《有机化学详细》PPT课件.ppt

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1、第二章 烷 烃,洛阳师院化学系有机化学教研室,第一节 烷烃的同序列和 同分异构现象,一、同序列烷烃构造式的表示：,2-甲基-5-乙基庚烷,碳原子的类型：,第二节 烷烃的命名,一、普通命名法、甲乙丙丁戊己庚辛壬癸 正、异、新二、烷基（R）烷烃分子去掉氢原子后剩下的部分：CnH2n1,命名原则主链长，支链多，位次小。,1 2 3 4 5 3-Methylpentane,Find the Longest ContinuousCarbon Chain,4 3 2 1 5 6 74-Ethylheptane,You Must Choose the LongestContinuous Carbon Cha

2、in,Number from the End Nearestthe First Substituent,7 6 5 4 3 2 1 4-Ethyl-3-methylheptane,Number from the End Nearestthe First Substituent,8 7 6 5 4 3 2 13-Ethyl-5-methyloctane,Use“di-”With Two Substituents,1 2 3 42,3-Dimethylbutane,Every Substituent Must Get a Number,1 2 3 4 5 63,3-Dimethylhexane,N

3、umber from the End NearestFirst Substituent,10 9 8 7 6 5 4 3 2 12,7,8-Trimethyldecane,Number from the End Which Has the“First Difference”,1 2 3 4 5 6 7 8 9 103,4,8-Trimethyldecane,A More-Highly-SubstitutedCarbon Takes Precedence,5 4 3 2 12,2,4-Trimethylpentane,Number from the End Nearestthe“First Di

4、fference”,1 2 3 4 5 6 7 86-Ethyl-3,4-dimethyloctane,Which end do we number from?,8 7 6 5 4 3 2 13-Ethyl-6-methyloctane,If you can name this,you can name anything!,1 2 3 4 5 6 7 8 94-Isopropyl-2,6,6-trimethylnonane,Naming Complex Substituents,2-Ethyl-1,1-dimethylbutyl,Good Luck!,7-(1,1-Dimethylbutyl)

5、-3-ethyl-7-methyldodecane,Degree of Substitution,1。1 1 3 2 3 2 4 1 1 3 2 1 2 1,第三节 烷烃的构型,一、碳原子的四面体概念及分子模型 构型（Constitution）：具有一定构造的分子中原子在空间的排列状况。Vant Hoff and Le Bel 分别提出碳四面体概念。,Tetrahedral Geometry,Methane 的正四面体 Kekul模型,甲烷球棒模型,甲烷比例模型,丁烷的Kekul模型（球棒模型）,丁烷的Kekule模型（球棒模型）,丁烷的斯陶特模型,丁烷的斯陶特模型,二、碳原子的sp3杂化,s

6、p3 Hybrid Orbital,三、烷烃分子的形成,第四节 烷烃的构象,构象（Conformation）：一定构型的分子通过单键旋转，形成各原子或原子团的空间排布。Different arrangements of atoms within a molecule that can be converted into one another merely by rotation about single bonds.一、乙烷的构象,Ethane(Staggered Conformation),Side View,End View,乙烷的交叉式构象,Ethane(eclipsed confor

7、mation),Side View,End View,交叉式,重叠式,构象异构体,Conformations of Ethane,乙烷构象能量图,二、丁烷的构象,CH3CH2 CH2CH3 看成是1，2二甲基乙烷，沿C2 C3旋转，产生各种构象，典型构象有四种：,能量大小顺序(1)(2)(3)(4),Butane(anti conformation),side view,end view,Butane(gauche conformation),side view,end view,Butane(syn conformation),side view,end view,Butane(anticl

8、inal conformation or eclipsed-120 conformation),side view,end view,Conformations of Butane,丁烷构象能量图,Steric Strain in Butane(gauche conformation),close contact betweenmethyl groups,Steric Strain in Butane(syn conformation),really crowded!,第五节 烷烃的物理性质,物质状态：C4以下gas，C5 C16liquid,C17 以上solid。,沸点：分子间范德华力越大

9、，其沸点越高。正烷烃的沸点是随着分子量的增加而升高的。范德华力包括静电引力、诱导力和色散力。,1）正烷烃的沸点随碳原子数的增多而升高2）正烷烃的沸点高于它的异构体（支链烷烃）b.p.CH3(CH2)2CH3:-0.5(CH3)2CHCH3:-10.2 CH3(CH2)3CH3:36.1(CH3)2CHCH2CH3:27.9 C(CH3)4:9.5,熔点：分子晶体的熔点不仅取决于分子间的作用力的大小，而且取决于晶体中碳链的空间排布(对称性）情况。同分异构体中，对称性越高的熔点越高。C4以上的正烷烃的熔点随着碳原子数增加而升高。偶数碳原子的烷烃的熔点升高多些。m.p.(CH3)2CCH2CH3:-

10、159.9 CH3(CH2)3CH3:-129.7(CH3)4C:-16.6溶解度：like dissolves like.,第六节 烷烃的化学性质,C C,C H键能较大，极性小，故化学性质比较稳定。一、氧化,烷烃部分氧化成各种含氧衍生物：醇、醛、羧酸，在工业上有应用。,The Internal Combustion Engine,内燃机,二、热裂,热裂：有机化合物在高温和无氧条件下发生键断裂的反应。温度在450 以上。为自由基反应。催化热裂的温度可以低些。裂化在炼油工业上是一个很重要的反应。,三、卤代,卤代反应：有机化合物分子中的氢原子被卤原子取代，生成卤代物，并放出卤化氢的反应。,甲烷的

11、氯代,25 时，不同类型氢原子一氯代的相对活性：3。H：2。H：1。H=5：4：1;而溴代的选择性更高，相应为1600：82：1。例：预测下面反应所生成的一溴代异构体的比例。,第七节 烷烃卤代反应历程,反应历程（Reaction mechanism）：化学反应所经历的途径或过程，有称反应机理或反应机制。一、甲烷的卤代历程 Experimental:1.黑暗下不加热，无反应 2.仅加热，能反应 3.仅光照，即使1各光子，也能产生许多分子的卤代产物 4.氧气的存在，能延缓反应的发生,自由基取代历程（链的引发、链的传递、链的终止），属链锁反应,自由基的产生条件：加热、光照、引发剂。,二、卤素对烷烃的

12、相对反应活性,F2 Cl2Br2I2,F2 Cl2Br2I2,F2 Cl2Br2I2,三、烷烃对卤代反应的相对反 应活性与烷基自由基的稳定性,1、结构：CH3.Sp2 平面构型,甲基自由基的结构烷基自由基的稳定性次序：3。2。1。CH3.,第八节 过渡状态理论,基元反应：,决定反应速度的是活化能，而不是反应热。,ENERGY PROFILE,one step reaction,product,startingmaterial,transition state TS,activationenergy Ea,heat ofreactionDH,ENERGY,能线图,一步反应,甲烷氯代反应的决速步骤

13、：产生甲基自由基的一步,中间体和过渡态的异同相同点：能量高、寿命短、活性高；不同点：中间体处能谷，能证实。过渡态处能峰，不能分离出来。,startingmaterial,product,Ea1,Ea2,DH,intermediate,TS2,TS1,ENERGY PROFILE,two step reaction,ENERGY,step 1,step 2,能线图,二步反应,第九节 烷烃的制备,一、偶联反应 1.Wurtz合成法,仅适合对称烷烃的制备,2.Corey-House和成法,3.Kolbe电解法,自由基氧化还原反应。只适合制备C6以下对称烷烃。,二、还原反应,Problem Assig

14、nment,六苯乙烷为白色固体物质，当溶于乙醚时，溶液呈黄色，若迅速振荡，则由于空气接触而颜色消失，过几分钟后黄色又出现，解释此现象。烷烃和磺酰氯的混合物用光或过氧化物引发时发生氯代反应：试写出此反应历程。,Problem Assignment,解释下列反应,Be carefully.Be seriously.Be correctly.,Homework Assignments,1.(1,3,5,7,9);4;5;6;7;9;10【提示：分别以C1C2，C2C3为轴旋转】;11;13;14(删除“或21kJ/mol用E1表示”）15；18；19。,提示：4（1）3种（2）3种（3）4种（4）6种。不要漏写。6（3）为CH3CH2CH2CH2CH(CH3)2,借上届学生的习题解答,