概述
甲醇是最简单的化学品之一，是重要的化工基础原料和清洁液体燃料，广泛应用于有机合成、染料、医药、农药、涂料、汽车和国防等工业中。
甲醇最早由木材和木质素干馏制得，故俗称木醇。木材在长时间加热炭化过程中，产生可凝和不可凝的挥发性物质，这种被称为焦木酸的可凝性液体中含有甲醇、乙酸和焦油。除去焦油的焦木酸可通过精馏分离出天然甲醇和乙酸。生产1kg的甲醇约需60～80kg的木材。这是生产甲醇的最古老方法。美国于20世纪70年代初才完全抛弃这一过程。
1923年，德国BASF公司在合成氨工业化的基础上，首先用锌铝催化剂在高温高压的操作条件下实现了由一氧化碳和氢合成甲醇的工业化生产，开创了工业合成甲醇的先河。工业合成甲醇成本低，产量大，促使了甲醇工业的迅猛发展。甲醇消费市场的扩大，又促使甲醇生产工艺不断改进，生产成本不断下降，生产规模日益增大。1966年，英国ICI公司成功地实现了铜基催化剂的低压甲醇合成工艺，随后又实现了更为经济的中压法甲醇合成工艺。与此同时德国Lurgi公司也成功地开发了中低压甲醇合成工艺。随着甲醇合成工艺的成熟和规模的扩大，由甲醇合成和甲醇应用所组成的甲醇工业成为化学工业中的一个重要分支，在经济的发展中起着越来越重要的作用。
物理性质
甲醇是最简单的饱和脂肪酸，分子式CH30H，相对分子质量32.04。甲醇分子中的碳原子和氧原子的成键轨道为四面体结构的sp3杂化轨道，相互重叠结合成C—O键。而O—H键是氧原子的一个sp3杂化轨道和氢原子的1s轨道相互重叠，氧原子的两对未共用电子对分别占据其他两个sp3杂化轨道。甲醇分子的成键轨道和氧原子的正四面体结构见图1-1；甲醇分子的键长和键角见表1-1。
（a） （b）
图1-1 甲醇的成键轨道（a）和甲醇分子中氧原子正四面体结构（b）
表1-1 甲醇分子的键长和键角
序号
(No.)
1偏铝酸HAlO26.3×10-1312.2
2亚砷酸H3AsO36.0×10-109.22
6.3×10-3 (K1)2.2
1.05×10-7 (K2)6.98
3.2×10-12 (K3)11.5
5.8×10-10 (K1)9.24
1.8×10-13 (K2)12.74
1.6×10-14 (K3)13.8
5次溴酸HBrO2.4×10-98.62
6氢氰酸HCN6.2×10-109.21
4.2×10-7 (K1)6.38
5.6×10-11(K2)10.25
8次氯酸HClO3.2×10-87.5
9氢氟酸HF6.61×10-43.18
1.7×10-9 (K1)8.78
1.9×10-13 (K2)12.72
11高碘酸HIO42.8×10-21.56
12亚硝酸HNO25.1×10-43.29
13次磷酸H3PO25.9×10-21.23
5.0×10-2 (K1)1.3
2.5×10-7 (K2)6.6
7.52×10-3 (K1)2.12
6.31×10-8 (K2)7.2
4.4×10-13 (K3)12.36
3.0×10-2 (K1)1.52
4.4×10-3 (K2)2.36
2.5×10-7 (K3)6.6
5.6×10-10 (K4)9.25
1.3×10-7 (K1)6.88
7.1×10-15 (K2)14.15
1.23×10-2 (K1)1.91
6.6×10-8 (K2)7.18
1.0×103 (K1)-3
1.02×10-2 (K2)1.99
2.52×10-1 (K1)0.6
1.9×10-2 (K2)1.72
1.3×10-4 (K1)3.89
1.0×10-11(K2)11
2.7×10-3 (K1)2.57
2.5×10-7 (K2)6.61. 无机酸在水溶液中的解离常数（25oC）
Dissociation Constants of Mineral Acids in Aqueous Solution（25oC）
2.1用系统命名法（如果可能的话，同时用普通命名法）命名下列化合物，并指出(c)和(d)
中各碳原子的级数。
CH
3(CH
2)
3CH(CH
2)
3CH
3
C(CH
3)
2
CH
2CH(CH
3)
2
CH
3３
CH
2CHb.HH
HCC
HHH
CH
CH
H
Hc.CH
3CH
2C(CH
2CH
3)
2CH
2CH
3
2。
4。
1。a.
H
HCC
。
CH
3
CHCH
3e.HH
CH
3
H
3CCH
CH
3f.(CH
3)
4Cg.CH
3CHCH
2CH
3
C
2H
5d.CH
3CH
2CH
CH
2CH
2CH
3
h.(CH
3)
2CHCH
2CH
2CH(C
2H
5)
2
答案：
a.2,4,4－三甲基－５－正丁基壬烷５－butyl－2,4,4－trimethylnonaneb.正己
烷hexanec.3,3－二乙基戊烷3,3－diethylpentaned.3－甲基－５－异
丙基辛烷５－isopropyl－3－methyloctanee.２－甲基丙烷（异丁烷）２－
methylpropane(iso-butane)f.2,2－二甲基丙烷（新戊烷）2,2－dimethylpropane
(neopentane)g.3－甲基戊烷３－methylpentaneh.２－甲基－５－乙基庚烷
5－ethyl－2－methylheptane
2.3写出下列各化合物的结构式，假如某个名称违反系统命名原则，予以更正。
a.3,3－二甲基丁烷b.2,4－二甲基－5－异丙基壬烷c.2,4,5,5－四甲基
－4－乙基庚烷d.3,4－二甲基－5－乙基癸烷e.2,2,3－三甲基戊烷
f.2,3－二甲基－2－乙基丁烷g.2－异丙基－4－甲基己烷h.4－乙基
－5,5－二甲基辛烷
答案：
a.错，应为2,2－二甲基丁烷
Cb.c.
d.e.f.错，应为2,3,3－三甲基戊烷
g.错，应为2,3,5－三甲基庚烷h.
3.1用系统命名法命名下列化合物
a.
c.(CH
3CH
2)
2C=CH
2
CH
3C=CHCHCH
2CH
3b.
d.CH
3CH
2CH
2CCH
2(CH
40 第五章 脂环烃
一.目的要求
了解环烷烃通式、分类、命名和异构、环烷烃的物理性质。理解环的结构和稳定性，掌握环烷烃的化学性质。
二.本章内容小结
1. 脂环烃的定义
由碳原子连接成环，性质与脂肪烃相似的烃类化合物总成为脂环烃。按照成环特点，一般可将脂环烃分为单环脂环烃和多环脂环烃。
2. 脂环烃的命名
单环脂环烃命名与脂肪烃类似，只是在相应的脂肪烃前加一“环”字。如：
环戊烷， 甲基环丁烷
桥环化合物的命名一般采用固定格式：双环[a.b.c]某烃(a≥b≥c)。
先找桥头碳（两环共用的碳原子），从桥头碳开始编号。沿大环编到另一个桥头碳，再从该桥头碳沿着次大环继续编号。分子中含有双键或取代基时，用阿拉伯数字表示其位次。如：
7, 7-二甲基二环[2, 2, 1]庚烷
螺环化合物命名的固定格式为：螺[a.b]某烃(a≤b)。命名时先找螺原子，编号从与螺原子相连的碳开始，沿小环编到大环。如：
螺[4.4]壬烷
3.环烷烃的结构与稳定性
环烷烃的成环碳原子均为sp3型杂化。除环丙烷的成环碳原子在同一个平面上以外，其它环烷烃成环碳原子均不在同一个平面上。在环丙烷分子中由于成环碳原子间成键时sp3型杂化轨道不能沿键轴方向重叠，而是以弯曲方向部分重叠成键，导致环丙烷张力较大，分子能量较高，很不稳定，容易发生开环反应。所以在环烷烃中三元环最不稳定，四元环比三元环稍稳定一点，五元环较稳定，六元环及六元以上的环都较稳定。注意桥头碳原子不稳定。
4. 环己烷以及取代环己烷的稳定构象
环己烷在空间上可以形成多种构象，其中椅式和船式构象为两种极限构象，前者比后者更加稳定。一般说来，取代环己烷的取代基处于椅式构象的平伏键时较为稳定。因此多取代环己烷的最稳定的构象为平伏键取代基最多的构象。如果环上有不同取代基，较大的取代基在平伏键上的构象最稳定。
5. 环烷烃的化学性质
环丙烷和环丁烷的化学性质和烯烃相似，能开环进行加成反应。并且与氢卤酸加成符合马氏规则。但小环环烷烃对氧化剂稳定，不与高锰酸钾或臭氧作用。
