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文檔簡介

1、第二章第二章 烷烴和環烷烴烷烴和環烷烴Alkanes and Cycloalkanes了解烷烴的氧化反應。了解烷烴的氧化反應。目的要求:目的要求:掌握烷烴碳原子的雜化狀態及結構特點。掌握烷烴碳原子的雜化狀態及結構特點。掌握烷烴的異構現象及其產生原因。掌握烷烴的異構現象及其產生原因。掌握烷烴的系統命名法和普通命名法。掌握烷烴的系統命名法和普通命名法。掌握烷烴的鹵代反應及其自由基反應機理。掌握烷烴的鹵代反應及其自由基反應機理。Kunming medical college目的要求:目的要求:*掌握環丙烷的性質(重點是化學掌握環丙烷的性質(重點是化學性質)性質)*掌握環己烷的構象異構及穩定性掌握環己

2、烷的構象異構及穩定性的排列的排列*掌握脂環烴的命名,掌握脂環烴的命名,了解脂環烴了解脂環烴的分類的分類Kunming medical college四、烷烴的化學性質四、烷烴的化學性質一、烷烴的結構一、烷烴的結構二二、烷烴的異構現象、烷烴的異構現象三、烷烴的命名三、烷烴的命名第一節第一節 烷烷 烴烴Alkanes一、烷烴的結構一、烷烴的結構烷烴分子中碳原子都是烷烴分子中碳原子都是sp3雜化雜化Structure Of Alkanes烷烴分子僅含單鍵烷烴分子僅含單鍵-碳碳-碳鍵和碳碳鍵和碳-氫鍵都是氫鍵都是鍵鍵鍵:指成鍵電子軌道鍵:指成鍵電子軌道沿鍵軸方沿鍵軸方向向以以“頭碰頭頭碰頭”方式方式正

3、面重疊正面重疊而而成的共價鍵。成的共價鍵。鍵的特點:鍵的特點:1.1.電子云沿鍵軸呈圓柱形對電子云沿鍵軸呈圓柱形對稱分布,所以可自由旋轉稱分布,所以可自由旋轉2.2.鍵穩定鍵穩定烷烴的同系列及通式:烷烴的同系列及通式:CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3烷烴的通式烷烴的通式: : CnH2n+2同系列:一個或多個同系列:一個或多個CH2同系物同系物 同系列差同系列差CH2CH2同分同分異構異構現象現象(isomerism)指分指分子式相同,子式相同,結構結構( (structure) )不同不同的現象。的現象。同分異構同分異構構造異構構造異構constructure isomers立體異構

4、立體異構stereo-isomers二、烷烴的異構現象二、烷烴的異構現象Isomerism Of Alkanes碳鏈異構碳鏈異構(構造異構)(構造異構)構象異構構象異構(立體異構)(立體異構)chain isomerismconformational isomerism烷烴的異構現象烷烴的異構現象三、烷烴的命名三、烷烴的命名 Nomenclature Of Alkanes(一)普通命名法(一)普通命名法(1)直鏈烷烴)直鏈烷烴1 1、C10 C10 用天干名用天干名(甲、乙、丙、(甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸)丁、戊、已、庚、辛、壬、癸)2 2、C C1010用小寫中國數字命名用小寫

5、中國數字命名十一、十二、十一、十二、(2)側鏈烷烴)側鏈烷烴(烴基的命名)(烴基的命名)異異丁烷丁烷異異戊戊烷烷異異某某烷烷CH3CHCH3CH3CH3CHCH3RCH3CHCH3CH2CH3新新戊戊烷烷新新已已烷烷新新某某烷烷CH3CCH3CH3CH3CH3CCH3RCH3CH3CCH3CH2CH3CH3CH3-CH3CH2-CH3CH2CH2-CH3CHCH3甲基甲基(methyl)乙基乙基(ethyl)(正)丙基(正)丙基(propyl)異丙基異丙基(isopropyl)烷基的命名:烷基的命名:CH3CH2CH2CH2-(正)丁基(正)丁基(n-butyl)CH3CH2CHCH3仲丁基仲

6、丁基(sec-butyl)CH3CHCH2-CH3叔丁基叔丁基(ter-butyl)CH3-C-CH3CH3異丁基異丁基(isobutyl)(3)碳原子的類型:)碳原子的類型:伯碳原子伯碳原子(1)仲碳原子仲碳原子(2)(3)(4)季碳原子季碳原子叔碳原子叔碳原子( (二二) )系統命名法系統命名法( (IUPACIUPAC命名法命名法) )系統命名法原則系統命名法原則:1 1最長原則最長原則2 2最小原則最小原則3 3最多原則最多原則1 1最長原則最長原則: :選擇選擇最長的連續的最長的連續的碳鏈碳鏈為主鏈為主鏈, ,按碳原子數命名為按碳原子數命名為“某烷某烷”。系統命名法原則系統命名法原則

7、:2 2最小原則最小原則: :從靠近取代基的一從靠近取代基的一端開始給主鏈編號,使端開始給主鏈編號,使取代基位取代基位次最小次最小。用。用“1,2,3”表示,表示,并將取代基名稱寫在主鏈名之前,并將取代基名稱寫在主鏈名之前,取代基位次寫在取代基之前并用取代基位次寫在取代基之前并用短短“”相連。相連。(等距離處遇相同取代基(等距離處遇相同取代基,從位次從位次和和小的一端編號,若位次和相等小的一端編號,若位次和相等從取代基小的一端編號)從取代基小的一端編號)(2) (2) 若含不相同取代基時,按若含不相同取代基時,按優先秩優先秩序原則序原則由小到大排列。優先基團排在由小到大排列。優先基團排在主鏈名

8、前,最不優先基團遠離主鏈名,主鏈名前,最不優先基團遠離主鏈名,取代基之間用短取代基之間用短“”相連。相連。(1) (1) 若含相同取代基時,合并相同若含相同取代基時,合并相同取代基取代基, ,位次用逗號相連,取代基數位次用逗號相連,取代基數目用目用“二、三二、三”表示。表示。優先次序原則:優先次序原則:1、比較與中心原子相連的第一個原子、比較與中心原子相連的第一個原子的原子序數,原子序數大的就優先。的原子序數,原子序數大的就優先。2、如果第一個原子的原子序數相同,、如果第一個原子的原子序數相同,就比較與第一個原子相連的第二個原就比較與第一個原子相連的第二個原子的原子序數,原子序數大的優先,子的

9、原子序數,原子序數大的優先,否則,比較第三個原子的原子序數,否則,比較第三個原子的原子序數,以此類推。以此類推。3、如果是同位素,原子量大的優先。、如果是同位素,原子量大的優先。叔丁基叔丁基 仲丁基仲丁基 異丙基異丙基 異丁基異丁基 丁丁 基基 丙丙 基基 乙乙 基基 甲甲 基基烷基的排列順序:烷基的排列順序:3 3最多原則:最多原則:如果有多條最長如果有多條最長的相同碳數的碳鏈可作為主鏈,的相同碳數的碳鏈可作為主鏈,選取含取代基最多的一條最長選取含取代基最多的一條最長碳鏈為主鏈。碳鏈為主鏈。(碳鏈等長時,以取代碳鏈等長時,以取代基最多的碳鏈為主鏈)基最多的碳鏈為主鏈)注意兩個符號的使用:注意

10、兩個符號的使用: (短線和逗號)(短線和逗號)四、烷烴的化學性質四、烷烴的化學性質Chemical Properties Of Alkanes氧化反應氧化反應 oxidation reaction鹵代反應鹵代反應 halogenater reaction決決定定反反映映結結構構性性質質自由基反應自由基反應Free radical chain reaction烷烴的鹵代反應機制:烷烴的鹵代反應機制: 自由基的穩定性自由基的穩定性(Stability Of free radical)R3CR2CHRCH2CH3第二節第二節 環烷烴(脂環烴)環烷烴(脂環烴)Cycloalkanes環烴環烴 脂環烴脂

11、環烴Alicyclic hydrocarbon 芳香烴芳香烴Aromaticlic hydrocarbonCyclic Hydrocarbons環烴環烴:只含碳氫兩種元素的環狀化合物只含碳氫兩種元素的環狀化合物脂脂 環環 烴烴一、脂環烴的分類和命名一、脂環烴的分類和命名Alicyclic Hydrocarbons二、脂環烴的化學性質二、脂環烴的化學性質三、脂環烴的構象異構三、脂環烴的構象異構一、脂環烴的分類和命名一、脂環烴的分類和命名1.1.分類分類脂環烴脂環烴環烷烴環烷烴( CnH2n)環烯烴環烯烴( CnH2n-2)Cyclic AlkanesCyclic Alkenes脂環烴脂環烴單脂環

12、烴單脂環烴多脂環烴多脂環烴螺環螺環烴烴稠環稠環烴烴橋環橋環烴烴Unialicyclic HydrocarbonsMultialicyclic Hydrocarbons螺螺spiro環環cyclo稠稠dense單脂環烴單脂環烴:只含一個環的脂環烴只含一個環的脂環烴多脂環烴多脂環烴:含兩個或兩個以上環的含兩個或兩個以上環的 脂環烴脂環烴螺環烴螺環烴(Helical hydrocarbon):(Helical hydrocarbon):共共 用一個碳原子的多脂環烴用一個碳原子的多脂環烴稠環烴稠環烴:共用兩個碳原子的多脂環烴共用兩個碳原子的多脂環烴橋環烴(橋環烴(Bridged hydrocarbon

13、Bridged hydrocarbon): :共用兩個以上碳原子的多脂環烴共用兩個以上碳原子的多脂環烴2. 命名命名掌握單脂環烴的命名法。掌握單脂環烴的命名法。了解多脂環烴的命名法。了解多脂環烴的命名法。單脂環烴的命名法:單脂環烴的命名法:根據環上所含碳原子數命名為根據環上所含碳原子數命名為環某烷或環某烯,英文名也是環某烷或環某烯,英文名也是在鏈烴名前加詞頭在鏈烴名前加詞頭cyclo.螺環烴的命名法:螺環烴的命名法:根據螺環上所含碳原子總數命名為根據螺環上所含碳原子總數命名為螺螺某烷,某烷,英文名在環烴名前加詞頭英文名在環烴名前加詞頭spiro。環共用的碳原子叫環共用的碳原子叫螺碳原子,螺碳原

14、子,將螺碳將螺碳原子所連碳鏈上碳原子數寫在螺子與原子所連碳鏈上碳原子數寫在螺子與某烷之間,并用方括號括起來,數字某烷之間,并用方括號括起來,數字之間用圓點相隔,數字排列從小到大。之間用圓點相隔,數字排列從小到大。編號編號從小環從小環經螺碳原子經螺碳原子到大環。到大環。橋環烴的命名法:橋環烴的命名法:根據橋環上所含環數和碳原子總數命根據橋環上所含環數和碳原子總數命名為名為某環某烷某環某烷,英文名在環烴名前加,英文名在環烴名前加環數。環共用的碳原子叫環數。環共用的碳原子叫橋頭碳橋頭碳,將,將橋頭碳原子所連各橋碳原子數寫在某橋頭碳原子所連各橋碳原子數寫在某環與某烷之間,并用方括號括起來,環與某烷之間

15、,并用方括號括起來,數字之間用圓點相隔,數字排列從大數字之間用圓點相隔,數字排列從大到小。到小。編號從一個橋頭碳原子到另一編號從一個橋頭碳原子到另一個橋頭碳,先編最長的橋,后編最短個橋頭碳,先編最長的橋,后編最短的橋。的橋。二、脂環烴的化學性質二、脂環烴的化學性質脂環烴的化學性質與環的大小、脂環烴的化學性質與環的大小、環的穩定性有著密切的關系環的穩定性有著密切的關系最穩定的環是六元環、五元環,最穩定的環是六元環、五元環,其次是三元環,四元環和七元其次是三元環,四元環和七元環以上的環均較不穩定。環以上的環均較不穩定。(一)環烷烴的穩定性(一)環烷烴的穩定性 與環大小的關系與環大小的關系根據雜化軌

16、道理論環烷烴中根據雜化軌道理論環烷烴中C-C-CC-C-C的的鍵角是鍵角是109109o o2828,偏離此角度就會產生,偏離此角度就會產生張力。而根據平面幾何三六元環的張力。而根據平面幾何三六元環的內角為內角為6060O O、9090O O 、108108O O 、120120O O,它,它們與自然鍵角有偏差,因此有恢復到們與自然鍵角有偏差,因此有恢復到自然鍵角的趨勢,產生角張力。這種自然鍵角的趨勢,產生角張力。這種偏差越大,張力越大,環越不穩定。偏差越大,張力越大,環越不穩定。(二)化學性質(二)化學性質1. 加成反應加成反應Addtion reaction2. 2. 氧化反應氧化反應Ox

17、ygoen reaction(1)加氫)加氫 Addition hydrogen1. 加成反應加成反應(2)加鹵素、鹵化氫)加鹵素、鹵化氫加成反應的方向:加成反應的方向:遵循遵循 Markovnikov Markovnikov 規則。規則。斷鍵方向:斷鍵方向:斷開含氫較多和含氫較斷開含氫較多和含氫較 少的碳原子之間的化學鍵。少的碳原子之間的化學鍵。2. 2. 氧化反應氧化反應環丙烷不能被環丙烷不能被KMnOKMnO4 4氧化。氧化。三、脂環烴的構象異構三、脂環烴的構象異構構象異構(構象異構(conformation isomer):):由于碳碳由于碳碳鍵的自由旋鍵的自由旋轉,使得碳原子上的原子

18、或基團轉,使得碳原子上的原子或基團在空間的排列不同,所產生的異在空間的排列不同,所產生的異構現象。構現象。1. 1. 乙烷分子的構象異構現象乙烷分子的構象異構現象Newmann投影式投影式2丁烷丁烷分子的構象異構現象分子的構象異構現象3. 環己烷環己烷分子的構象異構現象分子的構象異構現象椅式椅式構象構象船式船式構象構象穩定穩定不穩定不穩定23456HHH1230pm123456183pmHH123456aaaaaaC1C3C5的的a 鍵豎直向上鍵豎直向上C2C4C6的的a 鍵豎直向下鍵豎直向下234eeeeC1C3C5的的e 鍵平行向下鍵平行向下C2C4C6的的e 鍵平行向上鍵平行向上環己烷椅

19、式環己烷椅式構象的構象的a鍵、鍵、 e鍵鍵156eea(豎鍵豎鍵,axial)e(橫鍵或平伏鍵橫鍵或平伏鍵equaitorial)一取代環己烷的構象一取代環己烷的構象大基團在大基團在e鍵上的穩定,在鍵上的穩定,在a鍵鍵上的不穩定上的不穩定二取代環己烷的構象二取代環己烷的構象兩個相同取代基時兩個相同取代基時兩個不相同取代基時兩個不相同取代基時第四章第四章 烯烴烯烴 炔烴炔烴 二烯烴二烯烴Alkenes Alkynes Dienes本章目的要求:本章目的要求:掌握烯烴的結構特點掌握烯烴的結構特點(SP2雜化、兀鍵、雜化、兀鍵、CC雙鍵)雙鍵)掌握烯烴的命名及異構現象掌握烯烴的命名及異構現象掌握烯烴

20、的親電加成反應及機理掌握烯烴的親電加成反應及機理掌握誘導效應的概念掌握誘導效應的概念掌握烯烴的氧化反應掌握烯烴的氧化反應了解烯烴的聚合反應了解烯烴的聚合反應掌握烯烴的游離基加成反應掌握烯烴的游離基加成反應烯烴烯烴掌握炔烴的結構特點掌握炔烴的結構特點掌握炔烴的命名及異構現象掌握炔烴的命名及異構現象掌握炔烴的加成反應,氧化反應,掌握炔烴的加成反應,氧化反應,端位炔烴的酸性及金屬炔化物的生端位炔烴的酸性及金屬炔化物的生成。成。(SP雜化,雜化,C C叁鍵)叁鍵)炔烴炔烴掌握共軛二烯烴的結構特點及共軛效應掌握共軛二烯烴的結構特點及共軛效應(共軛,共軛,p共軛,共軛,超共軛,超共軛,p超共軛)超共軛)掌

21、握共軛二烯烴的親電加成反應掌握共軛二烯烴的親電加成反應(1,2-加成反應和加成反應和1,4-加成反應)加成反應)了解二烯烴的分類和命名了解二烯烴的分類和命名二烯烴二烯烴第一節第一節 烯烴烯烴Alkenes 烯烴烯烴單烯烴單烯烴多烯烴多烯烴二烯烴二烯烴分類:分類:一、烯烴的同分異構現象一、烯烴的同分異構現象二、烯烴的命名二、烯烴的命名三、烯烴的結構三、烯烴的結構四、烯烴的化學性質四、烯烴的化學性質同分異構同分異構構造異構構造異構立體異構:立體異構:碳鏈異構碳鏈異構官能團位置異構官能團位置異構順反異構順反異構一、烯烴的同分異構現象一、烯烴的同分異構現象單烯烴的通式:單烯烴的通式:CnH2n官能團異

22、構官能團異構系統命名法系統命名法:1. 最長原則最長原則2. 最小原則最小原則二、烯烴的命名二、烯烴的命名CH2=CH-乙烯基乙烯基ethenyl or vinylCH2=CH-CH2-CH3-CH=CH-CH3-C=CH2烯丙基烯丙基 allyl丙烯基丙烯基 propenyl異丙烯基異丙烯基isopropenyl烴基的命名:烴基的命名:+4HPsp2sp2sp2Psp2sp2sp2HHHH鍵鍵三、烯烴的結構三、烯烴的結構碳碳雙鍵中的碳原子是碳碳雙鍵中的碳原子是sp2雜化雜化碳碳雙鍵中有一個碳碳雙鍵中有一個鍵和一個鍵和一個鍵鍵電子云暴露在外,因而烯烴有電子云暴露在外,因而烯烴有較強的化學活性較

23、強的化學活性 鍵鍵鍵鍵(存在)(存在)單獨存在單獨存在與與 鍵共存鍵共存(形式)(形式) 頭碰頭頭碰頭肩并肩肩并肩(電子云)(電子云)柱狀,密柱狀,密集集塊狀,分塊狀,分散散(鍵能)(鍵能)較大,穩較大,穩定定較小,不穩定較小,不穩定(鍵極化)(鍵極化)較小較小較大較大(鍵旋轉)(鍵旋轉)可旋轉可旋轉不可旋轉不可旋轉比較:比較:1. 催化加氫催化加氫2. 親電加成反應親電加成反應3. 氧化反應氧化反應4. 聚合反應聚合反應5. 游離基加成反應游離基加成反應Kunming medical college四、烯烴的化學性質四、烯烴的化學性質1. 催化加氫催化加氫2. 親電加成反應親電加成反應A-B

24、CCRRRRABCRRCRR+親電加成反應:親電加成反應:由親電試劑進攻由親電試劑進攻而引起的加成反應而引起的加成反應R-CH=CH2R-CH-CH2XXHXR-CH-CH2HXHOHR-CH-CH2HOH X2 CCl4可用溴水鑒別烯烴可用溴水鑒別烯烴R-CH=CH2R-CH-CH2XOHHOSO3HHOX(X2+H2O)R-CH-CH2HOSO3HR-CH-CH2HOH+H2O馬氏規則馬氏規則(V.V.Markovnikov) 不對稱烯烴與不對稱試劑加成不對稱烯烴與不對稱試劑加成時,試劑中帶正電荷部分總是加時,試劑中帶正電荷部分總是加在含氫較多的雙鍵碳原子上;帶在含氫較多的雙鍵碳原子上;帶

25、負電荷部分總是加在含氫較少的負電荷部分總是加在含氫較少的雙鍵碳原子上。雙鍵碳原子上。or不對稱烯烴與不對稱試劑加成時,不對稱烯烴與不對稱試劑加成時,氫總是加在含氫較多的雙鍵碳原子氫總是加在含氫較多的雙鍵碳原子上。上。親電加成反應的取向親電加成反應的取向:誘導效應:誘導效應: Inductive effects 分子中由于成鍵原子電負性的分子中由于成鍵原子電負性的不同,導致分子中電子云密度分不同,導致分子中電子云密度分布發生改變,并通過靜電誘導,布發生改變,并通過靜電誘導,沿分子鍵傳遞,這種靜電效應叫沿分子鍵傳遞,這種靜電效應叫做誘導效應。做誘導效應。誘導效應誘導效應(Inductive eff

26、ects)誘導效應隨碳鏈增長而迅誘導效應隨碳鏈增長而迅速減弱速減弱誘導效應具有加和性誘導效應具有加和性誘導效應誘導效應( 效應)效應)吸電子誘導效應吸電子誘導效應斥電子誘導效應斥電子誘導效應(- 效應)效應)(+ 效應)效應)電負性大小順序:電負性大小順序:-F-Cl-Br-I-OCH3-OH-NHCOCH3-C6H5-CH=CH2H-CH3-CH2CH3-CH(CH3)2C(CH3)3- + 碳正離子的穩定性:碳正離子的穩定性:R3C R2CH RCH2 CH3+正電荷越分散,體系能量越低,正電荷越分散,體系能量越低,碳正離子越穩定。碳正離子越穩定。CH2 = CH2+Br-Br+ - CH

27、2CH2Br Br+ - CH2CH2Br+溴溴鎓鎓離子離子Br-CCBrHHHBrH與鹵素加成反應的機制:與鹵素加成反應的機制:*與酸性與酸性KMnO4反應,斷鍵,生成反應,斷鍵,生成酸或酮或酸或酮或CO23. 氧化反應氧化反應(oxidation)(1)KMnO4 氧化反應氧化反應可用酸性可用酸性KMnO4來鑒別烯烴來鑒別烯烴可根據生成物來推測烯烴的結構可根據生成物來推測烯烴的結構*與堿性與堿性KMnO4反應,生成鄰二醇反應,生成鄰二醇(2)O3 氧化反應氧化反應 生成過氧化物,用生成過氧化物,用Zn+H2O分解分解得羰基化合物。得羰基化合物。(3)環氧化反應)環氧化反應 雙鍵被過氧酸氧化

28、得環氧乙烷雙鍵被過氧酸氧化得環氧乙烷順式氧化順式氧化4. 聚合反應聚合反應polymerization reaction5. 游離基加成反應游離基加成反應free radical additionCCRRRR+A-BCRRCRRABR-O-O-RCH3-CH=CH2HBrCH3CO3HCH3-CH-CH2BrH反反Markovnikov規則規則第二節第二節 炔烴炔烴 Alkynes二炔烴二炔烴炔烴炔烴單炔烴單炔烴多炔烴多炔烴分類:分類:二、炔烴的同分異構現象二、炔烴的同分異構現象三、炔烴的命名三、炔烴的命名一、炔烴的結構一、炔烴的結構四、炔烴的化學性質四、炔烴的化學性質+PPspspspPPs

29、p2HHH鍵鍵鍵鍵鍵鍵鍵鍵一、炔烴的結構一、炔烴的結構碳碳三鍵中的碳原子是碳碳三鍵中的碳原子是sp雜化。雜化。碳碳三鍵中有一個碳碳三鍵中有一個鍵和兩個互鍵和兩個互相垂直的兀鍵。相垂直的兀鍵。兀電子云暴露在外,因而炔烴有兀電子云暴露在外,因而炔烴有較強的化學活性。較強的化學活性。構造異構構造異構碳鏈異構碳鏈異構官能團位置異構官能團位置異構單炔烴的通式:單炔烴的通式:CnH2n-2二、炔烴的同分異構現象二、炔烴的同分異構現象官能團異構官能團異構系統命名法系統命名法:1最長原則最長原則2最小原則最小原則3同時含雙鍵和叁鍵的化合物同時含雙鍵和叁鍵的化合物(命名類同烯烴)(命名類同烯烴)Kunming

30、medical college三、炔烴的命名三、炔烴的命名1. 選擇含有碳碳叁鍵在內的最長選擇含有碳碳叁鍵在內的最長碳鏈為主鏈,命名為碳鏈為主鏈,命名為“某炔某炔”。2. 從靠近碳碳叁鍵的一端開始從靠近碳碳叁鍵的一端開始編號,(碳碳叁鍵的位次需要編號,(碳碳叁鍵的位次需要標出,將較小編號寫在母體名標出,將較小編號寫在母體名前)。其次才考慮取代基位次前)。其次才考慮取代基位次較小。較小。3. 當雙鍵和叁鍵共存時,編號當雙鍵和叁鍵共存時,編號應采取最小原則。使雙鍵和叁應采取最小原則。使雙鍵和叁鍵的位次最小,命名為鍵的位次最小,命名為“某烯某烯-炔炔”;若位次相同,優先考慮;若位次相同,優先考慮雙鍵

31、的位次最小,其次才考慮雙鍵的位次最小,其次才考慮取代基。取代基。CH3CH3CH=C-CH2CCH4-甲基甲基-4-己烯己烯-1-炔炔4-methyl-4-hexene-1-yne3-甲基甲基-2-庚烯庚烯-5-炔炔3-methyl-2-heptene-5-yneCH3CH3CH=C-CH2CC-CH3C-HC乙炔基乙炔基(ethynyl)C-CH3C丙炔基丙炔基(1-propynyl)CCH2-HC炔丙基炔丙基(2-propynyl)1催化加氫催化加氫2親電加成反應親電加成反應3氧化反應氧化反應4端位炔烴的反應端位炔烴的反應四、炔烴的化學性質四、炔烴的化學性質1催化加氫催化加氫catalyt

32、ic hydrogenation2親電加成反應親電加成反應electrophilic addition reaction可用溴水鑒別炔烴可用溴水鑒別炔烴注意第二步加成的方向及注意第二步加成的方向及重排現象重排現象可用酸性可用酸性KMnO4來鑒別炔烴來鑒別炔烴3氧化反應氧化反應oxidation reaction4端位炔烴的反應端位炔烴的反應Ag(NH3)2NO3Cu(NH3)2Cl此反應可鑒別末端炔烴此反應可鑒別末端炔烴現象:白色沉淀現象:白色沉淀 磚紅色沉淀磚紅色沉淀第三節第三節 二烯烴二烯烴 (多烯烴)(多烯烴) Dienes一、二烯烴的分類一、二烯烴的分類二、二烯烴的命名二、二烯烴的命名

33、四、共軛二烯烴的結構四、共軛二烯烴的結構五、共軛體系和共軛效應五、共軛體系和共軛效應三、三、1,3-丁二烯的親電加成反應丁二烯的親電加成反應二烯烴二烯烴聚集二烯烴聚集二烯烴共軛二烯烴共軛二烯烴隔離二烯烴隔離二烯烴(不穩定不穩定)(有特殊性質有特殊性質)(類同單烯烴類同單烯烴)一、二烯烴的分類一、二烯烴的分類C=C=CC=C-C=CC=C-.C=C(Cumulative diene)(Conjugated diene)(Isolated diene)命名類同烯烴命名類同烯烴1. 最長原則最長原則 選主鏈應盡可能包選主鏈應盡可能包含所有雙鍵,命名為含所有雙鍵,命名為“某某烯某某烯”。2. 最小原則

34、最小原則 使所有雙鍵的位置使所有雙鍵的位置最小,其次才考慮取代基。最小,其次才考慮取代基。二、二烯烴的命名二、二烯烴的命名CH2=CH-CH=CH2HClCH2=CH-CH-CH3ClCH2-CH=CH-CH3Cl1,2-加成產物加成產物1,4-加成產物加成產物三、三、1,3-丁二烯的親電加成反應丁二烯的親電加成反應每個碳原子都是每個碳原子都是sp2雜化,肩并肩雜化,肩并肩重疊,形成大重疊,形成大鍵。鍵。CCCCHHHHHH四、共軛二烯烴的結構四、共軛二烯烴的結構共軛二烯烴的特性:共軛二烯烴的特性:1. 鍵長平均化鍵長平均化2. 分子比較穩定分子比較穩定3. 交替極化交替極化五、共軛體系和共軛

35、效應五、共軛體系和共軛效應共軛體系共軛體系(conjugative system):由于電子的離域由于電子的離域(delocalization),分子中形成的大分子中形成的大鍵體系。鍵體系。共軛效應共軛效應(conjugative effect):在在共軛體系中,電子云平均化共軛體系中,電子云平均化 ,體,體系能量降低,分子趨于穩定的電子系能量降低,分子趨于穩定的電子效應。共軛效應又叫效應。共軛效應又叫C效應。效應。共軛體系共軛體系(conjugativesystem)-共軛體系共軛體系(-共軛效應共軛效應)p-共軛體系共軛體系(p-共軛效應共軛效應)-超共軛體系超共軛體系(-超共軛效應超共軛

36、效應)-p超共軛體系超共軛體系(-p超共軛效應超共軛效應)共軛效應共軛效應靜態共軛效應靜態共軛效應動態共軛效應動態共軛效應電子的離域電子的離域(delocalization)Conjugated effectsKunming medical college共軛效應共軛效應吸電子共軛效應吸電子共軛效應供電子共軛效應供電子共軛效應C效應效應Kunming medical college-C效應效應+C效應效應共軛效應共軛效應誘導效應誘導效應產生原因產生原因成鍵原子的成鍵原子的電負性不同電負性不同電子的離域電子的離域作用方式作用方式短程效應短程效應有加和性有加和性遠程效應遠程效應導致結果導致結果電子

37、云平均化電子云平均化交替極化交替極化分子發生極化分子發生極化Kunming medical college注意:注意:一個分子中同時存在兩種一個分子中同時存在兩種效應時,通常效應時,通常共軛效應共軛效應大大于于誘導效應誘導效應。Kunming medical college第五章第五章 芳芳 香香 烴烴Aromatic Hydrocarbons芳香烴:具有芳香性的化合物芳香烴:具有芳香性的化合物芳香性:分子中存在著閉合環芳香性:分子中存在著閉合環狀共軛的大狀共軛的大鍵,使得分子易鍵,使得分子易發生取代反應,難發生加成和發生取代反應,難發生加成和氧化反應。氧化反應。本章內容提要本章內容提要*掌握

38、芳香烴的命名及芳香性掌握芳香烴的命名及芳香性*掌握單環芳香烴的化學性質及掌握單環芳香烴的化學性質及定位效應定位效應熟悉稠環芳香烴的結構、命名、熟悉稠環芳香烴的結構、命名、性質性質熟悉環戊烷并氫化菲的結構熟悉環戊烷并氫化菲的結構一、芳香烴的分類和命名一、芳香烴的分類和命名二、苯環的結構二、苯環的結構三、芳香烴的化學性質三、芳香烴的化學性質四、稠環芳香烴四、稠環芳香烴一、芳香烴的分類和命名一、芳香烴的分類和命名1芳香烴的分類芳香烴的分類芳香烴芳香烴苯型芳香烴苯型芳香烴Benzenoid aromatic hydrocarbon非苯型芳香烴非苯型芳香烴Nonbenzenoid aromatic hy

39、drocarbon苯型芳香烴苯型芳香烴單環芳香烴單環芳香烴多環芳香烴多環芳香烴多環芳香烴多環芳香烴多苯代脂烴多苯代脂烴聯苯及聯多苯聯苯及聯多苯稠環芳香烴稠環芳香烴芳香性芳香性(aromaticity):分子中具有高分子中具有高度不飽和的結構體系,但卻容易發度不飽和的結構體系,但卻容易發生取代反應,不容易發生加成反應生取代反應,不容易發生加成反應和氧化反應的性質。和氧化反應的性質。產生芳香性的條件:產生芳香性的條件:怎樣判斷分子具怎樣判斷分子具有芳香性?有芳香性?必要條件:必要條件:分子內具有閉合的環狀的分子內具有閉合的環狀的共軛大共軛大 鍵;鍵;充分條件:充分條件: 電子數滿足電子數滿足Hck

40、el規則規則 (4n+2規則規則)(n=0,1,2)2芳香烴的命名芳香烴的命名苯同系物苯同系物的命名的命名簡單苯同系物的命名簡單苯同系物的命名 以苯為母體以苯為母體復雜苯同系物的命名復雜苯同系物的命名以苯的側鏈為母體,以苯的側鏈為母體,苯為取代基苯為取代基常常以甲苯、二甲苯、異丙苯等常常以甲苯、二甲苯、異丙苯等為母體為母體烴基的命名:烴基的命名:苯基(芳基)苯基(芳基)Ph-(phenyl)Ar-(Aryl)芐基(苯甲基)芐基(苯甲基) benzylCH2二、苯環的結構二、苯環的結構杜瓦式杜瓦式DewarKakule式式120o0.139nmC=C0.134nmC CO.152nmC=C-C=

41、C0.146nm三、芳香烴的化學性質三、芳香烴的化學性質1親電取代反應親電取代反應2苯環側鏈上的取代反苯環側鏈上的取代反應應3加成反應加成反應4氧化反應氧化反應1取代反應取代反應親電取代反應機制親電取代反應機制苯苯鎓鎓離子離子絡合物絡合物+ E+催化劑催化劑慢慢+HE快快- H+E(1)鹵代反應)鹵代反應:halogenation reaction(2)硝化反應)硝化反應:nitration reaction(3)磺化反應)磺化反應:sulfonition reaction (4)FC反應反應 FridelCrafts reaction FC烷基化反應烷基化反應 FC?;磻;磻?F-

42、C烷基化反應的局限性:烷基化反應的局限性:(1)發生多取代的危險性;)發生多取代的危險性;(2)烷基重排的可能性;)烷基重排的可能性;(3)鹵代芳香烴不能替代鹵代烴;)鹵代芳香烴不能替代鹵代烴;(4)活潑性比鹵代苯還弱的芳香環)活潑性比鹵代苯還弱的芳香環不發生不發生F-C烷基化反應,因烷基化反應,因R+是個較是個較弱的親電試劑;弱的親電試劑;(5)凡含)凡含-NH2,-NHR,-NR2基團的基團的芳香環不起芳香環不起F-C烷基化反應,因胺基烷基化反應,因胺基結合了結合了Lewis酸酸AlCl3。注意:當苯環上含致鈍基時(如注意:當苯環上含致鈍基時(如-NO2,-COOH等),等),FC反應不能

43、反應不能進行;其他取代反應也較難進行。進行;其他取代反應也較難進行。為什么?為什么??;颊x子不會重排?;颊x子不會重排2苯環側鏈上的取代反應苯環側鏈上的取代反應注意與鹵代反應注意與鹵代反應比較比較,注意反應條,注意反應條件件 反應類型反應類型 反應條件反應條件 反應部位反應部位親電取代親電取代 Fe,鐵屑鐵屑 芳環芳環C上的上的H自由基取代自由基取代 光照光照 側鏈飽和側鏈飽和C上的上的H+ HX CH3+ X2CH2Xh3加成反應加成反應不易發生加成反應不易發生加成反應4氧化反應氧化反應苯環不易發生氧化反應,苯環不易發生氧化反應,側鏈上側鏈上第一個碳原子上有氫時,第一個碳原子上有氫時,

44、極易被氧化為羧酸極易被氧化為羧酸。若第一個若第一個C上無上無H時,就不能被氧時,就不能被氧化?;?。某些條件下,也可氧化開環。某些條件下,也可氧化開環。苯環上親電取代反應的定位效應苯環上親電取代反應的定位效應(1)鄰、對位)鄰、對位(ortho,para direction) 致活定位基致活定位基:-NR2 , -NHR , -NH2 , -OH , -OR ,-NHCOR , -OCOR , -R , -Ar致活性由強到弱:致活性由強到弱:(2)間位)間位(meta direction) 致鈍定位基致鈍定位基:-NR3 , -NO2 , -CN , -SO3H , -CHO , -COR ,

45、-COOH , COOR+致鈍性由強到弱:致鈍性由強到弱:(3)鄰、對位)鄰、對位( ortho,para direction)致鈍定位基致鈍定位基: -X(-F,-Cl,-Br,-I)四、稠環芳香烴四、稠環芳香烴(一)萘(一)萘(二)蒽和菲(二)蒽和菲1.取代反應取代反應2.加成反應加成反應3.氧化反應氧化反應12345678910ABCDCyclopentaaphenanthrene11121314151617環戊烷并氫化菲(環戊烷多氫菲)環戊烷并氫化菲(環戊烷多氫菲)第六章第六章 鹵代烴鹵代烴HalohydrocarbonR-X (X=F、Cl、Br、I)鹵代烴:烴分子中的氫被鹵素鹵代烴

46、:烴分子中的氫被鹵素 取代后的產物取代后的產物本章目的要求:本章目的要求:1、掌握鹵代烴的分類和命名;、掌握鹵代烴的分類和命名;2、掌握鹵代烴的化學性質(親核取、掌握鹵代烴的化學性質(親核取代反應、消除反應、代反應、消除反應、Grignard 試劑的試劑的制備);制備);3、熟悉鹵代烴的結構;、熟悉鹵代烴的結構;4、掌握鹵代烴的親核取代反應歷程、掌握鹵代烴的親核取代反應歷程和消除反應歷程;和消除反應歷程;5、了解鹵代烴的應用。、了解鹵代烴的應用。鹵代烴的化學性質鹵代烴的化學性質結構:結構:CXCHNu:-+親親核核取取代代反反應應消除反應消除反應親親核核試試劑劑一、取代反應一、取代反應-親核取

47、代反應親核取代反應三、消除反應三、消除反應二、不飽和鹵代烴的取代反應二、不飽和鹵代烴的取代反應四、四、Grignard 試劑的制備試劑的制備一、親核取代反應一、親核取代反應 nucleophilic substitution1被被-OH取代:取代:反應活性:反應活性:SN2歷程歷程 CH3X 伯伯R-X仲仲R-X叔叔R-X2被被-OR取代取代(Williamson合成法)合成法):可制備對稱醚和不對稱醚,烷基可制備對稱醚和不對稱醚,烷基醚和芳基醚醚和芳基醚3被被-CN取代:取代:利用此反應可合成多一個利用此反應可合成多一個C原子的腈或羧酸原子的腈或羧酸反應活性:反應活性: 叔叔R-X仲仲R-X

48、伯伯R-X CH3X4被被-NH2取代:取代:利用此反應可在鏈烴中引入利用此反應可在鏈烴中引入N原子,可制原子,可制備伯胺、仲胺和叔胺(備伯胺、仲胺和叔胺(NH3、NH2R、NHR2)。)。5、被、被 -SH 取代取代6、被、被-取代取代碘代烴和氟代烴一般均不直接取代,碘代烴和氟代烴一般均不直接取代,而是用碘化鈉(鉀)與氯代烴或溴代而是用碘化鈉(鉀)與氯代烴或溴代烴反應制得。烴反應制得。7、被、被-ONO2取代:取代:SN1歷程歷程(1)注意反應條件,特別與)注意反應條件,特別與AgNO3的氨的氨溶液比較;溶液比較;(2)注意反應現象和反應產物;)注意反應現象和反應產物;(3)注意反應活性。)

49、注意反應活性。*鑒別不同的鹵代烴:鑒別不同的鹵代烴:*鑒別相同的鹵代烴:根據反應速度鑒別相同的鹵代烴:根據反應速度的快慢的快慢叔叔R-X 仲仲R-X 伯伯R-X CH3XAgClAgBrAg白色白色淡黃色淡黃色黃色黃色立即立即加熱幾加熱幾分鐘分鐘長時間加熱長時間加熱少量少量SN2與與SN1的比較的比較: SN2 SN1 反應速率反應速率 R-XNu: R-X 反應物結構反應物結構 空間阻礙空間阻礙碳正離子穩定性碳正離子穩定性反應活性反應活性CH3X1O2O3O3O2O1OCH3X產物結構產物結構構型轉變(翻轉)構型轉變(翻轉) 外消旋體外消旋體(保持和翻轉保持和翻轉)離去基團離去基團RRBrR

50、ClRFRRBrRClRF親核試劑親核試劑親核性越強越易反應親核性越強越易反應無影響無影響溶劑極性溶劑極性極性大反應速率減慢極性大反應速率減慢 極性大反應速率加快極性大反應速率加快SN1反應活性:反應活性:*烯丙基型、芐基型叔仲伯甲烯丙基型、芐基型叔仲伯甲基型乙烯型、苯基型基型乙烯型、苯基型SN2反應活性:反應活性:*甲基型伯仲叔乙烯型、苯基甲基型伯仲叔乙烯型、苯基型型三、消除反應三、消除反應 Elimination1、注意反應條件,與水解反應相區別;、注意反應條件,與水解反應相區別;2、注意反應產物,制備烯烴;注意反應產物,制備烯烴;3、注意反應活性,、注意反應活性,叔仲伯叔仲伯 。C CH

51、XCH3CH2OHC=C+ NaOH(KOH)+NaX(KX)+H2O消除反應的方向消除反應的方向Saytzeff規則:規則:總是消除含氫較少的總是消除含氫較少的-C上的上的-H,即即優先形成較穩定異構體的取向。優先形成較穩定異構體的取向。與親電加成反應類似,與親電加成反應類似,Saytzeff規則指出規則指出了消除反應主產物的方向。了消除反應主產物的方向。Example:CH3CH2CHCH2CH2CH3BrKOHC2H5OH?CH3CHCH(CH3)2Br+ KOHCH3CH2OHCH3CH=C(CH3)2CH2CHCH(CH3)2BrCH=CHCH(CH3)2CHCH=C(CH3)2+主

52、主副副說明了消除反應取向以生成說明了消除反應取向以生成穩定異穩定異構體構體為準則為準則消除反應消除反應 VS 取代反應:取代反應:競爭性反應競爭性反應C CXHZ:SEE2 對對SN2RX= 1 2 3 O O O消除增加消除增加取代增加取代增加C CHZ:SE+E1 對對 SN1RX= 1 2 3 O O O消除增加消除增加取代增加取代增加高極性溶劑和強親核性有利于高極性溶劑和強親核性有利于SN2取取代反應,低親核性有利于代反應,低親核性有利于SN1取代反應;取代反應;低極性溶劑和高濃度強堿有利于消除低極性溶劑和高濃度強堿有利于消除反應。反應。四、四、Grignard 試劑的制備試劑的制備R

53、X + MgRMgX無水乙醚無水乙醚Grignard試劑試劑烷基鹵化鎂烷基鹵化鎂C Mg X強極性強極性共價鍵共價鍵離子鍵離子鍵生成過程中,生成過程中,R保持保持不變,即不重排不變,即不重排最有用、最最有用、最多能的試劑多能的試劑之一之一X = Cl、BrGrignard 試劑是很活潑的,烷基有顯著試劑是很活潑的,烷基有顯著的碳負離子特性,可以認為的碳負離子特性,可以認為Grignard 試試劑是一個非常弱的酸(劑是一個非常弱的酸(R-H)的鎂鹽的鎂鹽(RMgX)。)。任何一個只要在氧或氮上連任何一個只要在氧或氮上連有有H的化合物,它的酸性就比烷烴強得多,的化合物,它的酸性就比烷烴強得多,因而

54、就能分解因而就能分解Grignard 試劑。試劑。RMgX + HOH R-H + Mg(OH)X較強的酸較強的酸較弱的酸較弱的酸RMgX + NH3 R-H + Mg(NH2)XRMgX + CH3OH R-H + Mg(OCH3)XGrignard 試劑的制備:試劑的制備:無水乙醚無水乙醚CH3CH2CH2Cl + Mg CH3CH2CH2MgCl(CH3)2CHCl + Mg (CH3)2CHMgCl無水乙醚無水乙醚CH2=CHCl + Mg CH2=CHMgCl四氫呋喃四氫呋喃CH2=CHCH2Cl + Mg CH2=CHCH2MgCl無水乙醚無水乙醚+ MgBrMgBr無水乙醚無水乙

55、醚Grignard 試劑的反應:試劑的反應:RMgX + RCH2CH2-OMgX RCH2CH2-OHH2OO乙醚乙醚乙醚乙醚RMgX + CO2 RCOOMgX RCOOH + Mg(OH)XH+,H2O乙醚乙醚RMgX + R-C-R(H) R-C-OMgX R-C-OHH2OORRR(H)R(H) 第七章第七章 醇醇 酚酚 醚醚醇醇(alcohol)酚酚(phenol)醚醚(ether)(Ar)R O R(Ar)Ar OHR OH本章內容提要本章內容提要掌握醇的結構、分類和命名。掌握醇的結構、分類和命名。掌握醇的化學性質。掌握醇的化學性質。了解醚的化學性質。了解醚的化學性質。掌握酚的分

56、類和命名及電子結構。掌握酚的分類和命名及電子結構。掌握酚的化學性質。掌握酚的化學性質。了解酚的氧化反應和重要的酚。了解酚的氧化反應和重要的酚。熟悉醚的結構和分類。熟悉醚的結構和分類。第一節第一節 醇醇alcoholR OH一、醇的結構、分類和命名一、醇的結構、分類和命名二、醇的化學性質二、醇的化學性質醇的化學性質醇的化學性質RHHOCCH1. 與金屬鈉反應(與金屬鈉反應(O H 鍵斷裂)鍵斷裂)堿性:堿性:R ONa NaOH 2. 與氫鹵酸反應與氫鹵酸反應 ( CO 鍵斷裂鍵斷裂 ) 反應歷程:親核取代反應反應歷程:親核取代反應 ( SN反應反應 )烯丙基醇、芐醇烯丙基醇、芐醇 叔醇叔醇 仲

57、醇仲醇 伯醇伯醇不同結構的醇反應活性:不同結構的醇反應活性: 不同不同HX活性:活性:HI HBr HC1 Lucas(盧卡斯盧卡斯)試劑:由濃鹽酸和無試劑:由濃鹽酸和無水氯化鋅水氯化鋅(ZnC12)配成的溶液。配成的溶液。 不同醇與不同醇與Lucas試劑反應活性:試劑反應活性: 烯丙基型烯丙基型叔醇叔醇 仲醇仲醇 伯醇伯醇 甲醇甲醇少于六個碳以下的醇可溶于少于六個碳以下的醇可溶于Lucas試劑試劑,反應生成的鹵代烴難溶而呈渾濁分層。反應生成的鹵代烴難溶而呈渾濁分層。實驗室常用于鑒別伯、仲、叔醇實驗室常用于鑒別伯、仲、叔醇 3. 生成酯的反應(生成酯的反應(CO鍵斷裂)鍵斷裂)4. 脫水反應脫水反應 分子內脫水(分子內脫水(CO鍵斷裂)成烯鍵斷裂)成烯 不同醇脫水活性:不同醇脫水活性:叔醇叔醇 仲醇仲醇 伯醇伯醇含多個含多個- H的醇脫水取向:的醇脫水取向:遵循遵循 Saytzeff 規則規則 分子間脫水(分子間脫水(C

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