有机化学(第9版)第四章 烷烃与环烷烃

反-1,3-二甲基环戊烷 trans-1,3-dimethylcyclopentane
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
二、结构与稳定性
成键角度与杂化轨道产生偏差会产生角张力，偏差越大，角张力越大，环越不 稳定。
环己烷 > 环戊烷 > 环丁烷 > 环丙烷 环烷烃稳定性
有机化学 （第9版）
二、构造异构和命名
烷烃的命名规则
（1）选择含有取代基最多的最长碳链为主链，按 主链所含碳原子数命名为某烷； （2）从靠近取代基的一端开始编号； （3）编号遵循依次最小原则； （4）相同基团合并写，不同基团按照“基团次序 规则”优先基团后列出。
2,4,4,6-四甲基辛烷 2,4,4,6-tetramethyloctane
有机化学 （第9版）
二、构造异构和命名
常见烷基的结构与名称
甲基 (-Me) methyl
乙基 (-Et) ethyl
丙基 (-Pr) propyl
异丙基 (iso-Pr) isopropyl
异丁基 (iso-Bu) isobutyl
仲丁基 (sec-Bu) secbutyl
叔丁基 (tert-Bu) tertbutyl
常见烷基的优先顺序：异丙基 > 异丁基 > 丁基 > 丙基 > 乙基 > 甲基
有机化学 （第9版）
二、构造异构和命名
基团次序规则（sequence rule） ➢ 直接相连的原子，序数大者优先； ➢ 直接相连的原子相同时，依次比较后面的原子，直至不同； ➢ 双键或叁键可看作两个原子连接2次或3次。
室温下，船式和椅式构象可以互相转变。
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
四、构象
（二）环己烷的构象
2. 椅式构象和船式构象的稳定性
(1) 椅式构象稳定性
230pm
椅式构象中既无角张力，又几 乎无扭转张力和空间张力，属 于优势构象。
链终止
有机化学 （第9版）
五、化学性质
（二）卤代反应
3. 烷烃卤代反应的取向
烷烃卤代反应的取向取决于烷烃的结构及卤素的活性
有机化学 （第9版）
五、化学性质
（二）卤代反应
4. 烷基自由基稳定性及构型
sp2杂化 甲基自由基
叔丁基自由基
自由基稳定性
第二节
环烷烃
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
核磁共振氢谱（1H-NMR）： δ 0.9～1.8
有机化学 （第9版）
五、化学性质
（一）稳定性
烷烃与强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂均不反应。
（二）卤代反应
1. 甲烷的卤代反应
有机化学 （第9版）
五、化学性质
（二）卤代反应
2. 卤代反应的机制 烷烃的卤代反应属于自由基链反应
链引发
链增长
卤素活性顺序：F2 > Cl2 > Br2 > I2
当烷基取代的环丙烷与HX作用时，碳环开环发生在连氢原子最多和连氢原子最 少的两个碳原子之间。氢卤酸中的氢原子加在连氢原子较多的碳原子上，而卤原子则 加在连氢原子较少的碳原子上。
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
四、构象
（一）环戊烷的构象
结构简式 CH4
CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3
中文 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
英文 hexane heptane octane nonane decane
结构简式 CH3(CH2)4CH3 CH3(CH2)5CH3 CH3(CH2)6CH3 CH3(CH2)7CH3 CH3(CH2)8CH3
三、构象异构
（二）丁烷的构象
丁烷构象的能量变化及稳定性
正丁烷C2—C3旋转时各种构象的能量曲线
有机化学 （第9版）
三、构象异构
（三）药物构效关系
药物分子的构象与药物作用效果存在一定的关系，通常优势构象具有更好的作用效果。
多巴胺 （抗震颤麻痹药）
对位交叉式
有机化学 （第9版）
四、物理性质
➢ bp、mp、密度：随C原子数↑而↑；
乙烷分子构象能量图
有机化学 （第9版）
三、构象异构
（二）丁烷的构象
丁烷的典型构象（绕C2—C3键轴旋转）
C2-C3键
对wenku.baidu.com交叉式
邻位交叉式
部分重叠式
全重叠式
有机化学 （第9版）
三、构象异构
（二）丁烷的构象
丁烷构象的能量变化及稳定性
➢ 对位交叉式：体积较大的甲基处于对位，相距最远，斥力最小，分子的能量最低，是优势 构象；
有机化学 （第9版）
四、构象
（二）环己烷的构象
3. 取代环己烷的构象分析
环己烷的碳氢键
6根平伏键 （e键，3上3下）
6根竖直键 （ a键，3上3下）
通过翻环作用，可实现a、e键 互换，但a、e 键的取向不变
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
➢ 烷烃支链↑ ， bp ↓ ；
➢ 烷烃对称性↑ ，mp↑；
➢ 正烷烃密度＜0.8g.cm-3 ；
➢ 烷烃易溶于有机溶剂，难溶于水。
直链烷烃熔、沸点与分子中碳原子数的关系
➢ 烷烃的波谱性质：
红外光谱（IR)：3000～2850 cm-1（C–H的伸缩振动，一般为强吸收）
1465～1340 cm-1（C–C的弯曲震动，吸收较弱）
（1）概念：连在伯、仲、叔碳上的氢。 （2）表示方法：1° H、2° H和3 °H。
有机化学 （第9版）
二、构造异构和命名
（一） 碳链异构
由于碳链结构不同而产生的同分异构现象。
C5H12
（二）命名
(正)戊烷 n-pentane
(异)戊烷 iso-pentane
(新)戊烷 neo-pentane
烷烃的命名通常分为普通命名法(common nomenclature)和系统命名法
环丙烷分子中的弯曲键
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
三、化学性质
催化加氢开环
环丙烷
丙烷
环丁烷
丁烷
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
三、化学性质
亲电加成
重点难点
掌握 烷烃及环烷烃的命名，烷烃及环烷烃的构象异构， 烷烃的卤代反应，环烷烃的开环加成反应。
熟悉 烷烃的理化性质，自由基反应的机制。
了解 药物构效关系及自由基作用在医学中的应用。
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
第一节
烷烃
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
四、构象
（二）环己烷的构象
3. 取代环己烷的构象分析
二取代取代环己烷的构象
顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷
顺-1,2-二甲基环己烷
较大基团位于e 键（优势构象）
反-1,2-二甲基环己烷 ee（优势构象）
四、构象
（二）环己烷的构象
3. 取代环己烷的构象分析
一取代取代环己烷的构象
e键取代为优势构象
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
四、构象
（二）环己烷的构象
3. 取代环己烷的构象分析
二取代取代环己烷的构象 二取代环己烷存在顺、反位置上的差异，需要具体分析。
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
谢谢观看
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
本章小结
1. 烷烃碳原子采取SP3杂化，分为伯、仲、叔、季四种类型。
2. 烷烃及环烷烃化合物的命名。 3. 烷烃在光照或加热条件下可进行自由基反应，反应活性与烷烃结构和卤素种类有关。 4. 环烷烃加热可发生氢化开环或亲电加成反应。 5. 烷烃存在构象异构，交叉式为稳定的优势构象，可以用锯架势和纽曼投影式表达。 6. 环烷烃存在椅式构象和船式构象，椅式构象为优势构象，较多取代基位于e键上的 取代为优势构象。
有机化学 （第9版）
一、命名
命名原则 （1）环碳原子的编号，应使环上取代基的位次最小； （2）有多个取代基时，应使它们的位次和最小； （3）书写名称时遵守基团次序规则； （4）存在顺反结构时，需标明在名称前。
1-甲基-3-乙基环己烷 1-ethyl-3-methylcyclohexane
顺-1,3-二甲基环戊烷 cis-1,3-dimethylcyclopentane
(systematic nomenclature)。
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
二、构造异构和命名
常见的烷烃
常见烷烃的结构及名称
中文 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
英文 methane ethane propane butane pentane
C, C, C
C, C, H C, H, H
C, C, H H, H, H
C, H, H
H, H, H
有机化学 （第9版）
三、构象异构
（一） 乙烷的构象
乙烷构象的表示
（1） 锯架式
（2） 纽曼投影式
重叠式
交叉式
重叠式
交叉式
有机化学 （第9版）
三、构象异构
（一） 乙烷的构象
乙烷构象的能量变化及稳定性
➢ 邻位交叉式：甲基处于邻位，相互距离比对位交叉式近，能量较对位交叉式高； ➢ 全重叠式：甲基及氢都各处于重叠位置，相互斥力最大，分子能量最高，是最不稳定的构
象； ➢ 部分重叠式：甲基和氢互相重叠，能量较高，但比全重叠式的能量低。
构象稳定性 对位交叉式 邻位交叉式 部分重叠式 全重叠式
有机化学 （第9版）
从这 里看
环戊烷较稳定的优势构象是离开平面 的碳原子上的氢原子与相邻碳上的氢 原子呈交叉式。
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
四、构象
（二）环己烷的构象
1. 椅式构象和船式构象
量能
椅式构象
船式构象
50.6KJ/M
半椅式构象
扭船式构象
➢ 交叉式构象中碳上氢彼此间相距最远，斥力最小，能量最低； ➢ 由交叉式转换至重叠式时，碳上氢彼此间距离越来越近，斥力
逐渐增大，分子内能逐渐升高； ➢ 重叠式构象中碳上氢彼此间距离最近，分子内能最高； ➢ 由重叠式转至交叉式时，碳上氢彼此间距离越来越远，斥力逐
渐增减小，分子内能逐渐降低。
结论： 交叉式构象是稳定的优势构象。
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
四、构象
（二）环己烷的构象
2. 椅式构象和船式构象的稳定性
(2) 船式构象稳定性
183pm
船式构象中虽无角张力，但存在较 大的空间张力和扭转张力，属于不 稳定的构象。
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
目录
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
第四章
烷烃和环烷烃
作者 : 张静夏
单位 : 中山大学
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
目录
第一节 烷烃 第二节 环烷烃
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
一、结构
1. 烷烃中碳原子均采用sp3杂化。
2. 烷烃分子存在C-H σ键和C-C σ键两种化学键。
甲烷的结构
乙烷的结构
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
有机化学 （第9版）
一、结构
3. 碳原子的类型 （1) 概念：按直接连接的碳原子的数目分为伯、仲、叔、季碳原子，又称为 一、二、三、四级碳原子。 （2）表示方法：1°、2°、3°和 4°。 4. 氢原子的类型