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傅建熙 有机化学 第三章 烷烃

3° 2° 1° 1°
1° 3° 3°
CH2 CH2CH3

2° 2° 1°
CH3 CH3
1° 1°
CH3
1° 1° 4°

3° 2° 3° 2°


二、系统命名法
1892年,日内瓦国际化学会议首次拟定了有机化合物
系统命名原则,此后经国际纯粹和应用化学联合会IUPAC
(International Union of Pure and Apllied Chemisty) 多次修订,所以也称为IUPAC 命名法。
n-octane n-nonane n-decane n-undecane n-dodecane n-tridecane n-eicosane
C12
C13
C20
碳原子数为10以上时用大写数字表示
2. IUPAC命名法(系统命名法)
CH3 CH3CHCH3
普通命名法:异丁烷 IUPAC命名法:2-甲基丙烷
这样选取主链 及编号是否合 适?
碳原子和氢原子的类型
伯碳原子(一级碳原子,1°) ---只与1个其他碳原子直接相连。 仲碳原子(二级碳原子,2°) ---与2个其他碳原子直接相连。 叔碳原子(三级碳原子,3°) ---与3个其他碳原子直接相连。 季碳原子(四级碳原子,4°) ---与4个其他碳原子直接相连。
一、碳胳异构
分子式相同,碳原子连接方式不同而产生的同分异构现
象,称为碳链异构,为构造异构的一种。
练习: 1.写出分子式为C7H16的化合物的同分异构体。 2.某烷烃含8个碳,只含有伯氢原子,写出其结构式 。
CH3 CH3 CH3 C C CH3 CH3 CH3
二、烷烃的构象异构
构象是有机化学中存在的最普遍的一类同分异构现 象。它是分子中的原子或原子团围绕单键旋转而产生的 不同空间排列形式。
一些常见的烷基
(烷基) 中文名
甲基 乙基
R
CH3
英文名
methyl ethyl
缩写
Me Et
CH3CH2
CH3CH2CH2 CH3 CH3CH
(正)丙基
n-propyl
n-Pr
异丙基
isopropyl
i-Pr

R
(烷基)
中文名
(正)丁基
英文名
n-butyl
缩写
n-Bu
CH3CH2CH2CH2 CH3 CH3CH2CH
构型异构体
几何异构体
旋光异构体
立体异构体
构象异构体
构造异构体:因分子中原子的连结次序不同或者 键合性质不同而引起的异构体。
碳链异构体:因碳链不同而引起的异构体; 如:
CH3
C4H10
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3
位置异构体:由于官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的 OH 异构体; 如:
均裂,自由基反应历程。
烷烃的化学性质不活泼。
反应取向: 3oH>2oH>1oH>CH3-H
(一) 卤代反应
★ 反应条件:高温或光照 ★ 反应特点:易发生多卤代 ★ 反应活性: F2>Cl2>Br2>I2 ★ 卤代反应取向 (RH中不同H-的相对活性) 3°>2°>1°>CH3-H ★ 反应机理:自由基取代反应 ★ 自由基的稳定性: 3°>2°>1°>CH3 •
甲烷的氯代反应
反应式
CH4 + Cl2
CH3(CH2)5CH3 CH3(CH2)6CH3 CH3(CH2)7CH3 CH3(CH2)8CH3 CH3(CH2)9CH3 CH3(CH2)10CH3 CH3(CH2)11CH3 CH3(CH2)18CH3
正庚烷
正辛烷 正壬烷 正癸烷 正十一烷 正十二烷 正十三烷 正二十烷
英文名
n-heptane
稳定性:对位交叉式>邻位交叉式>部分重叠式>全重叠式
直链烷烃碳链在空间的排列,绝大多数 是锯齿形,而不是直链,只是为了书写方 便,才将其结构式写成直链。
练习:画出CH3-CH2CH3的典型构象,CH2Cl-CH2Cl 的优势构象和CH2Br-CH2Cl的最稳定构象。
H H H H CH3
H H CH3 H HH
基本方法: 选定一条最长链作为主链(以普通 命名法命名) 其它支链作为主链上的取代基。

取代基(烷基):烷烃去掉一个氢原子后留下的原子团
烷烃
烷基
R
H
R
二、系统命名法
系统命名法基本方法:
(一)选主链:选定一条最长链作为主链
(二)定编号
(三) 写名称:取代基的位置、数目、名称,官能团的位 置、母体名称。
CH3 CH3 CH3 CH 异丙基
CH3 CH3CH2CH2CH2 CH3CHCH2CH3 CH3 CH CH2 CH3 CH3 C CH3
甲基
CH3CH2 乙基
CH3CH2CH2 丙基
丁基
仲丁基
异丁基
叔丁基
系统命名法与习惯命名法的区别
CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH2CH3
C3H8O
CH3CH2CH2OH
CH3CHCH3
官能团异构体:由于分子中官能团不同而产生的异构体; 如: C2H6O CH3OCH3 CH3CH2OH
烷烃的结构特征
烷烃属于饱和烃,分子中所有碳原子均为SP3杂化; 分子内的键均为σ 单键,可沿键轴“自由”旋转; 键间的键角109°28′,空间呈正四面体排布; 可产生碳链异构和构象异构 。
基础:习惯命名法
1. 习惯命名法
中文名
C1 C2 C3
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3
英文名
methane ethane propane
甲烷 乙烷 丙烷
碳原子数目 + 烷 英文命名用词尾ane表示烷烃
碳原子数为1~10用天干 (甲、乙、丙、……壬、 癸)表示
中文名
CH3CH2CH2CH3
中国化学会结合我国文字特点,根据IUPAC法命名原则
于1960年制定了《有机化学物质的系统命名原则》,1980 年经修订为《有机化学命名原则》,这是我们重点学习的
有机化合物命名方法。
(二)把主链以外的分支链都作为取代基。
基的表示
★ 烃分子中去掉一个氢原子,所剩下的基团,称为
烃基;脂肪烃基用R- 表示。 常见烃基的结构和名称:
(正)戊基
异戊基
叔戊基
tert-pentyl
新戊基
neopentyl

含支链的取代基的命名
5 8 7 6 2 3 1 4 3 2 1
1 2 4 3 6 5
仲丁基 2-丁基 1-甲基丙基
7 8
2, 7-二甲基-4-仲丁基辛烷 2, 7-二甲基-4-(2-丁基)辛烷 2, 7-二甲基-4-(1-甲基丙基)辛烷
CH3 CH3 C CH2 CH CH3 CH3 CH3
伯氢原子(一级氢原子,1°) ----
与伯碳原子相连的氢。 仲氢原子(二级氢原子,2°) ---与仲碳原子相连的氢。 叔氢原子(三级氢原子,3°) ---与叔碳原子相连的氢。
指出下列分子中各碳原子的类型(伯、仲、叔、季)?
CH3 CH CH CH CH CH2CH3
第三章 开链烃
烃——仅由碳、氢两种元素组成的化合物称 为碳氢化合物. 简称为烃(hydrocarbon)。 烃是有机化合物的母体,常用 RH表示。 其它各类有机化合物可看作是烃的衍生物。
烃的分类
Ⅰ. 烷 烃
烷 烃 完全 饱和
碳氢化合物 (hydrocarbons)
同系列:有相同通式、结 构上相差一定的 “原子团”的一 系列化合物。 同系物:同系列中的化合 物为同系物。
中文名
CH3(CH2)4CH3 CH3 CH3CHCH2CH2CH3 CH3
英文名
n-hexane
正己烷
异己烷
isohexane
C6
CH3CH2CHCH2CH3 CH3 CH3CCH2CH3 CH3 CH3 CH3CHCHCH3 CH3
如何命名?
新己烷
neohexane
如何命名?
中文名
C7 C8 C9 C10 C11
普通命名 系统命名 正戊烷 戊烷
正己烷
己烷
CH3-CH-CH3 CH3
普通命名 系统命名 异丁烷 2-甲基丙烷
CH3 CH3-C-CH3 CH3
新戊烷 2,2-二甲基丙烷
第二节 烷烃的异构现象和构象
分子式相同, 结构不同的化合物称为同分异构体。
碳链异构体
同 分 异 构 体
构造异构体
位置异构体 官能团异构体
仲丁基
sec-butyl (secodary)
s-Bu
CH3 CH3CHCH2 CH3 CH3C CH3
异丁基
isobutyl
i-Bu
叔丁基
tert-butyl (tertiary)
t-Bu
R
(烷基)
中文名
英文名
n-pentyl n-amyl isopentyl
缩写
CH3(CH2)3CH2 CH3 CH3CHCH2CH2 CH3 CH3CH2C CH3 CH3 CH3CCH2 CH3
构象异构体:单键旋转时产生无数个构象,这些构象互为 构象异构体(或称旋转异构体)。 优势构象:无数个构象中能量最低,稳定性最大的构象。
乙烷的构象
1. 透视式(锯架式):
2. 纽曼投影式:
交叉式构象
重叠式构象
图2-2 乙烷分子构象的能量曲线
稳定性:交叉式>重叠式
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