第四章___烷烃_自由基取代反应

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有机化学烷烃

7 6
3
5
2
4
3
2
1
C H
C H
C H C H
3
C H C H C H
2 2
C H C H
3
C H C H
3
C H
3
C H 3 2 , 3 , 5 - 三甲基 - 4 - 丙基庚烷
六个碳的主链上有四个取代基
六个碳的主链上有两个取代基
主链选最长；侧链当作基；编号近侧链；基位注在前。（6）若在主链的等距离两端同时遇到取代基且多于两个时，则要比较第二个取代基的位次大小，依次类推（使取代基位次之和最小）。 6 5 4 3 2 1 CH3 CH CH2 CH CH CH3
戊烷C6H14有3个构造异构体
• 戊烷可看成是正丁烷和异丁烷上的一个 H被甲基-CH3 取代的产物。
随着碳原子数的增加，异构体的数目增加很快
• • • • • •
己烷C6H14有5个构造异构体, 庚烷C7H16有9个构造异构体, 辛烷C8H18有18个构造异构体. C10H22有75个构造异构体. C13H28有802个构造异构体, C25H52有3679个构造异构体…
对简单烷基可以用普通命名法：烷变基
CH3
甲基 Methyl (Me)
CH3CH2
乙基 Ethyl (Et)
CH3CH2CH2
（正）丙基 Propyl (Pr)
CH3CHCH3
异丙基
Isopropyl (i-Pr)
CH3 CH3
CH3CH2CH2CH2— CH3CHCH2CH3 CH3CHCH2— CH3-C— CH3
3、系统命名原则 1）选主链（母体）和取代基
•选择主链 ——把构造式中连续的最长碳链作为母体

烷烃的自由基取代反应

烷烃的自由基取代反应自由基取代反应是有机化学中一类重要的反应类型。

烷烃是碳氢化合物的一种，由于其分子结构中只含有碳和氢两种元素，因此烷烃的反应性较低。

然而，通过引入自由基反应剂，可以使烷烃发生自由基取代反应，从而引发一系列有机反应。

自由基取代反应是指烷烃分子中的氢原子被自由基取代剂（如卤素、过氧化氢等）所取代的反应过程。

这类反应通常发生在光照、加热或引发剂的作用下。

典型的自由基取代反应包括氯代烷烃的制备、烷烃的氯化、烷烃的卤素化等。

以氯代烷烃的制备为例，氯代烷烃是一类重要的有机化合物，广泛应用于有机合成、医药、材料等领域。

常见的氯代烷烃制备方法之一就是通过自由基取代反应实现。

在反应中，以氯气为氯源，通过光照或热照射等条件，使烷烃中的氢原子被氯原子取代，生成氯代烷烃。

烷烃的氯化反应是另一种重要的自由基取代反应。

在氯化反应中，以氯化亚铁等作为引发剂，通过加热或光照等条件，使烷烃中的氢原子被氯原子取代，生成氯代烷烃。

这种反应常用于制备氯代烃烃类溶剂、药物合成中间体等。

除了氯代烷烃的制备和氯化反应外，烷烃还可以通过自由基取代反应进行卤素化反应。

卤素化反应是指在烷烃中引入卤素原子的反应过程。

常见的卤素化反应有氯代烷烃的卤素化、溴代烷烃的卤素化等。

这些反应通常在光照或加热条件下进行，通过自由基取代反应实现。

自由基取代反应具有一定的选择性和反应条件的灵活性。

通过调节反应条件和反应剂的选择，可以实现对烷烃分子中不同位置的取代。

例如，在氯化反应中，通过控制反应温度和反应剂的浓度，可以实现对烷烃分子中不同位置氢的取代。

这为有机合成提供了一种灵活的方法。

烷烃的自由基取代反应是有机化学中的重要反应类型。

通过引入自由基反应剂，可以使烷烃发生取代反应，生成具有不同官能团的有机化合物。

这类反应具有一定的选择性和适应性，可以通过调节反应条件和反应剂的选择实现对烷烃分子中不同位置的取代。

自由基取代反应在有机合成、医药、材料等领域具有重要应用价值。

有机化学方程式汇总烷烃的卤代反应

有机化学方程式汇总烷烃的卤代反应烷烃是有机化合物中最简单的一类，其分子中仅含有碳和氢原子。

烷烃的卤代反应是有机化学中的一类重要反应，它指的是将烷烃中的氢原子替换为卤素原子，如氯、溴或碘。

这类反应在工业生产和实验室合成中经常被使用，对合成具有特定功能的有机化合物具有重要意义。

本文将汇总和讨论一些典型的烷烃卤代反应。

一、氯代反应1. 单质氯与烷烃反应由于氯在常温下即可与烷烃反应，因此其反应速度较快。

例如，甲烷与氯气反应生成氯代甲烷(CH3Cl)：CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl2. 亲电取代反应在亲电取代反应中，烷烃分子中的氢原子被一个亲电试剂取代。

典型的例子是环状烷烃的氯代反应。

例如，环己烷与氯化亚铁反应生成氯代环己烷：C6H12 + FeCl2 → C6H11Cl + FeCl3二、溴代反应1. 单质溴与烷烃反应单质溴与烷烃的反应速度相对较慢，但可以通过加热或紫外光照射来加快反应速度。

例如，乙烷与溴反应生成溴代乙烷：C2H6 + Br2 → C2H5Br + HBr2. 自由基取代反应自由基取代反应中，烷烃通过自由基反应生成卤代烷。

该反应通常需要引发剂的存在，并以光照或加热为触发条件。

例如，甲烷与溴反应生成溴代甲烷：CH4 + Br2 → CH3Br + HBr三、碘代反应碘化物对烷烃的取代反应速度较慢，通常需要高温或者催化剂的存在。

例如，正丁烷与碘反应生成碘代正丁烷：C4H10 + I2 → C4H9I + HI总结：烷烃的卤代反应是有机化学中重要的合成手段之一。

通过适当的方法和条件，可以将烷烃中的氢原子替换为卤素原子，得到具有特定功能的有机化合物。

其中，氯代反应、溴代反应和碘代反应是常见的烷烃卤代反应类型。

了解和掌握这些反应机理和适用条件，对于有机合成的设计和实践具有重要指导意义。

以上是有机化学方程式汇总烷烃的卤代反应的内容。

通过对单质氯、单质溴以及各种亲电试剂的应用，我们可以实现对烷烃的卤代取代反应。

自由基取代名词解释

自由基取代名词解释
自由基可以简单理解为不带电基团.
自由基取代反应则是以这些基团为单位的取代反应.
取代反应可以理解为AB+C=A+BC.其中都为自由基.
自由基取代反应：
在自由基卤化反应（英语：free radical halogenation）中，自由基取代的发生和卤素试剂及烷烃取代基有关。

另一个重要的自由基取代基是芳基，其中一个例子是Fenton试剂（英语：Fenton"s reagent）产生苯环羟化的反应。

在有机化学中许多氧化和还原反应有自由基的中间产物，例如羧酸与铬酸反应产生醛类的氧化。

偶联反应也可以被视为自由基取代。

某些芳香的取代反应是由自由基亲核芳香取代反应（英语：radical-nucleophilic aromatic substitution）来达成。

自动氧化是造成涂料及食品劣化的原因，实验室中会因为自动氧化产生过氧化乙醚（英语：diethyl ether peroxide），也是实验室危害的原因之一。

更多自由基取代反应:：
Barton-McCombie去氧反应，是用氢离子去取代羟基。

沃尔–齐格勒溴化反应反应涉及烯烃的烯丙基溴化反应。

汉斯狄克反应从羧酸的银盐转换成烷基卤化物。

Dowd–Beckwith扩环反应反应涉及β-酮酯的扩环反应。

Barton反应涉及亚硝酸盐变成亚硝基醇。

Minisci反应（英语：Minisci reaction）是羧基以银盐反应产生烷基自由基，并与芳香族化合物反应产生的取代反应。

第四章烷烃自由基取代反应

键解离能平均键能和自由基
1、键解离能和自由基稳定性
键的解离能: 某一键断裂所吸收的热量, 是键解离反应的焓（ ΔHο反应热），用 DHο 表示，如： CH3－H → CH3 ·＋ H · ΔHο＝ DHο＝＋ 439.3 kJmol－1
1
CH3CH2－ H → CH3CH2 ·＋ H · CH3CH2CH2－H → CH3CH2CH2 ·＋ H · （ CH3 ）2CH－H → （ CH3 ）2CH · ＋ H ·
甲烷氯化的反应热如下所示：
（1） Cl2 （+242.7 ) （2）Cl · CH4 ＋ (＋439.3 ) （3）CH3· Cl2 ＋ CH3· HCl ＋ (－ 431.8) CH3Cl ＋ Cl · ΔHο＝（＋439.3 ）＋（－431.8）＝ + 7.5 kJmol－1 ΔHο ＝ (+ 242.7）＋（－355.6） 2Cl · ΔHο＝ + 242.7 kJmol－1
第四章烷烃自由基取代反应
一、烷烃的结构
Alkanes: CnH2n+2 (通式，同系列，同系物) Cycloalkanes: CnH2n
H 109.5° H H H C： sp3 杂化键角：109.5 ° C C C 平均键长： 154 pm H 平均键长：107 pm
甲烷的伞形式表示法
二、烷烃的结构特点 1、非极性分子，偶极矩为0 2、在运动中可以产生瞬时偶极矩 3、分子间有色散力（瞬时偶极矩间的相互作用）、vander waals 引力
一步反应 A + BC [A---B---C] 过渡态 AB + C
二步反应 A + B 反应物 C 中间体 D 产物

第四章烷烃与环烷烃(新)

正丁烷绕C2－C3σ键旋转的构象
正丁烷C2—C3 s键旋转能量图如下：
从正丁烷的能量曲线图可见，4种构象的稳定性次序是：
随着正烷烃碳原子数的增加，它们的构象也随之而复杂，但其优势构象都类似正丁烷，是能量最低的对位交叉式。因此，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。
思考题预测2，3-二甲基丁烷在室温下进行氯代反应时，所得各种一氯代产物的得率之比。
烷烃的溴代反应生成相应的溴代物。溴代反应3°、2°、1°氢原子的相对反应活性比为 1600:82:1。
卤代反应所用的卤素不同或反应条件不同，各种异构体产物的相对数量有着显著的差异。
丙烷1o、2o 氢氯代能
量图
受体：指对特定的生物活性物质（包括药物、激素等）具有识别能力，并可选择性结合的生物大分子。
四．烷烃的物理性质有机化合物的物理性质，一般是指物态、沸点、熔点、密度、溶解度、折光率、旋光度和光谱性质等。烷烃同系物的物理性质常随碳原子数的增加，而呈现规律性的变化。
烷烃的沸点、熔点、密度随碳数变化
☆链终止（chain-terminating step）：清除自由基
两个活泼的自由基相互结合，生成稳定的分子或加入少量能抑制自由基生成或降低自由基活性的抑制剂，使反应速率减慢或终止反应。
★甲烷氯代反应的机制不仅适用于甲烷的溴代反应，而且也适用于其他烷烃的卤代反应，甚至还适用于分子中含有类似烷烃结构的许多非烷烃化合物。
卤代反应（halogenation reaction):烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代的反应。
1．甲烷的卤代
在紫外光照射或高温250～400℃ 的条件下，甲烷和氯气混合可剧烈地发生氯代反应，得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷（四氯化碳）和氯化氢的混合物。

第4章烷烃自由基取代反应

A
B
A + B
这种由于分子经过均裂产生自由基而引发的反应称为自由基型反应。这种由于分子经过均裂产生自由基而引发的反应称为自由基型反应。
2Cl
+ H3C
H
H3CCl + HCl
2. 离子型反应化学键断裂时原来的一对成键电子为某一原子或基团所占有，化学键断裂时原来的一对成键电子为某一原子或基团所占有，这种断裂方式称为异裂（断裂方式称为异裂（heterolysis）。异裂产生正离子（cation）和负离）异裂产生正离子（）子（ anion）。有机反应中的碳正离子和碳负离子只有瞬间寿命，也）有机反应中的碳正离子和碳负离子只有瞬间寿命，是活性中间体的一种。是活性中间体的一种。
自由基取代反应
预备知识
（1）有机反应及分类（2）有机反应机理（3）热力学和动力学（4）过渡态理论（5）反应势能图
预备知识
（1）有机反应及分类）
在一定的条件下，有机化合物分子中的成键电子发在一定的条件下，有机化合物分子中的成键电子发生重新分布，原有的键断裂，新的键形成，生重新分布，原有的键断裂，新的键形成，从而使原有的分子中原子间的组合发生了变化，新的分子产生。的分子中原子间的组合发生了变化，新的分子产生。这种变化过程称为有机反应有机反应（种变化过程称为有机反应（organic reaction）。）
苯甲基自由基
CHCH2 > (CH3)3C > (CH3)2CH
三级丁基自由基异丙基自由基
烯丙基自由基
> CH3CH2 > CH3
>
乙基自由基甲基自由基苯基自由基
两点说明

第四章烷烃自由基取代反应

3. 有机反应的分类
按反应时键断裂和生产的方式：自由基型、离子型、协同亲电反应：决进攻而发生的反应。协同反应：旧键的断裂与新键的生成都相互协调地在同一步骤中完成。按反应物和生成物的结构关系：酸碱（acid-base）、取代（ substitution reaction）、加成（addition reaction）、消除（elimination reaction）、重排（ rearrangement reaction）、氧化还原（ oxidation and reduction）、缩合（ condensation）。
→ R3COOH + R3C·
过氧化物易产生爆炸的原因： -O-O-键是个弱键，在适当温度下很容易分解，产生自由基，自由基引发链反应，产生大量自由基，促使反应很快进行，并放出大量热。
10. 烷烃的硝化
烷烃与硝酸或四氧化二氮进行气相（400~450℃）反应，生成硝基化合物（RNO2）。硝基烷烃可以转变成多种其他类型的化合物，如胺、羟胺、腈、醇、醛（Nef 反应）、酮及羧酸等。硝基烷烃在工业上是很有用的溶剂，例如溶解醋酸纤维、假漆、合成橡胶以及其他有机化合物。低级硝基烷烃都是可燃的，而且毒性很大。
6. 自由基反应
自由基碳呈 sp2 杂化（碳正离子 P 248 也是一样；碳负离子一般为 sp3 杂化，中的一对负电子占用的轨道会对其他 σ 轨道有排斥，而成三角锥形，即这对负电子占有一个 sp3 杂化轨道）， p 轨道被一个孤电子占据。在同系列中第一个化合物往往是比较特殊的。解离能越低的碳自由基越稳定。数据表明断裂 C-C 键所需的能量比 C-H 键小，因此 C-C 键易断同时还可以看出断裂 CH3CH2CH2CH3 中 C-C 键，形成两个 CH3CH2· 时H 最小，说明大分子在中间断裂的机会是比较多的。慢引发，快增长，速终止，有转移。自由基反应的特点是没有明显的溶剂效应，酸、碱等催化剂对反应也没有明显影响当反应体系中有氧气（或有一些能捕捉自由基的杂质存在，如下）时，反应往往有一个诱导期。所以自由基反应要做到防水防氧防铁。

第4章环状烃

18 18
2）加卤素
四川大学化学学院四川大学化学学院
19 19
3）加卤化氢
3 2 2
环丙烷的烷基取代物与HX开环加成, 环的开裂总是在含最多H和最少H的碳原子间进行, 氢加到含氢多的碳原子上。
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20 20
用简单化学方法区别下列各组化合物？
1. CH3(CH2)3CH3; CH3CH2CH=CHCH3；
反-1,3-二甲基环戊烷 trans-1,3-dimethylcyc
命名下列化合物：
7 2 1 1 1 2
(1)
(2)
(3)
(4)
(1) 2-甲基-7-乙基螺[4.4]壬烷 (2) 1-甲基二环[2.2.0]己烷 (3) 1-甲基-1-环丁基环丁烷 (4) 2-甲基-1,3-环己二烯
30 30
取代环己烷的构象分析甲基环己烷
空间张力
(95%) 甲基在e键
-7.5kJ/mol
甲基在a键 (5%)
弱的斥力
取代基在e键上的构象为优势构象（稳定构象）。
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31 31
叔丁基环己烷
a
< 0.1%
e
99.9% (优势构象)
取代基团越大，e键的优势构象越明显。
空间张力
H
扭转张力
H H
1
183pm
4 3 2
HH 2
3
1
H
4 5
6 HH
5
6
H
H
H
H
透视式
Newman 投影式
船式（重叠式）
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27 27

(三)有机化学基本反应

➢ 端炔生成甲基酮 ➢ 遵守Markovnikov规则 ➢ 乙炔生成乙醛
机理
炔烃水合反应在合成上的应用
烯炔：叁键比双键易水合
4）硼氢化/氧化（Hydroboration/Oxidation） of Alkynes
2、亲核加成反应
炔键易亲核加成
3、炔烃的加氢与还原
1）催化氢化
普通催化剂
异构烷烃较直链烷烃稳定，支链愈多愈稳定。
2. 卤代反应氯代和溴代反应
甲烷的氯代反应
hvor CH4 + Cl2
CH3Cl + CH2Cl2 + CHCl3 + CCl4 + HCl
hvor CH4（过量）+ Cl2
hvor CH4 + Cl2（过量）
CH3Cl + HCl CCl4 + HCl
NBS 溴代：
N-溴代丁二酰亚胺（NBS）在自由基引发剂如过氧化苯甲酰存在下溴代烯丙位氢。
2）氧化反应氨氧化:
丙烯腈是合成纤维、树脂、橡胶等的重要原料。
5、共轭二烯的化学反应
1）共轭加成（1, 4-加成）
• 低温：1, 2-加成活化能低, 速度快, 是速度 (动力学) 控制. • 高温：1, 4-加成产生较稳定的产物, 是平衡(热力学)控制.
氯代反应的选择性
C H 3 C H 2 C H 3
C l2
C l
C H 3 C H 2 C H 2C l +C H 3 C H C H 3
h v , 2 5 o C
4 5 %
5 5 %
选择性：2˚ H : 1˚ H ≈ 4 : 1
C H 3 C H 3C H C H 3
C l2 hv , 25oC

《有机化学》(第四版)复习提纲

有机化学复习提纲《有机化学》（第四版）第一章绪论1、有机化合物的定义。

2、碳原子的SP、SP2、SP3杂化轨道的杂化原理和共价键的构成方式。

3、诱导效应的概念。

4、酸碱的概念。

第二章饱和烃：烷烃和环烷烃1、烷烃的命名。

脂环烃、桥环烃、螺环烃的命名方法。

2、环烷烃的环结构与稳定性的关系。

3、取代环已烷的稳定构象。

4、烷烃的卤代反应历程（自由基型取代反应历程）。

5、烷烃的卤代反应取向与自由基的稳定性。

6、脂环烃的取代反应。

7、脂环烃的环的大小与开环加成活性关系。

8、取代环丙烷的开环加成规律。

9、环烯烃的π键加成与α-氢的卤代反应区别。

第三章不饱和烃：烯烃和炔烃1、碳-碳双键、碳-碳三键的组成。

2、π键的特性。

3、烯烃、炔烃的命名；烯烃的Z，E-命名法，烯炔的命名。

4、烯烃、炔烃的加氢催化原理及其烯烃、炔烃的加氢反应活性比较。

5、炔烃的部份加氢——注意区分顺位部分加氢和反位部分加氢的条件或试剂。

6、何谓亲电加成？（烯烃中被亲电试剂进攻的不饱和碳上电子密度越高，亲电加成活性越大）7、烯烃、炔烃可以与哪些试剂进行亲电加成，这些加成有哪些应用。

8、烯烃亲电加成反应机理。

9、亲电加成反应规律（MalKovniKov规律）。

10、烯烃、炔烃与HBr的过氧化物效应加成及其规律。

（惟一只有溴化氢才能与烯烃、炔烃存在过氧化物效应，其它卤化氢不存在过氧化物效应。

）11、烯烃亲电加成与炔烃亲电加成活性的比较。

12、不同结构的烯烃亲电加成活性的比较——不饱和碳上电子密度越高的烯烃或越容易生成稳定碳正离子的烯烃，亲电加成反应的活性越大。

13、碳正离子的结构和碳正离子的稳定性之间的关系——正电荷越分散，碳正离子就越稳定。

14、烯烃经硼氢化—氧化水解在合成醇上的应用；炔烃经硼氢化—氧化水解在合成醛或酮上的应用。

15、碳-碳双键的α-碳上有支链的烯烃与卤化氢加成时的重排反应。

（P88）16、烯烃与次卤酸加成及加成规律。

炔烃与水加成及重排产物。

第4章烷烃和环烷烃

第4章
烷烃和环烷烃
Alkanes and cycloalkanes
烃的类别
烃（Hydrocarbons) 仅由C、H构成的有机化合物，有机化合物之母体。饱和烃：烷烃烯烃不饱和烃炔烃脂环烃苯型芳香烃非苯型芳香烃
脂肪烃烃芳香烃
链烃
环烃
内容提要一、烷烃的结构二、烷烃的物理性质三、烷烃的化学性质四、环烷烃
三、烷烃的化学性质
烷烃和环烷烃分子中的C-C、C-H都是σ键，极性小，键能大，因而烷烃的化学性质稳定。室温下，烷烃不与强酸、强碱、强还原剂 (Zn+HCl、Na+C2H5OH)、强氧化剂(KMnO4、K2Cr2O7) 起反应或反应很慢。
但高温、高压、光照或有催化剂存在时，烷烃可发生一些化学反应。这些反应在石油化工占有重要的地位。
各种氢的取代活性对应着各种碳所生成的自由基稳定性，次序为： 3°> 2° > 1° > · CH3
（2）卤代反应取向，烷基自由基的稳定性
自由基的构型和稳定性：
CH3
越稳定的自由基越容易形成
CH3CHCH3 397
~ ~ ~ ~
H
kJ/mol
C H
H
435 CH CH 3 2 410
CH3CCH3 CH3 381
原因：烷烃在结晶状态时，碳原子排列很有规律，碳链为锯齿形：
分子间距离紧凑，分子间力大，晶格能高
分子间距离松散，分子间力小，晶格能低
直链烷烃的熔点：
直链烷烃的熔点与碳原子数的关系图
② 烷烃的熔点变化除与分子量有关，还与分子的
形状有关。
对于分子式相同的同分异构体：
对称性越高，晶格能越大，m.p越高；

自由基取代机理

自由基取代反应是一种有机化学反应，其中自由基（具有未成对电子的分子或原子）被用来替代或添加到有机分子中的特定原子或基团。

这种反应通常发生在有机化合物中，而不是在无机化合物中。

自由基取代反应的机理可以因反应类型和底物的不同而有所不同，但通常包括以下步骤：
起始步骤：自由基取代反应的起始步骤通常涉及一个自由基的生成。

这可以通过不同的方法来实现，如热解、光解、辐射或化学引发剂的作用。

这个步骤会产生一个活跃的自由基。

自由基传递：生成的自由基会与底物中的一个特定原子或基团发生反应。

这个自由基传递步骤通常是反应的关键步骤。

自由基可以攻击底物中的碳、氢、氧或其他原子，取决于反应的类型。

形成中间体：在自由基传递步骤后，通常会生成一个反应中间体。

这个中间体可能是一个新的自由基，或者它可以通过与其他分子或自由基发生进一步反应而稳定下来。

末尾步骤：最后，中间体会发生进一步反应，以形成最终产物。

这个步骤可能包括去质子化、脱氧、脱卤等反应，具体取决于反应的类型。

需要注意的是，自由基取代反应通常是不选择性的，因为自由基可以攻击分子中的多个位置。

这可能导致多个不同的产物生成。

因此，在有机合成中，需要精心设计反应条件以控制反应的选择性和产物的产率。

自由基取代反应在有机合成中具有重要的应用，例如用于合成卤代烷烃、醇、醚、酮等化合物。

然而，由于其不选择性和复杂性，这些反应通常需要经过仔细优化和控制。

第四章烷烃自由基取代反应

偶数碳奇数碳
二沸点：沸点大小取决于分子间的作用力
（1）沸点一般很低（非极性，只有色散力）。（2）随相对分子质量增大而升高（运动能量增大，范德华引力增大） C1～C4: 气体 C5～C16: 液体 ≥C17：固体（3）相对分子质量相同、支链多、沸点低。（支链多，分子不易接近）
正戊烷 36.1℃
(提示和自学)
一、有机反应及分类
1. 有机反应：有机物分子中原有的某些化学键 (旧键)发生断裂，形成新的化学键(新键)的过程化学键的断裂有均裂和异裂两种方式，均裂产生自由基，异裂产生带正负电荷的阴阳离子，新键的形成是在旧键断裂后发生的，总反应经多步才完成。还有一种情况是，旧键的断裂和新键的形成同时协调地完成，反应过程中既没有自由基，也没有阴阳离子生成，反应一步完成。所以，有机反应按键的断裂有三种类型。
4氧气是自由基反应的抑制剂由化学键均裂引起的反应称为自由基反应双自由基三自由基反应的共性单自由基单自由基比双自由基稳定共性卤代反应分子中的原子或基团被卤原子取代的反应称为卤代反应第六节烷烃的卤化取代反应分子中的原子或基团被其它原子或基团取代的反应称为取代反应一甲烷的氯化反应式链引发链增长链终止h7
第四章烷烃自由基取代反应
RCOO-
-e电解
HO• + HO- + Fe3+
RCOO •
二、碳自由基的稳定性
CH2 CHCH2 H CH2 CHCH2 H
均裂
H=359.8kJ/mol (88kcal/mol)
共价键均裂时所需的能量称为键解离能。键解离能越小，形成的自由基越稳定。
碳自由基的稳定性: 重点
CH2 > CH2 CHCH2 > (CH3)3C > (CH3)2CH

烷烃的取代反应方程式

烷烃的取代反应方程式烷烃是一类碳氢化合物，由于其分子结构简单，化学性质稳定，因此在有机化学中具有重要的地位。

烷烃的取代反应是有机化学中的基础反应之一，本文将从反应类型、反应条件、反应机理及实际应用等方面进行全面的介绍。

一、取代反应的类型1. 氢代取代反应氢代取代反应是指在烷烃分子中，一个或多个氢原子被其他原子或基团所取代的反应。

例如甲烷和溴在紫外光作用下发生氢代溴代反应：CH4 + Br2 → CH3Br + HBr2. 单取代反应单取代反应是指一个分子中只有一个氢原子被其他原子或基团所取代的反应。

例如乙烷和卤素在紫外光作用下发生单取代反应：C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HCl3. 多取代反应多取代反应是指一个分子中有两个或两个以上的氢原子被其他原子或基团所取代的反应。

例如丙烷和卤素在紫外光作用下发生多取代反应：C3H8 + Cl2 → C3H7Cl + HCl二、取代反应的条件1. 温度温度是影响取代反应速率的重要因素之一。

在一定范围内，温度升高会使反应速率增加。

但是当温度超过一定范围时，反应速率会减慢或停止。

不同的取代反应需要不同的温度条件。

2. 光照光照可以促进某些取代反应的进行。

例如氢代溴代反应和单取代反应都需要紫外光照射才能进行。

3. 催化剂催化剂可以提高某些取代反应的速率，降低活化能。

例如氧化铝、氯化铝等催化剂可以促进芳香族烃的烷基化和芳基化。

三、取代反应机理1. 自由基机理自由基机理是指在一个分子中，一个氢原子被另一个原子或基团所取代时，中间产生了自由基并参与了整个反应过程。

以甲烷和溴为例，甲烷中一个氢原子被溴所取代：CH4 + Br2 → CH3Br + HBr其中CH3Br是中间产物，整个反应过程如下：2. 电子对机理电子对机理是指在取代反应中，一个原子或基团通过共价键与烷烃分子中的一个氢原子形成一个新的共价键，同时另外一个原子或基团通过孤对电子与该烷烃分子中的另一个碳原子形成新的共价键。

第四章烷烃

(CH3)3CCH2
叔丁基
丁基
新戊基
(2) 常见亚烷基
CH 2 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)
庚、辛、壬、癸和十一、十二……等数目字表示。
• 碳原子数用“天干”字——甲、乙、丙、丁、戊、己、
CH3CH2CHCH3 s-butyl (CH3)2CHCH2(CH3)3Ci-butyl t-butyl
多个取代基表示：在取代基前加词头 di表示两个取代基例如：二乙基 diethyl tri表示三个取代基例如：三乙基 triethyl tetra表示四个取代基例如：四乙基 tetraethyl
(三)烷烃的物理性质
•状态
一般C4以下的直链烷烃是气体，C5-C16的烷烃是液体，大于C17的烷烃是固体。
•沸点(b.p.)
直链烷烃的沸点一般随相对分子质量的增加而升高。碳原子数相同时，含支链多的烷烃沸点低。
CH3
CH2 CH2 CH2 CH3 CH3
68.95℃
CH3
CH CH2 CH2 CH3 CH3
四个sp3杂化轨道以碳原子为中心，分别指向正四面体的四个顶点，这样的空间排布，成键电子之间排斥力最小、最稳定。
（2）烷烃分子结构例如甲烷，碳原子的四个sp3杂化轨道与氢原子的1s轨道在对称轴方向交盖形成四个σ 键。
甲烷
乙烷分子中有六个C－Hσ键和一个 C－Cσ键。
乙烷
（3） σ键的特性:
烷烃构造异构体的数目
碳原子数
1~3 4 5 6 7

取代反应的特征

取代反应的特征取代反应的特征取代反应是有机化学中非常重要的一种反应类型，它可以用来合成新的有机分子，同时也可以用来改变已有分子的结构和性质。

在这篇文章中，我们将讨论取代反应的特征，包括它的定义、分类、机理、影响因素以及实际应用等方面。

一、定义取代反应是指在有机分子中发生原子或基团之间的交换，从而形成一个新的化合物。

这种交换可以是通过化学键断裂和形成来实现的，也可以是通过自由基或离子中间体来实现的。

根据原子或基团之间交换方式不同，取代反应可以分为三类：氢代取代、自由基取代和亲核取代。

二、分类1. 氢代取代氢代取代是指一个氢原子被另一个原子或基团所替换的反应。

最常见的氢代取代反应就是卤素与烷烃发生置换反应，生成卤代烷。

例如：CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl2. 自由基取代自由基取代是指通过自由基中间体来实现原子或基团之间交换的反应。

这种反应通常需要外部能量的作用，比如光或热。

最常见的自由基取代反应就是卤素与烯烃发生加成反应，生成卤代烷。

例如：CH2=CH2 + Cl2 → CH2ClCH2Cl3. 亲核取代亲核取代是指通过亲核试剂来实现原子或基团之间交换的反应。

这种反应通常需要在有机溶剂中进行，并且需要存在一个强电子吸引基团或离子中间体来促进反应。

最常见的亲核取代反应就是卤素与醇发生置换反应，生成醚。

例如：C2H5OH + HBr → C2H5Br + H2O三、机理1. 氢代取代机理氢代取代通常发生在碳原子上，因为碳原子可以通过共价键连接到四个不同的基团上。

在氢代取代中，一个卤素原子会攻击一个碳原子上的氢原子，将其替换掉，并且同时生成一个卤化物离子和一个质子。

2. 自由基取代机理自由基取代通常发生在双键上，因为双键可以提供两个自由基进行加成反应。

在自由基取代中，一个卤素自由基会攻击一个烯烃分子上的双键，形成一个自由基中间体。

然后，这个自由基中间体会再次被卤素自由基攻击，从而生成一个卤代烷。

邢大本课后光盘-基础有机化学大纲（第三版）

此文档系网络下载请勿用于商业邢其毅(1911—2002)，字孟符，汉族。

出生于天津，原籍贵州省贵阳市。

其父邢端，字蛰人，别号冕之，是贵州省清末光绪三十年(1904年)最后一位年轻的翰林，也是著名的书法家，光绪三十一年(1905年)曾留学日本。

邢其毅的青年时代，是处于国内军阀混战，列强侵略，中央政府丧权辱国、民不聊生之际。

在双亲的熏陶、教育下，不仅于文史之学有深厚之功底，并认定从事科学教育工作，特别是扎扎实实地研究基础科学，是救国的必由之路。

（一）基础有机化学教学大纲综合大学化学系使用的有机化学教学大纲第一次是于1980年在长春制订的，当时规定的教学时数为129学时（讲授120学时，机动9学时），第二次于1982年于宜昌召开的部属综合性大学理科化学系课程结构研讨会上讨论确定，总的教学时数减为108学时，并对原大纲内容作了部分调整。

经过多年的实践，我系基础有机化学的教学总时数为90学时，在2004年以前，采用的教材是邢其毅、徐瑞秋、周政、裴伟伟编写的“基础有机化学”（第二版）上、下册，该书是根据1977年教育部在武昌召开的高等学校理科化学教材会议精神编写的，第一版于1980年由高等教育出版社出版（该书曾获国家优秀教材奖）。

第二版于1993年由高等教育出版社出版（该书于1997年获国家教委科技进步二等奖）。

从2005年9月开始，将采用的教材是邢其毅、裴伟伟、徐瑞秋、裴坚、编写的“基础有机化学”（第三版）上、下册，与平行的教材相比，该书的内容十分丰富，具有一定的深度。

地位和作用基础有机化学历来是化学系的四大门基础课之一。

相对于其它三门基础课而言，有机化学发展异常迅速。

新的有机化合物不断涌现。

这些层出不穷的有机化合物不仅带动了有机学科本身的发展，也成了其它化学学科的研究对象，因此，无论从事化学哪一个领域的工作，都必须具备有机化学的基础知识。

而新的有机反应、新的有机研究领域也在不断产生，它们使有机化学的面貌日新月移，气象万千。

烷烃特征反应

烷烃特征反应烷烃的特征反应主要包括取代反应、裂化反应和热裂反应。

1. 取代反应烷烃的特征反应是取代反应，其中最典型的是卤代反应。

在光或加热的条件下，烷烃中的氢原子可以被卤素原子取代，生成卤代烷。

例如，甲烷与氯气在光照的条件下发生反应，生成氯甲烷和氯化氢：CH4 + Cl2 →CH3Cl + HCl这个反应是一个自由基反应，其中氯气在光照的条件下分解成氯原子和氯离子。

然后，氯原子与甲烷反应生成氯甲烷和氢离子。

这个反应是链式反应，可以继续进行，直到达到平衡状态。

除了卤代反应外，烷烃还可以发生磺化、硝化等取代反应。

2. 裂化反应当烷烃在隔绝空气的条件下加热到300-400℃时，会进行裂化反应。

在裂化反应中，长链烷烃会断裂成较小的烃分子，如乙烯、丙烯等。

例如，乙烷在300℃时会裂解成乙烯和乙烷：C2H6 →C2H4 + H2这个反应也是一个自由基反应，其中乙烷在高温下分解成乙烯和氢气。

这个反应也是链式反应，可以继续进行，直到达到平衡状态。

裂化反应在工业上具有重要意义，因为可以通过裂化反应将长链烷烃转化为较小的烃分子，从而得到更多的烯烃。

3. 热裂反应在更高的温度下（约700℃），烷烃还会发生热裂反应。

在热裂反应中，烷烃会断裂成小分子烃和氢气。

例如，甲烷在700℃时会热裂成甲烷和氢气：CH4 →C + 2H2这个反应也是一个自由基反应，其中甲烷在高温下分解成碳和氢气。

这个反应也是链式反应，可以继续进行，直到达到平衡状态。

热裂反应在工业上也有重要意义，因为可以通过热裂反应将长链烷烃转化为小分子烃和氢气，从而得到更多的烯烃和氢气。

第四章___烷烃_自由基取代反应

有机化学 烷烃

烷烃的自由基取代反应

有机化学方程式汇总烷烃的卤代反应

自由基取代名词解释

第四章 烷烃 自由基取代反应

第四章烷烃与环烷烃(新)

第4章烷烃自由基取代反应

第四章 烷烃自由基取代反应

第4章 环状烃

(三)有机化学基本反应

《有机化学》(第四版)复习提纲

第4章 烷烃和环烷烃

自由基取代机理

第四章烷烃自由基取代反应

烷烃的取代反应方程式

第四章 烷烃

取代反应的特征

邢大本课后光盘-基础有机化学大纲（第三版）

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有机化学烷烃

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第4章环状烃

第4章烷烃和环烷烃

第四章烷烃