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1、第一章第一章 烷烃 n n命名命名n n构造构造实际n n电子效子效应n n异构景象异构景象n n有机化学反响有机化学反响类型型自在基机理自在基机理卤代反响活性与代反响活性与选择性性与与烷烃相关的知相关的知识学学习有机化学的根本工具有机化学的根本工具1.1命名与构造n n1命名命名n nA.普通命名法普通命名法n n全全部部碳碳原原子子参参与与命命名名，以以“甲甲乙乙丙丙丁丁戊戊己己庚庚辛辛壬壬癸癸等等表表示示碳碳原原子子数数量量；以以“正正、“异、异、“新表示构造差新表示构造差别；n nB.B.基基基基团团团团命名法命名法命名法命名法 基基基基团团：有机物去掉一个：有机物去掉一个：有机物去掉
2、一个：有机物去掉一个氢氢原子后剩余的部分；原子后剩余的部分；原子后剩余的部分；原子后剩余的部分； 它并不是可以独立存在的物种。它并不是可以独立存在的物种。它并不是可以独立存在的物种。它并不是可以独立存在的物种。C.C.碳原子分碳原子分碳原子分碳原子分类类类类n与一个碳相连的碳称为一级碳，伯碳，1C,上面的氢为1H;n与两个碳相连的碳称为二级碳，仲碳，2C,上面的氢为2H;n与三个碳相连的碳称为三级碳，叔碳，3C,上面的氢为3H;n与四个碳相连的碳称为四级碳，季碳，4C。D.D.同系列与同系物同系列与同系物同系列与同系物同系列与同系物CH4中的H被-CH3取代构成CH3CH3CH3CH3中的H被
3、-CH3取代构成 CH3CH2CH3最终构成一个可以用CnH2n+2表示的系列这样一系列的化合物称为同系列。同系列中每个化合物之间互称同系物。E.IUPACE.IUPAC命名法命名法命名法命名法-系系系系统统统统命名法命名法命名法命名法na.最长：选择(含有特征官能团的)最长的碳链作主链nn例如：酸的特征官能团-COOHn醇的特征官能团-OHn醛的特征官能团-CHOn酮的特征官能团C=On烯烃的特征官能团C=Cn炔烃的特征官能团CCn烷烃的特征官能团Rb.最多:含有尽能够多的支链c.最小:编号时使特征官能团号码最小对于烷烃来说就是从离支链最近处开场编号d.最简:命名时合并一切一样的官能团F.F
4、.复复复复杂杂杂杂取代基命名取代基命名取代基命名取代基命名n1最 长:选择最长的碳链作支链的主链；n2最 多:使支链中的支链最多；n3编号特殊:从与主链相连的碳原子处开场；n 4. 最 简:命名时合并支链中的取代基的称号。 2.构造构造实际n n 价价价价电电子配子配子配子配对实际对实际n n 假假假假设设化学化学化学化学键键是由成是由成是由成是由成键键原子的价原子的价原子的价原子的价电电子配子配子配子配对对构成的，构成的，构成的，构成的，环环丙丙丙丙烷烷和丙和丙和丙和丙烷烷的价的价的价的价电电子配子配子配子配对对情况完全一情况完全一情况完全一情况完全一样样，应该应该具具具具有一有一有一有一样
5、样的反响，但是如何解的反响，但是如何解的反响，但是如何解的反响，但是如何解释释以下以下以下以下现实现实？ 阐明价电子配对实际具有局限性，但仍不失为对有机物成键形状的一种方便的了解方式。价价价价键实际键实际 n从原子轨道重叠的角度解释上述反响 环丙烷构成的头碰头的键重叠程度较小，具有烯烃性质。 键长键长：两成：两成：两成：两成键键原子核之原子核之原子核之原子核之间间的的的的间间隔隔隔隔键键角：两角：两角：两角：两键键之之之之间间的的的的夹夹角角角角价价键实际的的总结分子分子分子分子轨轨道道道道实际实际 解释1,3-丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)的分子构造经过经过解上述行列式，解上述行列式，
6、解上述行列式，解上述行列式，x x x x代表能量，解出能量后再得出波函数，代表能量，解出能量后再得出波函数，代表能量，解出能量后再得出波函数，代表能量，解出能量后再得出波函数，这这是构造化学的内容。是构造化学的内容。是构造化学的内容。是构造化学的内容。分子分子轨道道实际的的总结共振共振共振共振论论 n用价键实际表述分子构造的构造式来表达电子离域，以1,3-丁二烯为例：写共振极限式的原那么写共振极限式的原那么写共振极限式的原那么写共振极限式的原那么 na.原子核位置不原子核位置不动动核不核不动动；nb.未成未成键电键电子数不子数不变变数不数不变变；nc.极限式的表极限式的表观观能量低能量低能量
7、低；能量低；n双双键键多，多，电电荷分散有利于能量的降低荷分散有利于能量的降低nnd.整个分子共平面整个分子共平面共平面共平面n写共振极限式的原那么：写共振极限式的原那么：n核不核不动动数不数不变变能量低能量低共平面共平面共振共振论的的总结以重氮甲以重氮甲烷(CH2N2)为例了解共振式例了解共振式CH2N2CH2N2的共振式的共振式的共振式的共振式具备负碳离子的性质N N核外有核外有核外有核外有5 5个个个个电电电电子，子，子，子，呈呈呈呈电电电电中性中性中性中性N N核外只剩下核外只剩下核外只剩下核外只剩下4 4个个个个电电电电子，呈正子，呈正子，呈正子，呈正电电电电性性性性C C核外有核外
8、有核外有核外有5 5个个个个电电电电子，呈子，呈子，呈子，呈负电负电负电负电性性性性C C核外有核外有核外有核外有4 4个个个个电电电电子，呈中性子，呈中性子，呈中性子，呈中性N N核外只剩下核外只剩下核外只剩下核外只剩下4 4个个个个电电电电子，呈正子，呈正子，呈正子，呈正电电电电性性性性N N核外有核外有核外有核外有6 6个个个个电电电电子，子，子，子，呈呈呈呈负电负电负电负电性性性性具备卡宾的性质具备正碳离子的性质C C核外只剩下核外只剩下核外只剩下核外只剩下3 3个个个个电电电电子，呈正子，呈正子，呈正子，呈正电电电电性性性性N N核外有核外有核外有核外有5 5个个个个电电电电子，子，
9、子，子，呈呈呈呈电电电电中性中性中性中性N N核外有核外有核外有核外有6 6个个个个电电电电子，子，子，子，呈呈呈呈负电负电负电负电性性性性n n共振式本共振式本质上就是写出了上就是写出了该化合化合物的物的电子异构体子异构体n n普通情况下，我普通情况下，我们还是以价是以价电子子配配对的方式来了解有机化合物的的方式来了解有机化合物的构造构造1.2异构景象异构景象n n1 1构型异构构型异构 n n构构 型：分子中原子或基型：分子中原子或基团的的衔接形接形状状n n构型异构：碳构型异构：碳链异构异构n n 官能官能团异构异构n n 几何异构几何异构( (顺反异构反异构) ) 烯烃部部分分n n
10、互互变异构异构 醛酮部部分分 n n 旋光异构旋光异构 立体化立体化学学n n2构象异构构象异构n n构构象：分子在空象：分子在空间能能够采取的姿采取的姿态n n构象异构：由于构象异构：由于单键旋旋转而使分子中各而使分子中各基基n n团或原子的相或原子的相对位置的不同位置的不同n nA构象的表示方法构象的表示方法n n伞方式方式n n锯架式架式n nNewman式式旋旋旋旋转转的的的的单键单键横在眼前横在眼前横在眼前横在眼前斜放旋斜放旋斜放旋斜放旋转转的的的的单键单键顺顺着着着着视视野放置旋野放置旋野放置旋野放置旋转转的的的的单键单键n n伞方式方式n n锯架式架式n nNewman式式重叠式
11、重叠式重叠式重叠式 交叉式交叉式交叉式交叉式B乙乙烷烷的构象的构象 室温下可以自在旋转 交叉式是优势构象 C丁丁烷烷的构象的构象丁烷的构象与能量的关系n对位交叉式是优势构象1.3物理性物理性质n n感官性感官性感官性感官性质质n n 颜颜色，气味等色，气味等色，气味等色，气味等n n物理常数物理常数物理常数物理常数n n 相相相相对对密度密度密度密度(d)(d)，熔点，熔点，熔点，熔点(m.p.)(m.p.)，沸点，沸点，沸点，沸点(b.p.)(b.p.)，水中溶解度，折光率水中溶解度，折光率水中溶解度，折光率水中溶解度，折光率(nD20)(nD20)，比旋光度，比旋光度，比旋光度，比旋光度(
12、D20)D20)等等等等n n 烷烃烷烃：d1d-CH2R-CHR2-CR3电子效子效应的影响的影响 共共轭效效应 超共超共轭效效应 诱导效效应 n解解释自在基自在基稳定性定性顺序序 n 烯丙基自在基丙基自在基 苄苄基自在基基自在基基自在基基自在基 n3自在基4.卤代反响的活性与代反响的活性与选择性性A.A.氯氯氯氯代反响代反响代反响代反响 反响活性反响的难易程度相应产物的产率除以相应氢原子的个数为该级别氢原子的反响活性，1H:2H=(46/6)/(54/2)=1/3.51H:3H=(64/9)/(36/1)=1/5.0反响活性还可以经过反响速率的比值得到，甲 烷 与 乙 烷 氯 代 时 的
13、反 响 速 率 之 比 为 ：CH4/CH3CH3=1/270。反响活性比例为：CH4:1H:2H:3H=(1/270)/1.0/3.5/5.0B.溴代反响溴代反响n反响的选择性是指反响部位的专注程度。n结论：溴代反响选择性比氯代反响好。C.Hammond假假设设的解的解释释反响机理：CH3CH2CH3+Cl.(Br.)CH3CH2CH2.CH3CH2CH3+Cl.(Br.)CH3CH.CH3生成两种自在基：1自在基：CH3CH2CH2.2自在基：CH3CH.CH3实验景象：氯代反响为放热反响；溴代反响为吸热反响。氯氯代反响能量代反响能量代反响能量代反响能量图图 溴代反响能量溴代反响能量溴代反响能量溴代反响能量图图D.分子分布数与能量的关系的解分子分布数与能量的关系的解释释5.硝化与磺化硝化与磺化C12H26+SO2Cl2C12H25SO2Cl+NaOHC12H25SO3Na氯化硫酰十二烷基硫酸钠
