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文檔簡介
1、2022-3-81第第2章章 開鏈烴和脂環烴開鏈烴和脂環烴只含碳和氫兩種元素的有機化合物稱為只含碳和氫兩種元素的有機化合物稱為烴,也叫做碳氫化合物烴,也叫做碳氫化合物烴可以看成是各類有機化合物的母體烴可以看成是各類有機化合物的母體根據碳骨架的不同,烴可分為:根據碳骨架的不同,烴可分為:開鏈烴:烷烴、烯烴、炔烴開鏈烴:烷烴、烯烴、炔烴 碳環烴:脂環烴、芳香烴碳環烴:脂環烴、芳香烴2022-3-82烷烴烷烴烷烴大量地存在于石油、天然氣和沼氣中烷烴大量地存在于石油、天然氣和沼氣中最簡單的烷烴最簡單的烷烴甲烷甲烷烷烴是分子中碳原子間以單鍵連接的開鏈烷烴是分子中碳原子間以單鍵連接的開鏈烴,由于烷烴的碳氫
2、比達到了最大值,所烴,由于烷烴的碳氫比達到了最大值,所以也稱為飽和烴以也稱為飽和烴烷烴的通式:烷烴的通式:CnH2n+22022-3-83烷烴的結構表示:烷烴的結構表示:CHHCHCHHHHHMe2CH(CH2)2CHEt2 (CH3)2CH(CH2)2CH(CH2CH3)2 CHCH2CH3CH2CH3CH3CHCH2CH2CH32022-3-84烷烴的同系列烷烴的同系列可用同一通式可用同一通式表示,結構和性質表示,結構和性質相似,彼此間在組相似,彼此間在組成上相差若干個成上相差若干個CH2的一系列化合的一系列化合物稱為同系列,同物稱為同系列,同系列中各個化合物系列中各個化合物稱為同系物。稱
3、為同系物。同系物的結構同系物的結構相似,性質相近,相似,性質相近,而且隨碳原子數目而且隨碳原子數目遞增在性質上表現遞增在性質上表現出一定的變化規律出一定的變化規律2022-3-851.1 烷烴的命名烷烴的命名1.1.1 普通命名法普通命名法 C原子數目:原子數目:10: 用中文數字用中文數字(十一、十二、十三等十一、十二、十三等)表示,后面加母表示,后面加母體名稱為體名稱為“某烷某烷” 如果是某種特定結構的同分異構體,在如果是某種特定結構的同分異構體,在 “某烷某烷”前加上前加上“正正”、“異異”、“新新”的詞綴的詞綴 2022-3-862022-3-87普通命名法的局限普通命名法的局限CH3
4、CH2CH2CH2CH2CH3 正己烷(hexane)CH3CHCH2CH2CH3 CH3 異己烷( isohexane ) CH3 CH3CCH2 CH3 CH3 新己烷(neohexane) CH3CH2CHCH2CH3 CH3 noneCH3CHCHCH3 CH3 CH3 none2022-3-881.1.2 烷基的名稱烷基的名稱 烷烴用烷烴用RH表示,烷烴分子中去掉一個表示,烷烴分子中去掉一個氫原子剩下的基團稱為氫原子剩下的基團稱為烷基烷基,用用R表示表示 2022-3-89碳原子的類型:碳原子的類型:OOOO4321CCCCCCCHCCCCH2CCH3C2022-3-810CCH3C
5、H3H3CCH2CHCH2CH2CH3CH3CCH3CH3H3CCH3CH2CHCH3CH3CH2CH2CH2叔叔丁丁基基tert-butyl仲仲丁丁基基sec-butyl丁丁基基butyl1o2o3o3o2o2o1o1o4oCH3CH2CHCCH3CH3CH3CH3伯碳仲碳叔碳季碳2022-3-8111.1.3 系統命名法系統命名法 選擇含有較多支鏈的最長碳鏈作為主鏈,根據主鏈碳原子數選擇含有較多支鏈的最長碳鏈作為主鏈,根據主鏈碳原子數目,稱為目,稱為 “某烷某烷”,主鏈以外的支鏈作為取代基,主鏈以外的支鏈作為取代基從距離取代基最近的一端開始用阿拉伯數字將主鏈碳原子編從距離取代基最近的一端開
6、始用阿拉伯數字將主鏈碳原子編號,用于號,用于 確定取代基的位置確定取代基的位置 如有兩種編號可能。由小到大依次比較兩種編號順序中取如有兩種編號可能。由小到大依次比較兩種編號順序中取代基的位次,選擇首先出現取代基位次較小的編號代基的位次,選擇首先出現取代基位次較小的編號把取代基按次序規則排列較優基團后列出寫在母體名稱之前,把取代基按次序規則排列較優基團后列出寫在母體名稱之前,在取代基名稱之前標出位置,并用短橫連接在取代基名稱之前標出位置,并用短橫連接如果是復雜的帶有分支鏈的取代基,從與主鏈相連的碳原子如果是復雜的帶有分支鏈的取代基,從與主鏈相連的碳原子開始對支鏈編號。把分支鏈的位置及名稱寫在支鏈
7、取代基名開始對支鏈編號。把分支鏈的位置及名稱寫在支鏈取代基名稱前,一起放在括號內,括號前標出支鏈位置稱前,一起放在括號內,括號前標出支鏈位置 2022-3-812取代基的次序規則:取代基的次序規則:雙鍵和叁鍵連接的原子,可以看成是與兩個或三個相同的原子連接雙鍵和叁鍵連接的原子,可以看成是與兩個或三個相同的原子連接將各取代基與主鏈直接相連的第一個原子按原子序數大小排列,大將各取代基與主鏈直接相連的第一個原子按原子序數大小排列,大者為較優基團排在后邊,若是同位素,重同位素為較優基團者為較優基團排在后邊,若是同位素,重同位素為較優基團將各取代基與主鏈直接相連的第一個原子按原子序數大小排列,大將各取代
8、基與主鏈直接相連的第一個原子按原子序數大小排列,大者為較優基團排在后邊,若是同位素,重同位素為較優基團者為較優基團排在后邊,若是同位素,重同位素為較優基團2022-3-813 CH3CH2CH CH3CH3 4 3 2 12-甲基丁烷(異戊烷)甲基丁烷(異戊烷)烷烴命名舉例:烷烴命名舉例: 2022-3-814 CH3CH2CH CH3CH2CH3 1 2 3 4 5 3-甲基戊烷甲基戊烷注意:不能只把書面上得直鏈看作主鏈,凡連續注意:不能只把書面上得直鏈看作主鏈,凡連續相連的碳原子都應包括在一條碳鏈內相連的碳原子都應包括在一條碳鏈內2022-3-815 CH3CH2CH CH2CH2CH3C
9、H2CH2CH3如果構造式中較長的碳鏈不止一條時,則選如果構造式中較長的碳鏈不止一條時,則選擇帶有最多取代基的一條為主鏈擇帶有最多取代基的一條為主鏈 4 3 2 1 5 6 74-乙基庚烷2022-3-816取代基數目一樣多時,以側鏈取代基數目一樣多時,以側鏈位次最低的鏈為主鏈位次最低的鏈為主鏈12C H23C HC H3C H2C HC H C H2C H C H33C H CH3C H CH31234567345672,5-二甲基-4-仲丁基庚烷2,5-二甲基-4-(1-甲基丙基)庚烷2022-3-817 CH3CH2CH2CH CH CH2CH3CH3CH2CH3從最接近取代基的一端開始
10、,將從最接近取代基的一端開始,將主鏈碳原子數編號主鏈碳原子數編號 7 6 5 4 3 2 1 3-甲基-4-乙基庚烷2022-3-818 CH3CH2CH2CH CH2CH CH2CH3CH2CH3CH38 7 6 5 4 3 2 1 5-甲基-3-乙基辛烷 如果帶有幾個不同的取代基,命名時將如果帶有幾個不同的取代基,命名時將簡單的基團名稱放在前面,復雜的基團名稱簡單的基團名稱放在前面,復雜的基團名稱放在后面放在后面2022-3-819 CH3CH2CH CH CH2CH2CH2CH2CH CH3CH3CH3CH3如果帶有幾個相同的取代基,則可以合如果帶有幾個相同的取代基,則可以合并,但應在基
11、團名稱之前寫明位次和數并,但應在基團名稱之前寫明位次和數目,數目須用漢字二、三、目,數目須用漢字二、三、來表示來表示10 9 8 7 6 5 4 3 2 12,7,8-三甲基癸烷三甲基癸烷2022-3-820 CH3CH2CH CH CH2CH CH2CH3CH3CH3CH2CH3 1 2 3 4 5 6 7 83,4-二甲基-6-乙基辛烷2022-3-821 CH3CH CH2CH CH2CCH3CH3CHCH3CH3CH3CH2CH2CH3 1 2 3 4 5 6 7 8 92,6,6-三甲基-4-異丙基壬烷2022-3-822 對于復雜的取代基可用與對于復雜的取代基可用與前相似的方式命名
12、前相似的方式命名CH3CH2CHCH2CHCH2CH2CH2CH3CH2CH3CHCH2CH3CH2CH31234567891233-乙基-5-(1-乙基丙基)壬烷2022-3-823 1.2 烷烴的結構烷烴的結構1.2.1 甲烷的結構甲烷的結構 甲烷的正四面體甲烷的正四面體 Kekul模型模型 HCHHH109。280.109nm甲烷球棒模型甲烷比例模型2022-3-824乙烷分子的立體示意圖:乙烷分子的立體示意圖:109.5鍵鍵2022-3-825丁烷的Kekul模型(球棒模型)2022-3-8261.2.2 同分異構現象:同分異構現象:分子式相同而分子式相同而結構結構不同的現象不同的現象
13、 順反異構順反異構旋光異構旋光異構碳架異構碳架異構位置異構位置異構官能團異構官能團異構構型異構體構型異構體構象異構體構象異構體構造異構體構造異構體立體異構體立體異構體 同分異構體同分異構體(結構異構體)(結構異構體)2022-3-827烷烴的同分異構烷烴的同分異構戊戊烷烷:C5H12C H3CH2C H2CH2CH3正正戊戊烷烷C H3C H C H2C H3CH3異異戊戊烷烷C H3C C H3CH3CH3新新戊戊烷烷碳鏈異構:由于碳原子的連接次序不同產碳鏈異構:由于碳原子的連接次序不同產生的同分異構。生的同分異構。2022-3-8282. 烷烴的構象烷烴的構象 構象構象(Conformat
14、ion):):一定構一定構型的分子通過單鍵旋轉,形成各原型的分子通過單鍵旋轉,形成各原子或原子團的空間排布。子或原子團的空間排布。(1) 球棒模型(二)球棒模型(二)重疊式、交叉式構象比較重疊式、交叉式構象比較乙烷的交叉式構象乙烷的交叉式構象(3)紐曼投影式紐曼投影式重疊式構象重疊式構象 交叉式構象交叉式構象 重疊式構象重疊式構象 交叉式構象交叉式構象(2)透視式表示乙烷的構象透視式表示乙烷的構象乙烷分子各種構象的能量曲線乙烷分子各種構象的能量曲線12.6kJ/mol重疊式重疊式交叉式交叉式交叉式2022-3-832丁烷的構象丁烷的構象CH3CH2 CH2CH3 看成是看成是1,2二甲基乙烷,
15、沿二甲基乙烷,沿C2 C3旋轉,產生各種構象,典型構象有四種:旋轉,產生各種構象,典型構象有四種:能量大小順序能量大小順序:(1)(2)(3) 1 R (伯烷基自由基伯烷基自由基) 2 R 3 R 3 R 2 R 1 R CH3 - 越穩定的自由基越易生成越穩定的自由基越易生成. (即氫被奪取的容易程度即氫被奪取的容易程度) 3 H 2 H 1 H烷基自由基的穩定次序烷基自由基的穩定次序:伯伯,仲仲,叔氫原子活潑性叔氫原子活潑性2022-3-847自由基的穩定性自由基的穩定性2022-3-848丙烷的溴代反應:丙烷的溴代反應:在在300K,三種氫的溴代反應的相對活性:,三種氫的溴代反應的相對活
16、性:1600 :82:1 溴原子比氯原子選擇性更強溴原子比氯原子選擇性更強2022-3-8491.4.2 燃燃 燒燒CnH2n+2 + 3n+12O2nCO2+ (n+1)H2O + 熱能通式:通式: 每摩爾烷烴完全燃燒所放出的熱量稱為每摩爾烷烴完全燃燒所放出的熱量稱為燃燒熱燃燒熱 燃燒熱越低,能量越低,穩定性越好燃燒熱越低,能量越低,穩定性越好 支鏈烷烴異構體的燃燒熱低,穩定性好支鏈烷烴異構體的燃燒熱低,穩定性好 2022-3-850烯烴和炔烴烯烴和炔烴 2.1 烯烴和炔烴的命名烯烴和炔烴的命名通式:烯烴:通式:烯烴:CnH2n 炔烴:炔烴:CnH2n-2例例2:戊烯的五個構造異構體戊烯的五
17、個構造異構體(1) CH3-CH2 -CH2 -CH=CH2 1-戊烯戊烯(2) CH3 -CH2 -CH=CH-CH3 2-戊烯戊烯(3) CH2=C-CH2-CH3 2-甲基甲基-1-丁烯丁烯,2-甲基丁烯甲基丁烯 CH3(4) CH3-C=CH-CH3 2-甲基甲基-2-丁烯丁烯 CH3(5) CH3-CH-CH=CH2 3-甲基丁烯甲基丁烯 CH3如雙鍵位置在第一個碳上如雙鍵位置在第一個碳上,雙鍵位置數據可省雙鍵位置數據可省.2022-3-8522022-3-8532.2 烯烴和炔烴的結構烯烴和炔烴的結構 2.2.1 乙烯乙烯2022-3-8542.2.2 烯烴的同分異構烯烴的同分異構
18、烯烴的異構:烯烴的異構:碳鏈異構、位置異構、順反異構。碳鏈異構、位置異構、順反異構。丁烯有丁烯有5種同分異構體:種同分異構體:CH3CH2CH CHCH3 CH CH2 CH3CH3C CH2CH3(1) 1-丁烯 (2)2-丁烯(3)異丁烯位置異構 碳鏈異構位置異構CCH3CHCH3HCCH3CHHCH3(4) 順-2-丁烯 (5)反-2-丁烯順反異構2022-3-8552-戊烯的順反異構戊烯的順反異構2022-3-856順反異構的成因順反異構的成因2022-3-857烯烴順反異構的標記烯烴順反異構的標記 2022-3-858Z、E標記法標記法較優基團在雙鍵連線同側為較優基團在雙鍵連線同側為
19、Z構型,否則為構型,否則為E構型構型判斷標準不同:是判斷標準不同:是Z構型不一定是順式構型構型不一定是順式構型 2022-3-8592.2.3 乙乙 炔炔2022-3-860雜化方式:雜化方式: SP3 SP2 SP鍵角:鍵角: 109o28 120o 180o鍵長不同鍵長不同碳碳鍵長碳碳鍵長 153.4pm 133.7pm 120.7pm (Csp3-Csp3) (Csp2-Csp2) (Csp-Csp) C-H: 110.2pm 108.6pm 105.9pm (Csp3-Hs) (Csp2-Hs) (Csp-Hs) 軌道形狀:軌道形狀: 狹狹 長長 逐逐 漸漸 變變 成成 寬寬 圓圓碳的
20、電負性:碳的電負性: 隨隨 S 成成 份份 的的 增增 大,大, 逐逐 漸漸 增增 大。大。pka: 50 40 25CCHHHHHHHHHHCCHHC C碳雜化的比較碳雜化的比較2022-3-8612.3 烯烴和炔烴的物理性質烯烴和炔烴的物理性質 烯烴和炔烴分子間作用力主要是色散力,物理性質與烯烴和炔烴分子間作用力主要是色散力,物理性質與烷烴相近。烷烴相近。 24個個 碳原子的烯烴、炔烴為氣體,碳原子的烯烴、炔烴為氣體,518個碳的為個碳的為液體,液體,19個碳以上的為固體個碳以上的為固體烯烴、炔烴在水中的溶解度極小,密度小于烯烴、炔烴在水中的溶解度極小,密度小于1沸點、熔點和密度都隨相對分
21、子質量的增加而增加沸點、熔點和密度都隨相對分子質量的增加而增加同碳數直鏈烴的密度:同碳數直鏈烴的密度:炔烴炔烴烯烴烯烴烷烴烷烴不同雜化類型碳原子的電負性順序:不同雜化類型碳原子的電負性順序:CspCsp2Csp3 2022-3-8622.4 烯烴和炔烴的化學性質烯烴和炔烴的化學性質 2022-3-863催化氫化催化氫化RCH CH2 + H2 RCH2CH3 + 氫化熱催化劑2022-3-864氫化熱氫化熱:1 1molmol不飽和化合物氫化時放不飽和化合物氫化時放出的熱量出的熱量氫化熱的大小反應烯烴的相對穩定性。氫化熱的大小反應烯烴的相對穩定性。雙鍵碳原子上的烷基越多,烯烴越穩定。雙鍵碳原子
22、上的烷基越多,烯烴越穩定。R2C=CR2R2C=CHRRCH=CHRRCH=CH2CH2=CH2.2-甲基丙烯甲基丙烯反反-2-丁烯丁烯順順-2-丁烯丁烯1-丁烯。丁烯。2022-3-865親電加成反應親電加成反應在反應中,具有親電性能的帶正電荷或在反應中,具有親電性能的帶正電荷或帶部分正電荷的試劑叫做帶部分正電荷的試劑叫做親電試劑親電試劑由親電試劑的作用而引起的加成反應叫由親電試劑的作用而引起的加成反應叫做做親電加成反應親電加成反應2022-3-866烯烴的親電加成反應機理烯烴的親電加成反應機理+ HXCCCCH+CCH+ X- CXCH第一步第一步: (慢)慢)決定性步驟決定性步驟第二步第
23、二步: (快)快)2022-3-867誘誘 導導 效效 應應定義:定義:在有機化合物中,由于電負性不同的取代基的影響,使在有機化合物中,由于電負性不同的取代基的影響,使整個分子中成鍵電子云按取代基的電負性所決定的方向而偏移整個分子中成鍵電子云按取代基的電負性所決定的方向而偏移的效應。用的效應。用“I”I”表示表示特征:特征:誘導效應的大小和取代基的電負性大小有關,而且隨著誘導效應的大小和取代基的電負性大小有關,而且隨著取代基距離的不斷增加而減弱很快,相隔三個碳原子以上則幾取代基距離的不斷增加而減弱很快,相隔三個碳原子以上則幾乎消失乎消失以氫作為比較標準,大多數取代基是產生吸電子的誘導效應,以氫
24、作為比較標準,大多數取代基是產生吸電子的誘導效應,用用“-I表示。烷基有表示。烷基有 斥電子誘導效應。用斥電子誘導效應。用“+I”表表 示。示。一些常見基團誘導效應由強到弱的排列順序:一些常見基團誘導效應由強到弱的排列順序:2022-3-868碳正離子的穩定性碳正離子的穩定性R C+RRR CH+RRCH2+CH3+CH3C+CH3CH3 H3CCHCH2CH3+即:叔(即:叔(3)R+仲(仲(2)R+伯(伯(1)R+CH3+2022-3-869加鹵素加鹵素 加成產物沒有顏色,溴發生反應后,紅棕色加成產物沒有顏色,溴發生反應后,紅棕色消失,用此反應可以檢驗碳碳重鍵的存在消失,用此反應可以檢驗碳
25、碳重鍵的存在 2022-3-870加鹵化氫加鹵化氫 條件:條件:將干燥的鹵化氫(將干燥的鹵化氫(HCl、HBr、HI)通入烯烴或)通入烯烴或烯烴非水溶液中烯烴非水溶液中HX活性:活性:HI HBr HCl HF2022-3-871馬氏規則馬氏規則(預測烯烴加成取向)(預測烯烴加成取向) 凡是不對稱烯烴與鹵化氫加成,氫凡是不對稱烯烴與鹵化氫加成,氫主要加在含氫多的雙鍵碳上。這一規律叫主要加在含氫多的雙鍵碳上。這一規律叫做馬爾科夫尼科夫規則,簡稱馬氏規則。做馬爾科夫尼科夫規則,簡稱馬氏規則。 實質:由碳正離子的穩定性決定。(共軛效應實質:由碳正離子的穩定性決定。(共軛效應決定加成取向)。決定加成取
26、向)。2022-3-872烯烴與硫酸加成:烯烴與硫酸加成: H2C CH2 + H2SO4 CH3CH2OSO2OH0-15 C硫酸氫乙酯98H2SO4CH2CH2H2O90 C CH3CH2OH與不對稱烯烴加成同樣遵循馬氏規則用上法制備醇叫間接水合,但設備腐蝕嚴重炔烴不發生此反應炔烴不發生此反應 2022-3-873加水加水水合反應水合反應條件:只有在強酸催化下條件:只有在強酸催化下烯烴才能與水直接發生加成反應生成醇烯烴才能與水直接發生加成反應生成醇 與不對稱烯烴加成同樣遵循馬氏規則與不對稱烯烴加成同樣遵循馬氏規則2022-3-874反馬氏反馬氏加成加成2022-3-875反應機理反應機理(
27、1)2022-3-876聚合反應聚合反應 聚合反應聚合反應:由單體分子相互作用生成高分子化:由單體分子相互作用生成高分子化合物的反應叫聚合反應。合物的反應叫聚合反應。nH2C=CH2 TiCl4Al(C2H5)30.11MPa6075 C乙烯(單體)聚乙烯(高分子) CH2 CH2()n2022-3-877氧化反應氧化反應KMnO4氧化氧化2022-3-8782022-3-8792022-3-880臭氧化臭氧化 臭氧化物臭氧化物2022-3-881KMnO4H2O CH CH CO2 + H2O RC CR RCOOH + RCOOKMnO4H2O炔烴氧化反應炔烴氧化反應2022-3-883環
28、氧化環氧化2022-3-8842.4.4 H的鹵代的鹵代 C C C C X官能團H2022-3-885自由基反應機理:自由基反應機理:2022-3-886自由基取代: 烷烴鹵代 烯烴反馬加成 烯烴 H的鹵代的鹵代親電加成:親電加成: 烯烴親電加成(烯烴親電加成(X2, HX, H2O, H2SO4)2022-3-8872.4.5 端基炔氫的反應端基炔氫的反應炔氫的酸性介于醇與氨之間炔氫的酸性介于醇與氨之間1). 活潑金屬炔化物活潑金屬炔化物用用NaNH2與末端炔烴,可以在液氨與末端炔烴,可以在液氨(33 C)下反應。下反應。H ORCCHNHCHCHCH CH 232233HC CH + N
29、a HC CNa + H2110 CHC CH + Na NaC CNa + H2220 C2022-3-8882). 2). 過渡金屬炔化物的生成過渡金屬炔化物的生成 不能直接用金屬來與末端炔烴作用,要用其配合物來作用。不能直接用金屬來與末端炔烴作用,要用其配合物來作用。注意:注意:干燥的炔化銀和炔化亞銅在干燥的炔化銀和炔化亞銅在受熱受熱或或震動震動是會發生爆是會發生爆炸!可用炸!可用濃鹽酸濃鹽酸處理處理2022-3-889烯烴化學性質 簡單總結1、催化加氫 H2/Pt2、親電加成 鹵素,Br/CCl4, 褪色,鑒別重鍵; 鹵化氫,馬氏規則(濟富),特例:HBr/ROOR(反馬) H2SO4
30、, 馬氏規則,產物溶于水,可用于分離,可水解成醇 H2O, 馬氏規則,強酸催化,生成醇3、聚合4、氧化 KMnO4, 冷或堿性,連二醇,MnO2褐色沉淀,鑒別雙鍵 酸性,雙鍵斷裂,2H(CO2), 1H(COOH), 0H(C=O) O3/Zn,H2O 雙鍵斷裂,雙鍵C分別加O成C=O 環氧化:過氧酸;Ag,2505、-H鹵代:X2/500 自由基取代,區別室溫加成2022-3-890炔烴化學性質 與烯烴基本相似區別:1、與H2O加成生成烯醇式,轉變為酮 2、酸性KMnO4氧化, 三鍵斷裂,1H(CO2), 0H(COOH) 3、具有酸性,和鈉或氨基鈉反應,進一步與鹵烷反應 4、端炔鑒別反應C
31、H CNa + C2H5Br CH C-C2H5CH CH CH CNa RC CH + NaNH2 RC CNa + NH3 烷基烷基化反應化反應NaNa液氨液氨 得到得到碳鏈增長的炔烴碳鏈增長的炔烴2022-3-891共軛二烯烴(共軛二烯烴(CnH2n-2)3.1 二烯烴的分類及命名二烯烴的分類及命名1. 分類分類2022-3-8922. 命名命名1)選取含兩個雙鍵的最長碳鏈作主鏈,)選取含兩個雙鍵的最長碳鏈作主鏈,從離雙鍵最近的一端開始編號從離雙鍵最近的一端開始編號2)順反異構體的命名用)順反異構體的命名用Z,E標定。標定。C C C CH3 C C2H5 CH3CH3CH3H5433,
32、4,5-三 甲 基 -(Z), (E)-2,4-庚 二 烯6 721(2Z,4E)-4,5-二甲基二甲基-2,4-庚二烯庚二烯2022-3-8933.2 共軛二烯烴的結構共軛二烯烴的結構1, 3 -丁二烯丁二烯2022-3-8943.3 共軛效應共軛效應 3.3.l 共軛二烯烴的穩定性共軛二烯烴的穩定性 1,3-戊二烯、戊二烯、1,4-戊二烯和戊二烯和1-戊烯的氫化戊烯的氫化熱數據:熱數據: 2022-3-8952022-3-8963.3.2 共軛效應共軛效應共軛效應分類共軛效應分類CCCCCCHHHHHH簡 寫 為 : - 共軛:共軛:2022-3-897p- 共軛共軛空空P軌道與軌道與鍵共
33、軛鍵共軛2022-3-8982022-3-899 - 共軛共軛2022-3-8100 -p共軛共軛2022-3-8101共軛體系特點共軛體系特點2022-3-8102用共軛效應解釋碳正離子和自用共軛效應解釋碳正離子和自由基的穩定性由基的穩定性2022-3-81033.4 3.4 共軛二烯烴的反應共軛二烯烴的反應速度控制與平衡控制速度控制與平衡控制3.4.1 1,4-加成加成CH2=CH-CH=CH2CH2=CH-CH=CH2CH2Br-CHBr-CH=CH2CH3-CHCl-CH=CH2CH2Br-CH=CH-CH2BrBr2 , 冰醋酸冰醋酸1,2-加成加成1,4-加成加成CH3-CH=CH
34、-CH2ClHCl1,2-加成加成1,4-加成加成2022-3-8104碳正離子(2)比(1)穩定。CH2 CH CH CH2CH2 CH CH CH2Br2BrCH2 CH CH CH2Br(1) (2)CH2 CH CH CH2Br BrCH2 CH CH CH2Br Br平衡時:80 2080 。C 時,20 8040。C 時, 80 20低溫有利于動力學控低溫有利于動力學控制,高溫有利于熱力制,高溫有利于熱力學控制學控制低溫下低溫下1,2加成為主是由于反應需要的活化能較低加成為主是由于反應需要的活化能較低.高溫下高溫下1,4加成為主是由于加成為主是由于1,4加成產物更穩定加成產物更穩定
35、.2022-3-81053.4.2 雙烯合成雙烯合成(Diels-Alder Reaction) 以四個碳原子及以下的烴為原料合成:以四個碳原子及以下的烴為原料合成:“水水”不能少!不能少!CH2CCH3O解:解:2022-3-8107 脂環烴脂環烴脂環烴:碳干為環狀而性質與開鏈烴相似脂環烴:碳干為環狀而性質與開鏈烴相似的烴類。的烴類。5.1 脂環烴的分類和命名脂環烴的分類和命名5.1.1 分類分類 飽和脂環烴環烷烴不飽和脂環烴環烯烴、環炔烴按官能團按環大小小環(C3、C4)普通環(C5C7)中環(C8C12)大環(C12)(通式:CnH2n)2022-3-8108小環(C3、C4)普通環(C
36、5C7)中環(C8C12)大環(C12)按環數單環: 如CH2CH2CH2(環丙烷)、(環己烷)二環:如 (十氫萘)又叫二環4.4.0癸烷多環:二環以上。 如 金剛烷按環的連接方式稠環:共有2個碳 如十氫萘螺環:共有1個碳 如橋環:共有2個以上碳原子 如按環大小2022-3-81095.1.2 命命 名名 單環烴的命名:單環烴的命名:a.a.根據環中碳原子的數目叫根據環中碳原子的數目叫“環某烷環某烷”;b.b.環上取代基的位次和編號寫在母體環烴名字前面,環上取代基的位次和編號寫在母體環烴名字前面,“編編號號”原則與烷烴相同;原則與烷烴相同;c.c.若有兩個取代基,則在最前面標明若有兩個取代基,
37、則在最前面標明“順、反順、反”;d.d.若取代基碳鏈較長,則環作為取代基。若取代基碳鏈較長,則環作為取代基。2-2-甲基甲基-3-3-環丙基庚烷環丙基庚烷2022-3-8110螺環烴的命名螺環烴的命名a.a.根據成環的碳總數,叫螺根據成環的碳總數,叫螺 某烷某烷b.b.兩環除開共用兩環除開共用C C外的外的C C數,由小到大,放于數,由小到大,放于 內,并用下角內,并用下角原點隔開原點隔開c.c.編號:從小環編號:從小環共用共用C C大環(并盡可能使取代基為此小)大環(并盡可能使取代基為此小)eg.eg.5-5-甲基螺甲基螺2.42.4庚烷庚烷Cl5-5-氯螺氯螺2.52.5辛烷辛烷1 12
38、23 34 45 56 67 72022-3-8111橋環的命名橋環的命名a.a.判斷環數及總碳數,稱幾環判斷環數及總碳數,稱幾環 某烷某烷 * *環數:將橋環烴變為開鏈化合物需要斷開的環數:將橋環烴變為開鏈化合物需要斷開的C-CC-C鍵的最小數鍵的最小數b.b.將橋上碳原子數(不包括橋頭碳)由多到少順序列在將橋上碳原子數(不包括橋頭碳)由多到少順序列在 內,并用下角原點隔開(有幾個橋就有幾個數字)。內,并用下角原點隔開(有幾個橋就有幾個數字)。c.c.編號:從第一個橋頭碳開始,從最長的橋編到第二個橋頭編號:從第一個橋頭碳開始,從最長的橋編到第二個橋頭碳,再沿次長的橋回到第一個橋頭碳,即按橋漸
39、短的次序將碳,再沿次長的橋回到第一個橋頭碳,即按橋漸短的次序將其余的橋依次編號。(若有取代基,則盡量使其位次較小)其余的橋依次編號。(若有取代基,則盡量使其位次較小)2022-3-8112二環二環4.2.04.2.0辛烷辛烷1 12 23 34 45 56 67 78 82,7,7-2,7,7-三甲基二環三甲基二環2.2.12.2.1庚烷庚烷1 12 23 34 45 56 67 72022-3-81135.2 脂環烴的結構脂環烴的結構5.2.1 環丙烷、環丁烷的結構和穩定性環丙烷、環丁烷的結構和穩定性環烷烴的燃燒熱(見環烷烴的燃燒熱(見P53 表表26)2022-3-8114環丙烷環丙烷 C
40、CCHHHHHH105.50.1524nm114 環丙烷為張力環,采取重疊式構象,所以容易破環。此外,環丙烷CC鍵為彎曲鍵,有點類似于烯烴的鍵,可以發生類似于烯烴的加成反應。2022-3-8115環丁烷的構象環丁烷的構象 平面式平面式蝴蝶式(穩定)蝴蝶式(穩定)2022-3-8116信封式(穩定)2022-3-81175.2.2 環己烷的構象環己烷的構象椅式構象椅式構象船式構象船式構象2022-3-8118 2022-3-81192022-3-8120環己烷的椅式構象最穩定環己烷的椅式構象最穩定原因:原因:環張力為環張力為0 0采取鄰位交叉式構象,扭轉張力最小采取鄰位交叉式構象,扭轉張力最小1.1.1 1,3-3-二二a a鍵相互作用小。因為鍵相互作用小。因為H H原子范原子范德華半徑小,所以范德華張力為德華半徑小,所以范德華張力為0 02022-3-8121轉環作用轉環作用 2022-3-8122環己烷(a鍵和e鍵)HH
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