10升本烷烃环2ppt课件

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1、第二章 烷烃和环烷烃烃(hydrocarbon)：仅有碳氢两种元素的化合物。 第一节第一节 烷烃烷烃 （alkane）一、分类和构造异构 （已学）二、命名 （英文名称等扩展）三、构造 （已学）四、构象略微复习）五、物理性质波谱，其它已学）六、化学反应重点：取代反应）一、分类和构造异构 （已学）1、同系列；2、构造异构；3、碳原子的种类*顺反异构顺反异构 顺顺-1，2二甲基环丙烷二甲基环丙烷 反反-1，2二甲基环丙二甲基环丙烷烷构造异构构造异构 改变环碳数、链烯。改变环碳数、链烯。 (1)常见的烷基取代基 P44表2-2二、 命名 （一普通命名法 （二系统命名法(2)次序规则的运用 （已学） （

2、3复杂的支链，也要编号确定支链上的支链位置。（4英文名称，取代基是按字首字母顺序排先后的。 单环烃： a 英文, 烷名前面加“cyclo”.1-甲基甲基-3-乙基环己烷乙基环己烷3-ethyl-1-methyl cyclohexane b取代基较大，则长链作母体，环作取代基。取代基较大，则长链作母体，环作取代基。3-甲基甲基-4-环丁基庚烷环丁基庚烷4-cyclobutyl-3-methylheptane螺环烃：螺环烃： 螺原子：两环共用的碳原子。螺原子：两环共用的碳原子。 从螺原子邻碳沿小环编号到大环，并使取代基从螺原子邻碳沿小环编号到大环，并使取代基位次最小。英文位次最小。英文,螺螺“sp

3、iro”. 螺螺4.5癸烷癸烷spiro4.5decane5-甲基螺甲基螺3.4辛烷辛烷5-methylspiro3.4octane 有两个以上的碳环，且共用两个以上碳的化合物。(3)桥环烃：桥环烃：命名：命名：1 ) 确定碳环数：切断桥路，变成链状，所切最小次数就确定碳环数：切断桥路，变成链状，所切最小次数就是环数。或从桥头碳原子出发，判断有几条桥路，如：是环数。或从桥头碳原子出发，判断有几条桥路，如：3个桥路为二环个桥路为二环(双环双环)；4个桥路为三环。个桥路为三环。2) 编号：编号： 顺序：从一桥头，沿最长桥路到第二桥顺序：从一桥头，沿最长桥路到第二桥头，再沿次长桥路到第一个桥头，最后

4、给最短桥路头，再沿次长桥路到第一个桥头，最后给最短桥路编号。编号。 使取代基位次最小。使取代基位次最小。 3) 写名称：取代基 + 某环 . . 某烃 二环二环 4. 4. 0癸烷癸烷 bicyclo4. 4. 0decane二环二环 2. 2. 2辛烷辛烷 bicyclo2. 2. 2octane三、构造三、构造 (已学）已学）1.拜尔张力学说拜尔张力学说 平面多边形。按平面多边形。按Sp3杂化杂化 正四面体键角应正四面体键角应10928几何学上，几何学上，三员三员60 ， 四员四员90 五员五员108 ，六员，六员120 小环的内角存在恢小环的内角存在恢复正常键角的张力，使复正常键角的张力

5、，使环变得不稳定。环变得不稳定。环丙烷必须是平面型环，碳环丙烷必须是平面型环，碳Sp3杂化杂化 (1)碳碳键成为弯曲键，存在严重的角张力；碳碳键成为弯曲键，存在严重的角张力； (2)碳氢键均处于重叠式构象，存在扭转张力。碳氢键均处于重叠式构象，存在扭转张力。环丙烷角张力最大，最不稳定；环戊烷角张力较小，较环丙烷角张力最大，最不稳定；环戊烷角张力较小，较稳定；实际上环己烷很稳定。稳定；实际上环己烷很稳定。沙赫斯提出，碳原子可不在同一平面上，同时保持沙赫斯提出，碳原子可不在同一平面上，同时保持正四面体正常角度。正四面体正常角度。30年后莫尔提出非平面张力环年后莫尔提出非平面张力环的学说，并画出模型

6、。的学说，并画出模型。环戊烷环戊烷环己烷环己烷四、构象四、构象 (复习）复习）1乙烷的两种典型构象及表示方法重叠式交叉式楔形式 锯架式 纽曼式重叠式交叉式介于重叠式与交叉式之间的无数构象称为扭曲式构象。2) 正丁烷的构象四种典型构象稳定性：对位交叉式 邻位交叉式 部分重叠式 全重叠式 正烷烃的优势构象类似正丁烷，是能量最低的对位交叉式。（1环丁烷：四个碳不在同平面，折叠式排列。环丁烷：四个碳不在同平面，折叠式排列。 蝶式构象占优势。相互翻转能垒蝶式构象占优势。相互翻转能垒6.3kJ/mol)。1折叠后角张力增大，扭转张力减小，相协调；折叠后角张力增大，扭转张力减小，相协调；2平面式构象内能大，

7、也占一定份额。平面式构象内能大，也占一定份额。（2环戊烷：假如平面形，角张力很小，扭转张力大。环戊烷：假如平面形，角张力很小，扭转张力大。 故采取信封式优势构象。故采取信封式优势构象。 非平面结构，虽环角张力略增，但扭转张力减小，非平面结构，虽环角张力略增，但扭转张力减小，氢不再全重叠，接近交叉式。氢不再全重叠，接近交叉式。（3环己烷：环己烷： 两种典型构象椅式和船式两种典型构象椅式和船式椅式椅式CH键类型：直立键键类型：直立键(a)和平伏键和平伏键(e)椅式构象翻环作用：椅式构象翻环作用：a键和键和e键相互转变键相互转变（4取代环己烷：取代环己烷： 1椅式构象是最稳定优势构象；椅式构象是最稳

8、定优势构象； 2取代基取代基e键最多；键最多； 3较大取代基处于较大取代基处于e 键构象。键构象。 体积大的基团如叔丁基，处于横键的构象为优势体积大的基团如叔丁基，处于横键的构象为优势构象，称为控制构象的基团。构象，称为控制构象的基团。（5二取代环己烷二取代环己烷（6十氢化萘的构型和构象十氢化萘的构型和构象 构型：两环的顺反连接方式构型：两环的顺反连接方式反十氢萘比顺十氢萘稳定。反十氢萘比顺十氢萘稳定。十氢化萘的构象十氢化萘的构象五、物理性质 1、核磁共振氢谱 C-H极性小，H的屏蔽大，吸收在高场，化学位移0.9-1.8。 2、红外光谱 C-C键吸收没有结构分析价值；C-H伸缩振动在3000-

9、2850cm-1强吸收，弯曲振动1465-1340 cm-1 。 3、质谱、质谱 正丁烷正丁烷六、化学反应（一燃烧反应判断环烷烃的稳定性）（二热裂反应 高温和无氧下的分解反应。 （三卤代反应：（三卤代反应： 烷烃的氢原子被卤素取代。烷烃的氢原子被卤素取代。反应活性：F2Cl2Br2I2属于自由基取代反应机理。（四卤代反应机理（四卤代反应机理 1.自由基链锁反应 氯分子在光照或高温下裂解均裂），产生自由基： 链引发链引发 产生甲基自由基：链增长 产生新的氯自由基：链增长 氯甲基自由基的形成：链增长 再与氯分子作用，生成二氯甲烷及氯原子：链增长 .自由基之间碰撞，形成稳定分子，反应终止：链终止链终

10、止 整个经历三阶段：链引发、链增长、链终止。此自由基反应也称链锁反应或链反应。 2.烷基自由基结构烷基自由基结构 （活性中间体被仪器证实存在）（活性中间体被仪器证实存在）甲基自由基的碳采用甲基自由基的碳采用sp杂化方式。杂化方式。孤单电孤单电 子占据未杂化子占据未杂化P轨道。轨道。P轨道垂直于三个杂化轨道所在平轨道垂直于三个杂化轨道所在平面。面。1)反应热：反应中能量变化的宏观表现。反应热：反应中能量变化的宏观表现。甲烷卤代反应的反应热H(kJ/mol)反 应F2Cl2Br2I2XX 2X+159+243+192+151CH3H+X CH3+HX-130+4+67+140 CH3+ XX CH

11、3X+X-293-105-101-83总的H-423-104-34+55（五甲烷卤代过程中能量变化（五甲烷卤代过程中能量变化 反应物能量升高，分子反应物能量升高，分子形状、电子云分布和运动状形状、电子云分布和运动状态变化到过渡态。态变化到过渡态。 过渡态：旧键已松弛、新键开始形成、能量最高的中间状态结构。2) 活化能复习）：讨论卤素的反应的活泼性活化能复习）：讨论卤素的反应的活泼性活化能：反应物与过渡态活化能：反应物与过渡态之间的能量差之间的能量差Ea Ea 。活化能大，化学速度慢。活化能大，化学速度慢。 Ea= +8.4kJ/mol 活化能越大，反应速率越慢。哪一步控制反应速率？活化能越大，

12、反应速率越慢。哪一步控制反应速率？此步控制反应速率对其它卤素也如此） Ea= +8.4kJ/mol结论：卤素的相对反应活性：F2 Cl 2 Br2 I2（六其他烷烃的卤代反应 1.不同氢的活性与氯、溴代反应取向1oH与2oH被取代的概率为: 62氢的相对反应活性： 1oH:2oH = (45/6) : (55/2 ) = 1 :3.8 1oH与与3oH氢被取代的概率为氢被取代的概率为: 9:1溴代三种氢的活性差别较大，因为溴不如氯活泼）：溴代三种氢的活性差别较大，因为溴不如氯活泼）： 1H : 2H : 3H = 1 : 82 : 1600氯代三种氢的活性相对接近，因为氯活泼）：氯代三种氢的活

13、性相对接近，因为氯活泼）： 1H : 2H : 3H = 1 : 3.8 : 5氢的相对反应活性： 1oH : 3oH = ( 64/9):(36/1) = 1 : 5影响产物异构体产率的主要因素：影响产物异构体产率的主要因素： 概率因素、概率因素、H的活性、的活性、X的活性等。的活性等。氯代的氢活性：氯代的氢活性：1H : 2H : 3H = 1 : 3.8 : 5溴代的氢活性：溴代的氢活性： 1H : 2H : 3H = 1 : 82 : 1600但是，卤代反应的选择性：溴大于氯但是，卤代反应的选择性：溴大于氯Br Cl ）2.自由基的稳定性自由基的稳定性 与共价键均裂的离解能与共价键均裂

14、的离解能Ed大小有关。大小有关。自由基稳定性次序为自由基稳定性次序为:中心碳原子所连的烷基越多，自由基越稳定。（也可中心碳原子所连的烷基越多，自由基越稳定。（也可以从超共轭理解）以从超共轭理解）几种氢的活性与相应烷基自由基的稳定性一致：几种氢的活性与相应烷基自由基的稳定性一致：反应的活性问题在有机合成和药物的体内活性有意义。反应的活性问题在有机合成和药物的体内活性有意义。 环烷烃的化学性质，主要是不易氧化，可以卤代，开环加成本部分小结和教学要求：本部分小结和教学要求：掌握：掌握：1、烷烃的同系列及构造异构，乙烷和丁烷的、烷烃的同系列及构造异构，乙烷和丁烷的 构象、优势构象，用纽曼投影式表示；构

15、象、优势构象，用纽曼投影式表示； 2、烷烃的系统命名法和普通命名法。正、异、烷烃的系统命名法和普通命名法。正、异、 新的概念，常见的烷基；新的概念，常见的烷基； 3、烷烃的物理性质。熔点、沸点的变化规律；、烷烃的物理性质。熔点、沸点的变化规律； 4、烷烃卤代反应及其历程，自由基的稳定性，、烷烃卤代反应及其历程，自由基的稳定性， 过渡态和中间体的概念。过渡态和中间体的概念。熟习：反应过程的能量变化对反应速度、产物的影响。了解：烷烃的氧化反应、热裂反应。掌握：掌握：1、环烷烃的命名、构造、构型、构象，环丙烷、环烷烃的命名、构造、构型、构象，环丙烷 的结构，小环烷烃的加成反应；的结构，小环烷烃的加成反应； 2、一取代和二取代环己烷的构象，船式、椅式、一取代和二取代环己烷的构象，船式、椅式、 平伏键和直立键的概念，取代环己烷的优势构象；平伏键和直立键的概念，取代环己烷的优势构象；熟习：十氢萘的构型和构象；熟习：十氢萘的构型和构象；了解：桥环、螺环烃等。了解：桥环、螺环烃等。