu)特征 烷烴屬于飽和烴，分子中所有碳原子均為烷烴屬于飽和烴，分子中所有碳原子均為SPSP3 3雜化雜化； 分子內(nèi)的鍵均為分子內(nèi)的鍵均為單鍵單鍵，可沿鍵軸可沿鍵軸“自由自由”旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)； 鍵間的鍵角鍵間的鍵角1091092828，空間呈正四面體排布空間呈正四面體排布； 可可產(chǎn)生碳鏈異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)產(chǎn)生碳鏈異構(gòu)和構(gòu)

16、象異構(gòu) 。一、一、碳胳異構(gòu)碳胳異構(gòu) 分子式相同，碳原子連接方式不同而產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)分子式相同，碳原子連接方式不同而產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)象，稱為碳鏈異構(gòu)，為構(gòu)造異構(gòu)的一種。象，稱為碳鏈異構(gòu)，為構(gòu)造異構(gòu)的一種。1.寫出分子式為寫出分子式為C7H16的化合物的同分異構(gòu)體。的化合物的同分異構(gòu)體。練習：練習：2.2.某烷烴含某烷烴含8 8個碳，只含有伯氫原子，寫出其結(jié)構(gòu)式個碳，只含有伯氫原子，寫出其結(jié)構(gòu)式 。CCCH3CH3CH3CH3CH3CH3二、烷烴的構(gòu)象異構(gòu)二、烷烴的構(gòu)象異構(gòu) 構(gòu)象構(gòu)象是有機化學中存在的最普遍的一類同分異構(gòu)現(xiàn)是有機化學中存在的最普遍的一類同分異構(gòu)現(xiàn)象。它是分子中的原子或原子團圍繞單

17、鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的象。它是分子中的原子或原子團圍繞單鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的不同空間排列形式不同空間排列形式。 構(gòu)象異構(gòu)體：構(gòu)象異構(gòu)體：單鍵旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生無數(shù)個構(gòu)象，這些構(gòu)象互為單鍵旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生無數(shù)個構(gòu)象，這些構(gòu)象互為構(gòu)象異構(gòu)體（或稱旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體）。構(gòu)象異構(gòu)體（或稱旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體）。優(yōu)勢構(gòu)象：優(yōu)勢構(gòu)象：無數(shù)個構(gòu)象中能量最低，穩(wěn)定性最大的構(gòu)象。無數(shù)個構(gòu)象中能量最低，穩(wěn)定性最大的構(gòu)象。1. 透視式（鋸架式）：透視式（鋸架式）：乙烷的構(gòu)象乙烷的構(gòu)象2. 紐曼投影式：紐曼投影式：重重疊疊式構(gòu)象式構(gòu)象交叉式構(gòu)象交叉式構(gòu)象圖圖2-22-2 乙烷分子構(gòu)象的能量曲線乙烷分子構(gòu)象的能量曲線穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：交叉式交叉式重疊式重疊式丁丁烷的

18、構(gòu)象烷的構(gòu)象圖圖2-32-3 正丁烷正丁烷C C2 2C C3 3鍵旋轉(zhuǎn)時的能量曲線圖鍵旋轉(zhuǎn)時的能量曲線圖 穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：對位交叉式對位交叉式 鄰位交叉式鄰位交叉式 部分重疊式部分重疊式 全重疊式全重疊式 直鏈烷烴碳鏈在空間的排列，絕大多數(shù)直鏈烷烴碳鏈在空間的排列，絕大多數(shù)是鋸齒形，而不是直鏈，只是為了書寫方是鋸齒形，而不是直鏈，只是為了書寫方便，才將其結(jié)構(gòu)式寫成直鏈。便，才將其結(jié)構(gòu)式寫成直鏈。練習：畫出練習：畫出CH3-CH2CH3的典型構(gòu)象，的典型構(gòu)象，CH2Cl-CH2Cl的優(yōu)勢構(gòu)象和的優(yōu)勢構(gòu)象和CH2Br-CH2Cl的最穩(wěn)定構(gòu)象。的最穩(wěn)定構(gòu)象。HHHCH3HHCH3HHHHHClHH

19、ClHHClHHBrHHCH3-CH2CH3的典型構(gòu)象的典型構(gòu)象CH2Cl-CH2Cl的優(yōu)勢構(gòu)象的優(yōu)勢構(gòu)象CH2Cl-CH2Br的優(yōu)勢構(gòu)象的優(yōu)勢構(gòu)象1.StateC1-C4 gas， C5-C16 liquid，C17以上以上 solid2. b.p.3. m.p.同分異構(gòu)體，取代基越多，沸點越低同分異構(gòu)體，取代基越多，沸點越低。 5.Solubility4.DensityDensity第四節(jié)第四節(jié) 烷烴的性質(zhì)烷烴的性質(zhì)一、物理性質(zhì)一、物理性質(zhì) 圖圖2-42-4 烷烴的沸點、熔點、密度的變化規(guī)律烷烴的沸點、熔點、密度的變化規(guī)律二、化學性質(zhì)二、化學性質(zhì)構(gòu)性分析構(gòu)性分析1. 結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點C-C 非極性鍵；非極性鍵；C-H 弱極弱極性鍵。性鍵。C-C、 C-H都是都是鍵，牢固，鍵，牢固，不易斷裂。不易斷裂。烷烴分子中有伯仲叔三種烷烴分子中有伯仲叔三種氫原子，其中叔氫原子最氫原子，其中叔氫原子最活潑，仲氫原子次之，伯活潑，仲氫原子次之，伯氫原子最差。氫原子最差。2. 性質(zhì)特點性質(zhì)特點均裂，自由基反應(yīng)歷程。均裂，自由基反應(yīng)歷程。烷烴的化學性質(zhì)不