有机化学第02章饱和脂肪烃

CH3 (C H 2 ) 6 辛烷 CH 3 CH 3 (C H 2 ) 8 葵烷 CH3 CH 3 (C H 2 ) 1 0 十二烷 CH3
用“正”，“异”和“新”等前缀区别同分异构体，然后加上烷字就是全名。见教材P12 “异”和“新”二字只适用少于七个碳原子的烷烃
系统命名法 （IUPAC法）
直链烷烃的系统命名法与普通命名法相同，只是把“正”字取消，对于带有 支链的烷烃则按以下原则命名， （a）在分子中选择一条最长的碳链作主链，根据主链所含的碳原子数叫做 某烷，将主链以外的其它烷基看作是主链上的取代基（或叫支链）。
CH3
3
CH2 CH3 H 3C CH2
H 3C
2
C
1
CH3
4
CH3
5
CH2 CH3 H 3C CH2
H 3C
2
CH3
3
C
1
CH3
4
CH3
5
五、烷烃的性质
一、物理性质 1．存在状态：室温下，1~4个C的烷烃为气体，5~16个C的烷烃为液体， 大于16个C的烷烃为固体。 2．熔沸点：随分子量的增大而升高，原因：⑴ 分子大，接触面积大，范德华 力 大；⑵ 分子大，分子运动所需能量大（增加一个C，bp升高20~30℃） . 3. 同分异构体中，支链多的沸点低，原因：支链多，接触面积小 ，分子间作用力小。但是支链的影响远小于碳数增加的影响。 4. 密度随分子量的增加而升高。 5. 非极性或弱极性，不溶于水及强极性溶剂中，可溶于氯仿、乙醚、四氯化碳 等溶剂中。（相似相溶）
能 量 /K J .m o l-1
H H
H H
H
H H
( iii) 重 叠 式
H
H H H H
1 2 .5
(i i)
H H H H
H H
H H
H
H
H H
( i) 交 叉 式
(i v )交 叉 式
0
60
120
C -C 旋 转 角 度 /0
乙烷分子构象转化能量示意图
正丁烷的构象 其 中对 位 交叉式 为 优势构 象 ，从图 中 可以看 出 各构象 的 能量相对大小，从丁烷的构象可以解释为什么丁烷的分子呈锯齿 形。 见教材P21图2-8 丁烷各种构象的能量变化
氧化和燃烧
一般情况下，自由基的稳定性为：三级》二级》一级
CH3 H3C C CH3 > H3C CH > H3C CH3 CH2 > CH 3
氧化：烷烃在有催化剂存在的条件下可以进行氧化反应，反应生成混合物，反应 ' 式如下所示： R C H 2 C H 2 R '+ O 2 R C H 2 O H + R C H 2O H
CH3
C H3CH 2
C H 3 C H 2C H 2
乙基 ethyl (简写Et） 正丙基 n-propyl (简写n-Pr）
C H 3C H C H 2 CH 3
CH3 C H 3C CH3
C H 3C H 2C H 2 C H 2C H 2
C H 3C H CH 3
C H 3 C H 2C H 2C H 2
CH3 + HCl C H 3C l + C l C l2 C H 3CH 3 C H 3C l 反应物浓度降低，自由基碰撞 机会增加，自由基消失，反应结束 一个自由基消失，产生 另一个自由基，反复循环
C H 3 + C l2 Cl + Cl
CH3 + CH3 Cl + CH3
以上为生成CH3Cl的过程，生成CH2Cl2、CHCl3、 CCl4的历程也是自由基反应历 程，只不过是Cl2过量。 反应过程中的能量变化见P23图2-9
+ CH 4 Cl
H CH3
Cl
HC l + CH 2
Cl
Cl
CH3
Cl
+ C H 3C l
自由基的稳定性
丙烷和异丙烷的一氯代反应如下：
、
C H 3C H 2C H 3 C l2 C H 3C H 2 C H 2C l + C H 3C H C H 3 1 C l2
Cl Cl
1
C H 3C H C H 3
1
CH3
2
CH2
3
CH CH2 CH3
4
CH CH3
5
CH2
6
CH2
7
CH3
4 -甲 基 -3 -乙 基 庚 烷
一些常见烷基的名称见下表：
烷基
名称
甲基 methyl (简写Me)
烷基
CH3 C H 3C H 2C H
名称 仲丁基 sec-butyl 异丁基 isobutyl 叔丁基 tert-butyl （简写 t-Bu） 正戊基 n-pentyl 异戊基 isopentyl 新戊基 neohexyl
烷烃(Alkane)是通式为CnH2n+2的碳氢化合物的总称,开链的饱和烃叫做烷烃。
2.1同系列和同分异构
2.1.1.同系列和同分异构 (Homollogous series and homlog) 具有相同分子通式，组成上相差CH2 及其倍数的一系 列化合物，称同系列。同系列中各化合物间互称同系物。 同系物特点：在结构相似，分子量差别不大时，性质也相近， 物理性质往往随质量变化而呈有规律变化。 构造异构(Constitutive lsomerization) 构造(Constitution)：指分子中原子相互连接的顺序（2D）。 结构(Structure)：不仅有连接顺序，还有空间相对位置(立体结构3D)
1 2 2 2 1 1 2 3 1 1
CH3 C CH3
1
1
CH 3
CH 2
CH2
CH2
CH 3
CH 3
CH 2
CH CH3
CH 3
1
CH 3
4 1
CH3
正戊烷 1 (一 级 碳 原 子 或 伯 碳 原 子 )
异戊烷 2 (二 级 碳 原 子 或 仲 碳 原 子 ) 3 (三 级 碳 原 子 或 叔 碳 原 子 )
CH3
C H 3C H C H 2C l + C H 3 C C H 3
CH3 CH3
2
1
红 ， 蓝 ， 绿 分 别 表 示 一 级 ， 二 级 ， 三 级 碳 原 子 (相 连 的 为 几 级 氢 原 子 )
两个反应产物的比例与反应物中该种氢的比例比不一致，其原因是由于中间 体的稳定性不同，两个反应的中间体均为自由基，自由基越稳定则越易生成，又 由于自由基反应的定速步骤为自由基的生成，因此自由基越稳定，生成相应的产 物的反应越快。
C60 富勒烯
天然产物以及名称过于复杂的化合物则习惯采用俗名（根据来源 或某种性质命名），如足球烯，也称富勒烯
普通命名法
碳原子数目： 一， 二， 三， 四， 五， 六， 七， 八， 九， 十，
甲，
乙，
丙，
丁，
戊，
己，
庚，
辛，
壬，
葵
Methane,ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, nonane, decane, undecane
醇 O 醇 O RCOH + R CO H
'
R C H 2C H 2R + O 2
'
燃烧：在高温和有从充足的氧存在时，发生如下的反应，生成二氧化碳和水：
R CH 2 C H 2 R '+ O 2 C O 2 + H 2O
酸
酸
有机物氧化的概念：
有机氧化的概念：无机中的氧化的概念以电子的得失，氧化数的变化来 判断是否是氧化还原反应。 有机中的氧化的概念同无机中的氧化的概念有所不同，在有机中，加氧去氢 为氧化，加氢去氧为还原。 （*实际上，更广泛的概念为：加上原子比去掉原子的电负性强则为氧化， 加上原子比去掉原子的电负性弱则为还原）
锯架式
H H
纽曼投影式
表示前碳
表示后碳
H H H H H H H
H
交叉式
H
C
C H
H
H
伞形式
H
锯架式
纽曼投影式
重叠型分子中，由于C上H与H之间的距离比较近，斥力大，因此能量高，分 子不稳定。 交叉型分子中，由于C上H与H之间的距离比较远，斥力小，能量较低，分子 比较稳定，为乙烷的优势构象。
二者的能量相差约为12.5KJ· -1，低温下以交叉式存在为主，温度升高重 mol 叠式含量增加。在室温下分子之间的碰撞能量约为84 KJ· -1，足以使分子自 mol 由旋转，因此不可把各种构象严格区分开来。 扭转能：构象之间转化所需的能量。当外界能量大于扭转能时，则构象相互 转化.
第二章 饱和脂肪烃（烷烃）
碳和氢两种元素形成的有机物叫做烃(hydrocarbon)，也叫碳氢化合物。 烃的分类: (a).分子中的碳架，分为开链烃与环烃两大类。 (b).分子中碳原子间的结合方式，分为饱和烃和不饱和烃。
H H C H H H C H H C H H H H C H H C H H C H H C H H H H C H H C H H C H C H H H C H H H H C H H C H C H C H H H C H H
异丙基 isopropyl (简写 i-Pr） 丁基 n-butyl (简写 n-Bu)
三级戊基 tert-pentyl
C H 3C H C H 2C H 2 CH3
CH3 C H 3C H 2 C CH3
CH 3 C H 3C H 2C H 2 CH 3
烷烃的命名
（b）由距离支链最近的一端开始，将主链上的碳原子用阿拉伯数字编号， 支链所在的位置就以它所连接的碳原子的号数表示。 (c）支链烷基的名称及位置写在母体名称的前面，主链上连有多个不同 支链时，根据中国化学会制定的有机化学命名原则，支链的排列顺序按 立体化学的“次序规则”，将“较优”基团列在后面。教材P16页