大学有机化学之烷烃
辛、壬、癸和十一、十二……等数目字表示。
• 用“正”、“异”、“新”等前缀区别不同的构造异构
体。
CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 正戊烷
CH3 CH CH2 CH3 CH3 异戊烷
CH3 CH3 C CH3
CH3
把在碳链的一末端有两个甲基的 特定结构的烷烃称为"异某烷"。
在五或六个碳原子烷烃的异构体中含有 季碳原子的可加上"新某烷"
CH3 CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH2 CH3
CH CH3
CH3
5-丙基-4-异丙基壬烷
9
CH3
8 76
CH2 CH CH2
CH3
54
CH2 CH CH2 CH3
321
CHCH2CH3
CH3
3,7-二甲基-4-乙基壬烷
烷基大小的次序:甲基 < 乙基 < 丙基 < 丁基 < 戊基 < 己基.
C5H2
C
6
CH3
CH3 CH
C7H2
CH3
C8H2 C9H3
2,6,6-三甲基-4-异丙基壬烷
(三)烷烃的结构
(1)碳原子轨道的sp3杂化
跃迁
sp3杂化
2p 2s
2p 2s
sp3
每个sp3杂化轨道含1/4 s 成分和 3/4 p成分
键角为 109.5°
sp3杂化轨道形状
碳原子的sp3杂化轨道
•σ键的形成及其特性
支链烷烃的命名法的步骤:
(1)选取主链(母体)。
选一个含碳原子数最多的碳 链作为主链, 按这个链所含 的碳原子数称为某烷,并以此作为母体.
CH3 CH CH2 CH2 CH3 CH2
母体是己烷
CH3
当具有相同长度的链可作为主链时,则应选择具有支 链数目最多的链作为主链。
CH3
CH CH CH CH2 CH3 CH3 CH CH3 CH2 CH3
异构体数
1 2 3 5 9
碳原子数
8 9 10 15 20
异构体数
18 35 75 4,347 366,319
(二)烷烃的命名
(甲)伯、仲、叔、季碳原子
碳原子的类型:
CH3 C
O
1
C CH2
C
O
2
C CH C C
3O
•XNC CHEM
C CC C
C
O
4
H H CH3CH3 H C C C C CH3
原子 轨道沿键轴相互交盖,形成对键轴呈圆柱 形对称的轨道称为σ 轨道。σ轨道构成的共价键称为 σ键。
例如:甲烷分子中有四个C-Hσ键。 相类似,乙烷分子中有六个C-Hσ键和一个 C -Cσ键。
甲烷
乙烷
σ键的特性:
成键原子可沿键轴自由旋转; 键能较大,可极化性较小 。
球棍模型 (Kekulé模型)
CH CH CH2 CH CH3
CH3 CH3
Байду номын сангаас
CH3
(2,4, 5)
(3) 命名
a.将母体名称放在取代基后面,称为X基X烷 b. “次序规则” “较优”取代基后列出 。 c.相同取代基合并表示。 d. 如果有几个不同的取代基时,把小的取代基名称写 在前面,大的写在后面;
CH2CH2CH3
1 2 3 45 6 7 8 9
第二章 烷烃
一、学习重点
1. 掌握烷烃的同系列和异构现象及命名原则 2. 掌握乙烷和丁烷的构象 3. 了解烷烃的性质,掌握自由基反应
的历程
•XNC CHEM
烷烃:指由碳和氢两种元素组成的饱和、开链有机 化合物。
•(一)烷烃的通式和构造异构 •(二)烷烃的命名 •(三)烷烃的结构 •(四)烷烃的物理性质 •(五)烷烃的化学性质 •(六)烷烃的主要来源和制法
• 同分异构体,同分异构现象,构造异构体
CH3 CH2 CH2 CH3
正丁烷
CH3 CH3 CH CH3
异丁烷
沸点:
-0.5 ℃
-11.73℃
同分异构体: 分子式相同的不同化合物称为同分异构体
构造异构体: 分子式相同,分子构造不同的化合物, 称为构造异 构体.
烷烃构造异构体的数目
碳原子数
1~3 4 5 6 7
(4) 支链的命名
CH3 CH3 C CH2 CH3
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH CH3 CH3
2-甲基-5-(1,1-二甲基丙基)癸烷 2-甲基-5-1,,1,-二甲基丙基癸烷
CH3
CH3
C1H3
CH
2
C3H2
CH
4
(一)烷烃的通式和构造异构
烷烃的通式为:CnH2n+2,n为碳原子个 数。
例如:
H HCH
H
HH HCCH
HH
HHH HCCCH
HHH
HHHH HCCCCH
HHHH
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
同系列和同系物
同系列:通式相同,组成上相差“CH2”及 其整倍 数的一系列化合物。 同系物:同系列中的各个化合物互为同系物。 系差:“CH2”称为系差。
比例模型 (Stuart模型)
甲烷
正丁烷
2、烷烃的构象
构象(conformation):由于围绕单键旋转而产生的分子 中的原子或基团在空间的不同排列形式。
烷烃的极限构象有两种: 交叉式(反叠式) antiperiplanar, ap 重叠式(顺叠式) synperiplanar, sp
H H H CH3
1。 2。 3。 4。
(乙)烷基
(1) 常见烷基
烷基是烷烃去掉一个氢原子剩下的基团,其通式为 CnH 2n+1 , 常用R-表示
CH3
甲基
CH3CH2
乙基
CH3CH2CH2 丙基
CH3CHCH3 异丙基
CH3CH2CH2CH2 CH3CHCH2CH3 (CH3)2CHCH2 (CH3)3C
新戊烷
(B)系统命名法
国际纯化学与应用化学联合会(international union of pure and applied chemistry)于1979年公布的命名 原则,简称IUPAC命名原则。 (1) 对于直链烷烃和普通命名法基本相同,仅不写正字。
Eg: CH3CH2CH2CH2CH2CH3 己烷
丁基
仲丁基
异丁基
叔丁基
(CH3)3CCH2 新戊基
(2) 常见亚烷基
CH2 亚甲基
CHCH3 亚乙基
CH2CH2 1,2-亚乙基
C(CH3)2 亚异丙基
CH2(CH2)4CH2 1,6-亚己基(或六亚甲基)
(2)烷烃的命名
(A)普通命名法(习惯命名法)
• 碳原子数用“天干”——甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、
CH2
CH3
(2) 由距离支链最近的一端开始编号.
1
CH3
23
45
CH CH CH CH2
CH3 CH3 CH CH3
CH3
6
CH2
7
CH3
若支链个数相同,则以支链位号加和最小的碳链 为主链。
1
CH3
2
3
4
CH CH CH2
CH3 CH3
5
6
CH CH3
CH3
(2,3, 5)
6
CH3
54 3
21