《2008gxs第三章开链烃》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2008gxs第三章开链烃（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 开链烃,烷烃Alkane在分子中,碳碳间、碳氢间均以单键相连的烃,称为烷烃,又叫饱和烃。,3.1 烷 烃,开链烷烃的通式: CnH2n+2,同系物在组成上相差一个或多个 CH2,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物。系 差同系列相邻的两个分子式的差值 CH2 称为系差。,烷烃的命名,一. 普通命名法,A. 直链烷烃按碳原子数命名 10以内：依次用天干:甲乙丙丁戊己庚辛壬癸(gui) . 10以上：用中文数字:十一.烷.,二.系统命名法(IUPAC),选定一条最长链作为主链（以普通命名法命名）,其它支链作为主链上的取代基。,A.选择主链 把构造式中连续的
2、最长碳链作为母体称为某烷。,化合物母体的名称为辛烷,主链上有四个取代基,主链上有两个取代基,B.若最长碳链不止一条,选择其中含较多支链的为主链。,C.支链的烷烃编号：按最接近取带基的一端开始将主链碳原子用阿拉伯数字1,2,3.编号。把它们作为母链上取代基的的位次；(使取代基的位次最小)。书写时把支链名称写在主链名称前面，再把支连的位号写在最前面，中间加一短横线。基与基之间用短线隔开,编号正确,编号不正确,3-甲基-5-乙基辛烷,D.不同基团编号相同时，使小取代基编号最小。书写时，简单的放在前面，复杂的放在后面。,3-甲基-6-乙基辛烷,E.相同的取代基可以合并，但应在基团名称之前写明位次和数目
3、，数目用二，三，四.表示.位次数字之间须用逗号“,”隔开，位次与基名之间需用短线“-”相隔。最后一个基名和母体名称直接相连。顺序规则中顺序较小的基团位次尽可能小。,2,5-二甲基-3,4-二乙基己烷,F.如支链上还有取代基，则从主链相连的碳原子开始，将支链的碳原子依次编号，支链上取代基的位置就由这个编号所得的位号表示。,3-甲基-6- （1，1-二甲基丙基）癸烷,1,1,烷 基 Alkyl group:烷烃去掉一个氢原子后的原子团。常用R-，或(CnH2n+1-)表示.烷烃又可用通式RH表示。,甲基、乙基 、正丙基 : CH3CH2CH2-、 n-丙基,正烷基:对去掉一个直链烷烃末端氢原子所得
4、的 原子团。命名时“正”字常用n-代表。,常见烷基的普通命名法介绍,仲烷基：去掉一个仲氢原子所得的烷基。命名时 “仲”字常用“sec-”表示。,叔烷基: 去掉一个叔氢原子所得的烷基。命名时“叔”字用“t-”或“tert-”表示。,t-戊基,t-丁基,iso-异戊基,neo-新戊基,E.相同的取代基可以合并，但应在基团名称之前写明位次和数目，数目用二，三，四.表示.位次数字之间须用逗号“,”隔开，位次与基名之间需用短线“-”相隔。最后一个基名和母体名称直接相连。,2,5-二甲基-3,4-二乙基己烷,SP3杂化,C,烷烃的构象异构,乙烷的C- C 、 C-H 键,构象：由于单键可以“自由”旋转，使
5、分子中原子或基团在空间产生不同的排列，这种特定的排列形式，称为构象。构象异构：因构象不同而产生的异构现象。由单键旋转而产生的异构体，称为构象异构体或旋转异构体。,描述立体结构的几种方式,伞形式,锯架式,Newman投影式,乙烷的构象情况,交叉式构象,扭曲式构象,（有无数个）,重叠式构象,d12倍范得华半径,乙烷构象转换与势能关系图,旋转中须克服能垒扭转张力 电子云排斥 相邻两H间的von der waals排斥力,一般情况下( T-250oC): 单个乙烷分子：绝大部分时间在稳定构象式上。一群乙烷分子：某一时刻，绝大多数分子在稳定的构象式上。,乙烷四种构象稳定性次序：,对位交叉 邻位交叉 部分
6、重叠 全重叠,放松状态存在,锯齿状,烷烃的化学性质,卤代反应-重点,决速步骤,一般烷烃的卤代反应历程,(1)链的引发,(2)链增长(链传递),(3)链终止,X2 2X (光或热)X + RH HX + R R + X2 RX + X .X + X X2R + X RXR + R R-R,总结：烷烃卤代反应的选择性,不同卤素的反应选择性: 溴代 氯代,合成上的应用价值： 溴代 氯代（反应的选择性好，可得到较高纯度的产物）,3o H 2o H 1o H CH4,卤代反应中不同类型氢的反应活性,普通命名:,(1)选择含碳碳双键(三键)的最长碳链为主链(母体);(2)碳链编号时,应从靠近双键(三键)的
7、一端开始;(3)烯(炔)前要冠以官能团位置的数字(编号最小);(4)其它同烷烃的命名规则。,烯烃和炔烃的命名规则,系统命名:,乙 烯,异丁烯,乙 炔,2-甲基-2-丁烯,3-甲基丁烯,3.2 烯烃和炔烃,如双键位置在第一个碳上,双键位置数据可省。,3，6-二甲基-1，4-庚二炔,1-丁炔,(5)含有双键的炔烃命名时,一般先命名烯再命名炔。叁键和双键位号相同时，使双键的编号最小。不同时，碳链编号以表示双键与叁键位置的两个数字之和最小为原则。,3-戊烯-1-炔 (不叫2-戊烯-4-炔),1-戊烯-4-炔,4, 8-壬二烯-1-炔,双键在环上，以环为母体，双键在链上，链为母体，环为取代基。,(6)
8、碳链上的取代基为环烃时的命名原则。,CH2 = CH- 乙烯基(Vinyl group),CH3-CH=CH- 丙烯基 (Propenyl),CH2=CH-CH2- 烯丙基 (Allyl),CH3-C=CH2 异丙烯基 (iso-propenyl),常用含有双键的取代基,碳胳异构、位置异构,2-戊炔,1-戊炔,3-甲基-1-丁炔,3.2.2烯烃和炔烃的异构,烯烃顺反异构现象,顺反异构：由于双键或其它结构因素阻、碍了分子中原子或原子团间的自由旋转，从而固定了原子或原子团在空间的位置而产生的异构现象。又称为几何异构，属于立体异构的一种。,立体异构现象,顺式(两个相同基团处于双键同侧) 反式(异侧)
9、,顺-2-丁烯,反-2-丁烯,条件:构成双键的任何一个碳原子上所连接的两个原子或基团都要不同。只要任何一个双键上的同一个碳所连接的两个取代基是相同的,就没有顺反异构。,IUPAC标记原则取代基次序规则,同碳上下比较,(ab,cd;ab,cb,cd;ad),Z 式,E 式,注意:顺式不一定是Z构型;反式不一定是E构型.,(Z) -1-氯-2-溴丙烯,(E)-3-甲基-4-乙基-3-庚烯,（Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯,（2Z，4Z）-2，4-己二烯,反-1,2-二氯-1-溴乙烯,A.催化加氢,Pt铂,Pd钯,Ni镍催化剂,烯炔的化学性质官能团的反应,喹 啉,B.亲电加成反应,通过化学键异裂产生
10、的带正电的原子或基团进攻不饱和键而引起的加成反应称为亲电加成反应。,Activity: HCl HBr CH3CH=CHCH3 CH3CH=CH2 CH2=CH2,主产物,副产物,马尔科夫尼科夫规律:卤化氢等极性试剂与不对称烯烃发生亲电加成反应时，酸中的氢原子加在含氢较多的双键碳原子上，卤素或其它原子及基团加在含氢较少的双键碳原子上。这一规则称为马氏规则。,反马式加成,当官能团带有-I诱导效应基团时,亲电加成中的重排现象及解释,重排现象是碳正离子的依据,工业上乙烯与水直接水合制乙醇（简单醇）,2.与水、醇、酚、有机酸、硫酸的反应 -碳正离子中间体机理,与水的加成,类似反应： H+催化下与醇、酚
11、、有机酸、硫酸的加成,CH3CH = CH2 + H2SO4,H2O,硫酸氢异丙酯,合成上应用水解制备醇,酮,记住反应条件！,O,丙烯腈,亲核加成,烯醇式化合物,加成机理,1,2,环状溴鎓离子,反式加成,-,+,2,1,3.与卤素的加成-环正离子中间体机理,CH2Br-CH2Cl,CH2Br-CH2OH,1-溴-2-氯乙烷,2-溴乙醇,环正离子的实验依据,无重排产物生成,炔烃与氯、溴加成: R-CC-R + X2 RXC=CXR + X2 R-CX2-CX2-R,控制条件也可停止在一分子加成产物上.,碘与乙炔的加成-主要为一分子加成产物 HCCH + I2 ICH=CHI (1,2-二碘乙烯)
12、,注:溴的 CCl4 溶液为黄色,它与烯烃加成后形成二溴化物即转变为无色。褪色反应很迅速,是检验碳碳双键是否存在的一个特征反应。,4.反马氏加成,R - CH = CH2 + HBr,ROOR,机理,二、氧化反应 Oxidation,A.烯烃氧化成酮或酸（强氧化剂氧化）,合成上有意义的应用,B.烯烃氧化成酮或醛（臭氧氧化）,O3,6-8%,低温，惰性溶剂,二级臭氧化合物,Zn, H2O,RCHO +,+ Zn(OH)2,C.烯烃氧化成邻二醇,紫红色的酸性高锰酸钾溶液迅速褪色 是检验是否有双键的一个重要方法.,CHCH CO2 + H2O,KMnO4H2O,E.炔烃的氧化,-氢原子的反应,3.2
13、.6 烯烃的化学性质烃基的反应,CH3CH=CH2 + Br2 CH2BrCH=CH2,气相，h or 500oC,P 共轭效应,烯丙位溴代的实验室常用方法,NBS 溴代机理（自由基取代机理）,N-bromosuccinimideN-溴代丁二酰亚胺,NBS 持续提供低浓度 Br2,链引发,(,P,h,C,O,O,),2,2,P,h,C,O,O,2,P,h,+,P,h,B,r,+,P,h,B,r,B,r,+,2,C,O,2,D,B,r,+ Br ,+ HBr, 得到碳链增长的炔烃,(1) 生成炔化钠和烷基化反应,-炔化合物是重要的有机合成中间体,3.2.7 端基炔的反应,液氨,液氨,(2) 生成
14、炔化银和炔化亚铜的反应 -炔烃的定性检验,与硝酸银的液氨溶液作用- 炔化银 CHCH + 2Ag(NH3)2NO3 AgCCAg + 2NH4NO3 + 2NH3 乙炔银(白色沉淀) RCCH + Ag(NH3)2NO3 RCCAg + NH4NO3 + NH3 与氯化亚铜的液氨溶液作用- 炔化亚铜 CHCH + 2Cu(NH3)2Cl CuCCCu +2NH4Cl + 2NH3 乙炔亚铜(红色沉淀) RCCH + Cu(NH3)2Cl RCCCu + NH4NO3 + NH3,二烯烃的分类:(1) 积累二烯烃-两个双键连接在同一C上.不稳定。 丙二烯(2) 共轭二烯烃-两个双键之间有一单键相隔，共轭。 H2C=CH-CH=CH2 1,3 - 丁二烯(3) 隔离二烯烃-两个双键间有两个或以上单键相隔。 H2C=CH-CH2-CH=CH2 1,4-戊二烯,
