第三章 第一节 饱和烃生物标志物组合类型及地化特征(1)
饱和烃课件
药物合成
芳香烃在药物合成中扮演重要角色，许多药物都 含有芳香烃。
化学反应介质
芳香烃常被用作化学反应的介质，帮助控制反应 速度和选择性。
05
CATALOGUE
饱和烃的未来发展
新材料开发
新型高分子材料
利用饱和烃的化学性质，开发出性能优异的新型高分子材料，用于制造医疗器械 、航空航天器等高科技领域。
芳香烃通常是高熔点、高 沸点的无色或淡黄色晶体 ，具有特殊的气味和较高 的密度。
芳香烃的化学性质
芳香烃的化学性质较为活 泼，可以发生取代反应、 加成反应和氧化反应等。
03
CATALOGUE
饱和烃的合成与转化
烷烃的合成与转化
烷烃的合成
主要通过石油分馏和裂化反应获 得，也可通过生物发酵法合成。
烷烃的转化
烷烃常作为工业溶剂，用于溶解和 提取其他物质。
塑料生产
烷烃在塑料生产中发挥着重要作用 ，许多塑料是由烷烃制成的。
环烷烃的应用
润滑油
环烷烃是润滑油的重要成分，它 们有助于减少机械摩擦。
橡胶
环烷烃也是橡胶的成分之一，用 于制造各种橡胶产品。
热塑性塑料
某些环烷烃可以用于生产热塑性 塑料。
芳香烃的应用
染料和颜料
烷烃在催化剂作用下可进行裂化 、异构化、烷基化和脱烷基化等 反应，生成更小的烷烃或更复杂 的烃类。
环烷烃的合成与转化
环烷烃的合成
主要通过重整和芳烃的烷基化反应获得，也可通过烯烃的环化反应合成。
环烷烃的转化
环烷烃在催化剂作用下可进行脱烷基化、加氢、氧化等反应，生成更小的环烷 烃或更复杂的烃类。
芳香烃的合成与转化
生物标志化合物-油田讲课
②碳 数 分 布
在原始有机质中，正构烷烃液态烃碳数分布非常宽，可达C6－ C70，由于采用的抽提方法及分析仪器的限制，正构烷烃的碳数 分布的差异较大。以索氏抽提法和GC/MS仪器分析为例： 索氏抽提法一般使用的溶剂为氯仿（也有加入部分强极性溶剂） 或石油醚，其回流温度在80℃左右，在抽提过程和溶剂挥发定 量过程中，轻组分损失较大。一般可从n C10检测出。
①生物标志化合物是生物自身合成的 ②这些化合物具有稳定的基本碳骨架
③这些化合物能够提供一些重要信息
第一节 基本概念
生物标志化合物是生物自身合成的
这些化合物具有明显的生物母源可追溯：他们来源 于高等动物、陆生植物、水生植物、浮游动物以及 细菌微生物的机体；或者是这些机体中的生物先驱 物在热力、压力及其各种催化作用或微生物作用下， 经过复杂的化学、物理变化转化而来的。
第一节 基本概念
姥鲛烷（pristane）、植烷(phtane)、降姥鲛烷（norpristane）和法呢烷（farnesane）等系列类异戊二稀烷
烃（isoprenoids）等的前身物是叶绿素的α侧链植醇；
高碳数的藿烷来源于四羟基细菌烷脱羟基后经加氢还原的 产物；
桉叶油烷（eudesmane）来自高等植物β-桉叶油醇； 8β（H）补身烷（drimane）。是由锥满醇合成的，主要
0
柴达木盆地咸水湖相烃源岩(E)饱和烃GC-MS总离子流图
A b u n d a n c e T IC : M 5 .5 e + 0 7 5 e + 0 7 4 .5 e + 0 7 4 e + 0 7 3 .5 e + 0 7 3 e + 0 7 2 .5 e + 0 7 2 e + 0 7 1 .5 e + 0 7 1 e + 0 7 5 0 0 0 0 0 0 1 0 .0 0 T i e --> m 2 0 .0 0 3 0 .0 0 4 0 .0 0 5 0 .0 0 6 0 .0 0 C 3 9 7 0 .0 0 C 1 1 P r P h C 1 8 C 1 7 S 1 0 0 6 9 .D
有机化学 饱和烃
二、热裂解反应
1. 热裂：在高温及无氧条件下发生键断裂的分解反应。
CH3 CH CH2 H H CH3 CH2 CH2 H
交叉式
重叠式
①画一个圆圈表示离眼睛较远的碳原子，圆圈上三 等份圆周的短线表示这个碳原子上的三根σ键； ②圆心表示离眼睛较近的碳原子，由圆心到圆周三 等份的延长线表示这个碳上的 三根σ键。
4. 烷烃的构象(Conformation)
• 构象：由单键旋转所产生的分子中原子或基团在空 间的特定排列形式。 • 构象异构体(Conformers)：由单键旋转而产生的异 构体。 • 单键旋转会产生无数个构象，它们互为构象异构 体。
R
R
2 1
2
H
C H
1
2
H H
C C
2
H H
2
H
2
H
所以乙基和甲基相比，乙基为“较优”基 团，因此乙基应排在甲基之后
CH2CH3
<
CHCH3
1
2
3
CH3
CH2
CH CH2 CH3
4 CH CH3
5 CH2
6 CH2
7 CH3
4-甲基-3-乙基庚烷 （ ） 3-乙基-4-甲基庚烷（× ）
课堂练习 1.
一、氧化反应
1. 燃烧
用途：用作燃料（重要能源之一） 当体积比CH4∶O2（空气）= 1∶2（10）瓦斯爆炸 低级烷烃的蒸气和空气混合至一定比例时，遇到火花 会发生爆炸，这是煤矿中瓦斯爆炸。甲烷的爆炸极限 是5.53%—14%。
2.部分氧化（控制氧化）
R：C20～C30 代替动植物油脂制造肥皂
生产各种含氧衍生物：醇、醛、酸等
CH 次甲基 C CH3 次乙基
有机化学——饱和烃
普通环（5~7个C） 大环（12个C及以上）
依碳环数目分：单环、二环*或多环脂环烃 （螺环烃和桥环烃）
两环共用一个碳原子
两环共用两个或以上碳原子
单环烷烃通式：CnH2n，
异构现象：与C原子数相同的链单烯烃 互为同分异构体。见p36 当环上有两个或两个以上取代基连在不
CH2CH3
2 3 4 5 6 1 CH3CHCHCH2CH2CH3
CH3
3、 2,6-二甲基-3,6-二乙基辛烷
CH2CH3
1 2 3 4 5
CH3
6 7 8
CH3CHCHCH2CH2-C-CH2CH3 CH3 CH2CH3
*烷烃的结构
甲烷的结构模型 乙烷的结构模型
*烷烃的同分异构：分子式相同结构不同。
2 饱和烃
命名（重要）
烷烃
同分异构、构象 物理性质及其变化规律
化学性质及其反应历程
命名（单环）
环烷烃
化学性质
环己烷的一元、二元取代物的优势构象
*概 述
烃：分子中只含有碳和氢两种元素的有机物。
烷烃或环烷烃： 分子中C原子间都以单
键相连，其余价键都与H原子相连的有机物。
烷烃
通式：CnH2n+2
同系列：在组成上相差一个或多个CH2，且结构 和性质上相似的一系列化合物称同系列。
{
3）卤代反应
主要指氯代与溴代，不讨论氟与碘。
甲烷的氯代（反应机理、历程）
光或热
Cl-Cl
CH3-H +
· CH3 +
2Cl·
Cl·
Cl— Cl
①链引发 (均裂反应）
· 3 + HCl CH
高二化学饱和烃知识点总结
高二化学饱和烃知识点总结饱和烃是有机化合物的一种，其中所有碳碳键都是单键，并且碳原子与氢原子饱和连接。
在化学中，饱和烃的理解对于学习有机化学以及石油化工等领域具有重要意义。
本文将对高二化学中的饱和烃进行知识点总结，以帮助读者更好地理解和掌握该概念。
一、饱和烃的命名法饱和烃的命名法主要有以下几种：直链烷烃、支链烷烃、环烷烃等。
1. 直链烷烃是指所有碳原子按照一条直链排列的烷烃。
例如，甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）等。
2. 支链烷烃是指其中存在一些支链的烷烃。
支链通常由取代基（alkyl group）表示，例如，异丙基（isopropyl）、叔丁基（tert-butyl）等。
支链烷烃的命名需要确定主链、编号、选择取代基位置等。
3. 环烷烃是指具有环状结构的烷烃，环烷烃也可以存在支链。
例如，环己烷（C6H12）。
二、饱和烃的物理性质1. 饱和烃的密度较小，大多数饱和烃是气体或液体，少数是固体，例如甲烷是无色无臭的气体，蜡烷是白色固体。
2. 饱和烃的沸点随着碳原子数的增加而增加，烷烃的沸点比相应的烯烃和炔烃高。
3. 饱和烃通常不溶于水，但可以溶于非极性溶剂，如非极性有机溶剂和石油醚。
三、饱和烃的化学性质1. 碳碳单键的特性使得饱和烃相对稳定，不容易发生化学反应。
饱和烃通常只参与燃烧反应，燃烧反应是指饱和烃与氧气反应，产生二氧化碳和水，并释放大量能量。
2. 饱和烃可以通过加氢反应与氢气反应，例如，烯烃可以加氢生成相应的饱和烃。
3. 饱和烃在适当条件下可发生取代反应，取代反应是指饱和烃中的一个氢原子被其他原子或基团取代的反应。
例如，甲烷可以与氯气发生取代反应，生成氯代甲烷（CH3Cl）。
四、应用与实际意义1. 饱和烃是石油和天然气的主要成分之一，研究饱和烃有助于研究石油和天然气的产生、提取和利用。
2. 饱和烃是化学工业中的重要原料，广泛应用于制造塑料、合成纤维、燃料等领域。
3. 饱和烃的燃烧反应是我们日常生活中炉灶、汽车等燃烧设备的基础，研究饱和烃的燃烧有助于提高能源利用效率和环境保护。
饱和烃
C H2 C H3 C H3 母体
2,4-二甲基己烷 二甲基己烷
例2
例3
CH3
CH2
CH CH2 CH CH3 CH3
CH3
① 6
② 5
③ 4
④ 3
⑤ 2
⑥ 1
母体
CH3 CH CH2 CH CH CH3 CH3 CH3 CH3
有机化合物的分子组成相同而结构不同的现象——同分 同分 有机化合物的分子组成相同而结构不同的现象 异构现象，彼此互为异构体（ 异构现象，彼此互为异构体（isomer）。 异构体 ）。
1. 碳链异构（carbon chain isomerism） 碳链异构（ ）
如：戊烷有三种碳链异构
CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3 CH3 CH3 C CH3 CH3
他们的分子式和构造式如下： 他们的分子式和构造式如下：
名称 甲烷 分子式 CH 4 构造式 H H C H H H H 构造简式 CH 4
乙烷
C 2H 6
H C
C
H
CH3CH3
H H H H H 丙烷 C 3H 8 H C C C H CH3CH2CH3 H H H H H H H 丁烷 C4H10 H C C C C H CH3CH2CH2CH3 H H H H
普通命名法： 普通命名法： CH4 甲烷 methane， ， C3H8 丙烷 propane， ， C5H12 戊烷 pentane， ， C7H16 庚烷 heptane， ， C2H6 乙烷 ethane， ， C4H10 丁烷 butane， ， C6H14 己烷 hexane， ， C8H18 辛烷 octane。 。
第三章 生物标志化合物地球化学
第五节 萜类和甾类化合物
一、萜类化合物
现已从石油和岩石中检出多种类型的三环
二萜和五环三萜化合物。目前应用较广的主要 是五环三萜中的霍烷系列的化合物。 近代沉积物中，生物藿烷（ββ型）占优 势。在成岩作用中，ββ型生物藿烷逐渐变为 βα型莫烷，最终变为更稳定的αβ型藿烷。
藿烷系列，各种不同类型沉积有机质五环三萜 中已检出150种多种（细分），非藿烷系列，
二氢植醇经过脱水，加氢形成植烷。
K、E彼得斯等认为：对热成熟度低的样品，建
议不用Pr/Ph来描述古环境对生油窗内的样品，
高Pr/Ph比（＞3.0）指示着氧化条件下陆源有机 质输入，低比值（＜0.6 ）代表缺氧的通常是超
盐度环境。对Pr/Ph比在0.8~2.5范围内，建议如
无确切的资料不要把Pr/Ph作为古环境的标志。
（2）叶绿素植醇侧链是异戊二烯烃的主要来源
①叶绿素、藻菌素在微生物作用下分解、游离 出植醇； ②在成岩过程中植醇进一步转化形成植烷和姥 鲛烷； A．强还原条件下形成植烷为主（Pr/Ph＜1） B．弱氧化条件下形成姥鲛烷为主（Pr/Ph＞1） （3）来源于细菌隔膜 指来源于古细菌的细胞膜。
三、姥鲛烷和植烷形成的机理
达到异构化终点。
五环三萜化合物，以酸、烯、醇出现。
由五个六元环或四个六元环和一个五 元环组成，一般含有30个碳原子，除分布 于植物中外，在动物中也有分布，其中藿 烷最为典型，属五环三萜系列化合物。
通常稳定性序列:
17α21β；
17β21β＜17β21α＜
通常稳定性序列是：
17β21β＜17β21α＜17α21β；
（ 据 Tissot 等 ）
（据Tissot等）
第三节 异构和反异构支链烷烃
饱和烃
随着分子中碳原子数目的增加，异构体 的数目明显增加。
碳原子数
异构体数
碳原子数
异构体数
4 5 7 10
2 3 9 75
11 13 15 20
159 802 4347 366319
1° CH3
2° CH2
CH 3° 4° 3 CH C CH3
1° 1°
CH3 CH3
伯碳原子（一级碳原子） 与一个碳原子相连 仲碳原子（二级碳原子） 与二个碳原子相连 叔碳原子（三级碳原子） 与三个碳原子相连 季碳原子（四级碳原子） 与四个碳原子相连
热或过氧化物引起的。
在链传递阶段，每一步都是消耗一个活泼的 自由基，同时又生成了一个新的自由基。为下 一步反应产生一个新的活泼质点。 在链终止阶段，活泼质点被消耗，连锁反应 终止。
第二节
环烷烃
分子中具有碳环结构的烷烃称为环烷烃， 单环烷烃的通式为CnH2n
一、环烷烃的分类和命名
环烷烃按分子中碳环的数目可分为单环烷烃 和多环烷烃两大类型。 1．单环烷烃 只有一个碳环的烷烃属于单环烷烃。 单环烷烃分类： 小环（三、四元环），普通环（五-七元环）， 中环（八-十二元环），大环（十二元环以上）。
1,1–二甲基环丙烷
1–甲基–2–乙基环戊烷
为书写方便，上述结构式可以分别简化为：
CH3 CH3 CH3 CH3 CH2CH3
2.多环烷烃 含有两个或多个碳环的环烷烃属于多环烷烃。 多环烷烃分为桥环、螺环等。
（1）螺环 脂环烃分子中两个碳环共用一个碳原 子的称为螺环烃。
螺环烃的命名 命名时根据成环的碳原子总数称为螺某烷， 在螺、字后面的方括号中，用阿拉伯数字分别 标出两个碳环除了螺原子以外的碳原子数目， 将小的数字写在前面，大的数字写在后面，数 字间用下角圆点隔开。编号从小环中与螺原子 相邻的一个碳开始，经过螺原子编至大环。有 取代基时要使其编号较小。
南黄海中部海底沉积物饱和烃地球化学特征及物源判识
南黄海中部海底沉积物饱和烃地球化学特征及物源判识赵青芳;李双林;董贺平;贺行良;张生银【摘要】通过对南黄海中部海底表层沉积物饱和烃及生物标志物测试分析,研究了沉积物饱和烃及生物标志物的分子地球化学特征,进行了物源判识.结果显示,研究区表层沉积物正构烷烃系列有3种碳数分布模式:后峰型、双峰型和中间型.各地化指标说明沉积中有机质是混源输入的结果,以陆源高等植物贡献为主.沉积有机质是在海相缺氧的还原条件下沉积的.甾、萜烷中地质构型的化合物丰度高,反映了有机质低熟-成熟特征,推测研究区海底表层沉积物中有机质受人文活动或工业污染的可能性较小.【期刊名称】《石油天然气学报》【年(卷),期】2012(034)012【总页数】4页(P33-36)【关键词】沉积物;生物标志物;地球化学;南黄海中部【作者】赵青芳;李双林;董贺平;贺行良;张生银【作者单位】国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室,山东青岛266071;青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室,山东青岛266071;青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室,山东青岛266071;青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室,山东青岛266071;青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;中国科学院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】TE122.1南黄海是一个典型的半封闭型陆架海，在大地构造上属于扬子板块，是一个中、古生界和中生界的叠合、复合盆地[1]，在构造格局上呈“三隆两坳”的形态，即千里岩隆起、中部隆起、勿南沙隆起和北部坳陷、南部坳陷，是潜在的油气远景区[2]，油气资源主要来自南部坳陷和中部隆起南部[3]。
就陆架浅海海域而言，海洋沉积物中有机质主要以陆源输入主，如黄河携带的大量陆源物质是渤海沉积物中的有机质的重要贡献者[4]。
第三章 第一节 饱和烃生物标志物组合类型及地化特征(1)
第三章烃源岩可溶有机质生物标志物组成特征第一节饱和烃生物标志物组合类型及地球化学特征饱和烃生物标志物组成比较复杂，在原油和烃源岩中分布比较广的主要有正构烷烃、类异戊（间）二烯烷烃、环烷烃（甾、萜类化合物）等。
这些化合物的相对组成及分布特征取决于烃源岩有机组分的生源母质、沉积环境和成熟度等多种地质和地球化学因素。
因此，烃源岩中饱和烃生物标志物组合特征可以反映烃源岩中有机质的原始母质、沉积环境及演化程度。
不同层位或同一层位的泥岩，由于沉积环境的差别，地球化学特征也存在一定的差别，为了便于讨论不同层位或同一层位不同岩性组合的烃源岩的油源贡献，根据烃源岩的生物标志物组合特征，可将其划分为三大类型（MA、MB、MC）。
一、烃源岩生物标志物组合类型1．MA类MA类烃源岩正构烷烃碳数分布特征呈单峰态前峰型（或正态型，个别为双峰态前峰型），植烷（Ph）相对含量大于姥鲛烷（Pr）的相对含量，β-胡萝卜烷和伽马蜡烷相对含量中等～很高；ααα20RC27、C28、C29甾烷呈“V”型分布，部分样品中ααα20RC27甾烷含量接近于甚至大于ααα20RC29甾烷的含量。
表明烃源岩形成于湖水盐度较高的还原环境，有机质生源以低等水生藻类为主，有高等陆源植物生源贡献。
这类烃源岩中代表来源于藻类生物的规则甾烷与来源于原核生物细菌的藿烷系列化合物相比，具有一定的优势，这也反映了藻类生物生源的有机质占优势。
根据β-胡萝卜烷和伽马蜡烷的相对含量，MA类烃源岩可进一步划分为MA-I和MA-II 两亚类。
MA-I烃源岩中β-胡萝卜烷含量较高，伽马蜡烷含量中等～很高，主要分布在阜二段中部、阜四段上部和泰州组，以黑色、灰黑色和深灰色泥岩为主。
不同层段MA-I类烃源岩的主要差别在于，阜二段、泰州组烃源岩样品的C20、C21、C23三环萜烷含量较高，β-胡萝卜烷含量较高，而阜四段烃源岩样品的C20、C21、C23三环萜烷含量较低，β-胡萝卜烷含量相对较低。
长岭断陷火石岭组源岩饱和烃生物标志物地球化学特征
２ ２ 补 身 烷 ．
正构 烷 烃 组 成 特征 是 指 示烃 源 岩 有机 质 类型 、 成熟 度 最为直 观 的参 数指 标Ｌ ， １ 东岭 双 １ １ ２图 是 ］ ０ 井 火 石 岭组 泥岩 氯 仿 沥青 “ 的 ８ 量 色谱 图 ， 图 Ａ” ５质 从 上可以看出， 正构烷烃分布单前峰型， 碳数分布范围
＿ｆ、 一１
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２【 ｌ ２【 ）ｌ
百
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１０ ０ ℃～３ ０ １ ℃的 升 温速 率 为 ３ ｍ ｎ ３０ ℃／ ｉ， １ ℃恒 温 １ ．ｍｉ； 样 器温度 ３０ ， 气为 氦 气 ， ５５ ｎ进 ０℃ 载 流速 为 １ ． ０ｍｌ ｉ ， ４ ／ ｎ 扫描范围为 ５ － ５０ｍｕ 检测方式为多 ｍ ０－ ５ａ 。 ． 离 子扫 描 。 ２ 结 果与讨 论
龌 ］ ｌ ２ １ Ｋｌ 泥 岩 ０ ２ ２ｍ ｈ
．
．
．
．．
＿ｊ ｌＬ ｌ Ｊ
图 ４ Ｓ Ｏ 火 石岭 组 烃 源 岩 补 身 Ｉ １井 烷 系 列 质 量 色 谱 图 （ ｚ２ ） ｍ／１ ３
图 ５ Ｓ１１井 火石 岭 组 烃 源 岩三 环 、 环 ０ 四 萜烷系列质量色谱图 （ ｚ９） ｍ／ １１
度依然最高 ， 重排补身烷含量最低， ｃ 升补身烷 的
收稿 日期 ：０ １ ７ ９ ２ １ 一Ｏ —１
第1章饱和烃共98页
C H 4光 C 或 l2 C H 3 C l光 C l 或 2 C H 2 C l2光 C 或 l2 C H C l3光 C 或 l2 C C l4
21
2019/11/6
西南大学化学化工学院 张凤秀
游离基取代反应机理
C:lCl 光 2Cl 链引发
CH4 +Cl
CH3 + HCl
CH3 +C:lCl
CH2
CH2
CH CH2CH3
Ò »ù »·û±Íé
11
2019/11/6
西南大学化学化工学院 张凤秀
单环烷烃的命名
1、环上连有结构简单的烷基时， 以环为母体。
C2H5
CH3
C H (C H 3)2
C(CH3)3
1-乙基-1-叔丁基 环丙烷
H3C C2H5
1，3-二甲基-1-乙基 环丁烷
C H2C (C H 3)3
18
2019/11/6
西南大学化学化工学院 张凤秀
3、烷烃的化学性质
烷烃的化学性质很不活泼。在常温下，烷烃与强酸、强碱、强氧化 剂、强还原剂等都不易起反应
（1）氧化与燃烧
CH4 + O2
CO2+2H 2O+890 k-J1mol
CnH2n++232n+O21
nC2O +(n+H21O)+热能
锰盐
R C H 2 C H 2 R + O 2 １２０~１５０℃ R C O O H + R C O O H
相同组分而碳链的构造不同化合物互称为同分 异构体。比如：正戊烷。
3
2019/11/6
西南大学化学化工学院 张凤秀
饱和烃
2 2 2+2
3 2 3+2
4 2 4+2
烷烃的通式为CnH2n+2 。
4
CH2 H2C CH2
H2C H2C
CH2 CH2
H2C H2C
CH2
CH2 CH2
H2C H2C
CH2 CH2
CH2 CH2
环丙烷
环丁烷
环戊烷
环己烷
环烷烃的通式为CnH2n
通式----表示某一类化合物分子式的式子。 同系列----结构相似，而在组成上相差－CH2－的整数倍的一系列化合 物。 同系物----同系列中的各个化合物叫做同系物。 同系物化学性质相似，物理性质随分子量增加而有规律地变化。 举例：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷…均属烷烃系列。 环丙烷、环丁烷、环戊烷…均属环烷烃系列。 乙酸、丙酸、月桂酸、硬脂酸…均属脂肪酸系列。
3 命
名：2,5-二甲基-4-异丁基庚烷；
或 2,5-二甲基-4-(2-甲丙基)庚烷
28
用系统命名法命名下列化合物：
CH3-CH-CH3 CH3CH2CH-CH-CHCH3 CH2CH3CH3
2-甲基-4-乙基-3-异丙基己烷
29
2. 2.4 环烷烃的命名
(1) 单环烷烃的命名 ► 根据成环碳原子总数，称为“环某烷”；环上有取代基时，
烃——分子中只含有碳和氢两种元素的有机化合物。 烷烃——碳原子完全被氢原子所饱和的烃。 烃是有机化合物的母体。
饱和烃 开链烃(脂肪烃) 不饱和烃 烃 脂环烃( 环状烃 芳香烃( 烷烃 烯烃 炔烃 二烯烃
` `
` `
... ... )
CH 3
... ... )
3
第二章 2.1 烷烃和环烷烃的通式和构造异构
第三章 饱 和 烃
烷烃的熔点曲线
3、相对密度 烃类都比水轻，共相对密度都小于1 4、溶解度 烃类都不溶于水，能溶于有机溶剂。
20
六、 烷烃的化学性质 1、氧化反应 1)、完全氧化反应 作为燃料 CnH2n+2+
3 n+1 2
O2→ nCO2+(n+1)H2O + 热
2)、部分氧化反应 工业上制备含氧有机化学品 甲烷在一定的条件下可以制备甲醛：
10
三 烷烃的构型
构型： 具有一定构造的分子中的原子在空间的排布。
1、碳原子的四面体概念及分子模型 1874范特霍夫和勒贝尔同时提出了碳原子的四面体概念。
甲烷正四面体构型
11
2、碳原子的SP3杂化
碳原子的基态电子排布: 1S2、2S2、2Px1、2Py1、2Pz 按未成键电子的数目，碳原子应是二价的，但在烷烃 分子中碳原子确是四价的，且四个价键是完全相同的。 原因： 在有机物分子中碳原子都是以杂化轨道参与 成键的 ,在烷烃分子中碳原子是以SP3杂化轨 道成键的。
非键张力小
306
16
2、正丁烷的构象 丁烷绕C2及C3之间的σ键旋转的四种极限构象：
CH3 H H CH3 H H
CH3 H H CH3 H H
H3C CH3 H H H H
HCH3 H CH3 H H
全交叉式（反叠式）
斜交叉式（顺错式） 全重叠式（顺叠式） 部分重叠式（反错式）
扭转张 小 非键张力小
十一个碳原子以上用汉文表示，称“多少烷“ C12H26 十二烷 C20H42 二十烷 对于有异构体的烷烃，常以正、异、新来标记。 正己烷(n) CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
CH3 CH CH2 CH2 CH3 异 CH3
有机化学基础知识点整理功能团的分类和特点
有机化学基础知识点整理功能团的分类和特点有机化学是研究有机物质及其反应的科学。
在有机化学中，功能团是一组共有电子，拥有特定性质和反应的原子集合。
本文将介绍有机化学中常见的功能团的分类和特点。
1. 烃类功能团烃是由碳和氢元素组成的有机化合物。
根据碳原子间的连接方式和化学性质，烃可以分为饱和烃和不饱和烃两大类。
1.1 饱和烃饱和烃的分子中只含有碳碳单键和碳氢键。
最简单的饱和烃是甲烷（CH4），它只含有一条碳碳单键。
饱和烃中的碳原子都是通过碳碳单键连接在一起的。
1.2 不饱和烃不饱和烃分为烯烃和炔烃两类。
1.2.1 烯烃烯烃含有一个碳碳双键。
最简单的烯烃是乙烯（C2H4），它只含有一条碳碳双键。
烯烃中的碳原子有一个或多个碳碳双键。
1.2.2 炔烃炔烃含有一个碳碳三键。
最简单的炔烃是乙炔（C2H2），它只含有一条碳碳三键。
炔烃中的碳原子有一个或多个碳碳三键。
2. 醇类功能团醇是一类含有羟基（-OH）的有机化合物。
根据羟基的位置和个数，醇可以分为一元醇、二元醇、三元醇等。
2.1 一元醇一元醇的分子中只含有一个羟基。
最简单的一元醇是甲醇（CH3OH），它只含有一个羟基。
2.2 二元醇二元醇的分子中含有两个羟基。
最简单的二元醇是乙二醇（CH2OH-CH2OH），它有两个股氧基。
2.3 三元醇三元醇的分子中含有三个羟基。
最简单的三元醇是甘油（CH2OH-CHOH-CH2OH），它有三个羟基。
3. 酮类功能团酮是一类含有羰基（C=O）的有机化合物。
根据羰基的位置，酮可以分为内酮和外酮。
3.1 内酮内酮的羰基连接在一个碳链中，不位于末端。
最简单的内酮是丙酮（CH3-CO-CH3），它的羰基连接在两个碳原子之间。
3.2 外酮外酮的羰基连接在一个碳链的末端。
最简单的外酮是丁酮（CH3-CH2-CH2-CO-CH3），它的羰基连接在碳链的末端。
4. 醛类功能团醛是一类含有羰基（C=O）的有机化合物。
醛的羰基连接在碳链的末端。
理学饱和烃
重叠式(顺叠式)构象
H
H
H
交叉式(反叠式)构象
交叉式构象最稳定， 重叠式构象最不稳定。
二、 丁烷的构象
正丁烷沿C2和C3之间的σ键键轴旋转有四种典型构象。
CH3
H
H
H
ห้องสมุดไป่ตู้
H
CH3
对位交叉式 (反错式)
HCH3
H H3C
H H
部分重叠式 (反叠式)
CH3
H3C
H
H
H
H
邻位交叉式 (顺错式)
H3CCH3
H H
反应①加氢②加卤素； 3、烷烃的结构（1）乙烷的构想，（2）丁烷
的构想，（3）环己烷的构想。
三甲基甲烷
二甲基乙基甲烷
四甲基甲烷
例2、下列物质属于同位素的是：
属于同系物的是： （1） 属于同分异构体的是：（2） （1）CH3CH3和CH3CH2CH2CH3 （2）CH3CH2CHCH(CH3)CH(CH3)CH3和
CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
• 8.下列物质属于同系物的一组是 （ C ）
CH2CH2CH3
1 2 3 45 6 7 8 9
CH3 CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH2 CH3
CH CH3 CH3
5-丙基-4-异丙基壬烷
9
CH3
8
CH2
76
CH CH2
CH3
54
CH2 CH CH2 CH3
321
CHCH2CH3
3,7-二甲基-4-乙基壬烷 CH3
(4) 支链的命名
CH3
CH3
CH3
1, 3-二甲基环戊烷
E1 饱和烃的结构和分类
烃：分子中只含碳、氢两种元素的化合物统称为碳氢化合物，简称为烃。
烃是有机化合物最基本的化合物，也是有机化学工业的基础原料。
饱和烃：分子中碳原子之间都以单键相连，碳原子其余的价键都被氢原子所饱和的化合物称为饱和碳氢化合物，简称饱和烃或烷烃。
一．烷烃的结构烷烃中只有C-C 单键和C-H 键，可以认为C-C、C-H 键是烷烃的官能团。
在烷烃中，C 原子是sp3 等性杂化或不等性杂化。
一般情况下碳所形成化学键都是σ 键。
由于sp3不等性杂化的四个sp3杂化轨道中s、p 的成分不同，σ键的强度会有差别，碳碳的键角也不会全是109.5°。
碳原子构造不同，有伯碳、仲碳、叔碳和季碳的区别。
二．烷烃的分类按分子中碳原子之间连接的顺序，烷烃分为链烷烃和环烷烃两大类。
每一类中还可分为若干小类。
1．链烷烃分子中碳与碳原子之间连接成链的烷烃称为链烷烃，也称开链烷烃或脂肪烷烃。
链烷烃的结构通式为Cn H2n+2（n为整数）。
在链烷烃中，所有的碳原子不都是连成一条链，可以带有多个分支链。
如丁烷CH3CH2CH2CH3 ，异戊烷(CH3)2CHCH2CH2CH3，新己烷(CH3)3CCH2CH3。
分子中只有一条碳链的烷烃，称为直链烷烃或正构烷烃，其分子中只含有伯碳和仲碳原子（甲烷、乙烷除外）。
分子中含有支链的烷烃称为异构烷烃或支链烷烃，其分子中除伯碳、仲碳原子外，还可能会有叔碳或季碳原子。
2．环烷烃分子中含由碳原子形成环状（碳环）结构的烷烃称为环烷烃，也称脂环烷烃。
依环的数目又分为单环烷烃、双环烷烃和多环烷烃。
1）单环烷烃分子中只含一个碳环的烷烃称为单环烷烃，如环丙烷、乙基环戊烷、1，4-二甲基环己烷等。
天然存在的单环烃烷以五元环和六元环为最多。
单环烷烃的分子通式为Cn H2n ，比链烷烃少两个氢原子。
2）双环烷烃双环烷烃中，依据两个环中碳原子连结的顺序又分为联环、套环、稠环、桥环和螺环五类特殊结构的双环化合物。
①联环烷烃：碳环以单键直接相连结的双环烷烃称为联环烷烃。
饱和烃简略图解(思维导图)
饱和烃饱和烃的分类及结构基本概念烃：分子中只含碳、氢两种元素的化合物统称为碳氢化合物，简称为烃饱和烃：分子中碳原子之间都以单键相连，碳原子其余的价键都被氢原子所饱和的化合物称为饱和碳氢化合物，简称饱和烃或烷烃烷烃的分类链烷烃分子中碳与碳原子之间连接成链的烷烃称为链烷烃，也称开链烷烃或脂肪烷烃。
链烷烃分子通式为CnH2n+2（n为整数）物理性质同系列直链烷烃物理常数① C1～C4烷烃是气体，C5～C16烷烃为液体，≥ C17烷烃为固体。
② 随着烃中碳数增加，熔点增加，沸点增加。
③ 随着烃中碳数增加，相对密度 d420 增加，逐渐接近0.8。
④ 随着烃中碳数增加，折射率nD20增加，总是大于1沸点在同分异构体中：正构烷烃沸点＞异构烷烃沸点；支链数增加，沸点降低；分子的对称性增加，沸点升高熔点正构烷烃的熔点随着相对分子质量的增加而增加相对密度烃比水轻，d420＜1；正构烷烃相对分子质量增加，d420增加；同分异构体中，支链数多，d420变小溶解度相似相溶化学性质卤代反应氯代反应反应条件：高温，光照或电磁辐射（自由基反应时）溴代反应反应条件与溴代反应相似反应活性与选择性氧化反应氧化反应：在有机物分子中引入氧原子的反应称为氧化反应。
有时把有机化合物脱去氢原子的反应也称氧化反应（加氧失箐）完全氧化反应部分氧化反应使用催化剂，控制反应条件可使烷烃部分氧化得到醇、醛、酮、酸等化合物（产物复杂，难分离提纯）催化脱氢反应裂解反应乙烯工业，炼油工业的基本反应，产物复杂，难分离提纯异构化反应将直链烷烃转化成支链烷烃，提高油品的质量环烷烃环烷烃类型单环烷烃分子中只含一个环的烷烃称为单环烷烃，单环烷烃的分子通式为CnH2n。
如：环丙烷、乙基环戊烷双环烷烃联环烷烃：碳环以单键直接相连接的双环烷烃称为联环烷烃。
如联二环己烷稠环烷烃：两个环共用相邻的两个碳原子形成的烷烃称为稠环烷烃。
如二环[4.4.0]癸烷（十氢化萘）螺环烷烃：两个环共用一个碳原子的烷烃称为螺环烷烃。
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第三章烃源岩可溶有机质生物标志物组成特征第一节饱和烃生物标志物组合类型及地球化学特征饱和烃生物标志物组成比较复杂，在原油和烃源岩中分布比较广的主要有正构烷烃、类异戊（间）二烯烷烃、环烷烃（甾、萜类化合物）等。
这些化合物的相对组成及分布特征取决于烃源岩有机组分的生源母质、沉积环境和成熟度等多种地质和地球化学因素。
因此，烃源岩中饱和烃生物标志物组合特征可以反映烃源岩中有机质的原始母质、沉积环境及演化程度。
不同层位或同一层位的泥岩，由于沉积环境的差别，地球化学特征也存在一定的差别，为了便于讨论不同层位或同一层位不同岩性组合的烃源岩的油源贡献，根据烃源岩的生物标志物组合特征，可将其划分为三大类型（MA、MB、MC）。
一、烃源岩生物标志物组合类型1．MA类MA类烃源岩正构烷烃碳数分布特征呈单峰态前峰型（或正态型，个别为双峰态前峰型），植烷（Ph）相对含量大于姥鲛烷（Pr）的相对含量，β-胡萝卜烷和伽马蜡烷相对含量中等～很高；ααα20RC27、C28、C29甾烷呈“V”型分布，部分样品中ααα20RC27甾烷含量接近于甚至大于ααα20RC29甾烷的含量。
表明烃源岩形成于湖水盐度较高的还原环境，有机质生源以低等水生藻类为主，有高等陆源植物生源贡献。
这类烃源岩中代表来源于藻类生物的规则甾烷与来源于原核生物细菌的藿烷系列化合物相比，具有一定的优势，这也反映了藻类生物生源的有机质占优势。
根据β-胡萝卜烷和伽马蜡烷的相对含量，MA类烃源岩可进一步划分为MA-I和MA-II 两亚类。
MA-I烃源岩中β-胡萝卜烷含量较高，伽马蜡烷含量中等～很高，主要分布在阜二段中部、阜四段上部和泰州组，以黑色、灰黑色和深灰色泥岩为主。
不同层段MA-I类烃源岩的主要差别在于，阜二段、泰州组烃源岩样品的C20、C21、C23三环萜烷含量较高，β-胡萝卜烷含量较高，而阜四段烃源岩样品的C20、C21、C23三环萜烷含量较低，β-胡萝卜烷含量相对较低。
MA-II类烃源岩中β-胡萝卜烷和伽马蜡烷含量中等，主要分布在阜四段，阜二段也有分布。
2．MB类MB类烃源岩正构烷烃碳数分布特征为单峰态后峰型或双峰态后峰型，低碳数正构烷烃中不可分辨化合物含量较高，鼓包比较明显。
低碳数部分与低等水生生物母质有关，高碳数部分主要来源于高等植物蜡，C27、C28、C29ααα20R甾烷呈上升型或“V”型分布，且ααα20RC27甾烷<ααα20RC29甾烷，表明这类烃源岩中沉积有机质来源以陆源高等植物为主，这类烃源岩中来源于原核生物细菌的藿烷系列化合物与代表来源于藻类生物的规则甾烷相比，具有一定的优势，这也反映了细菌类生物生源的有机质占优势；不含β-胡萝卜烷或含量很低，伽马蜡烷含量中等，说明烃源岩沉积环境为弱氧化－弱还原环境。
根据β-胡萝卜烷和伽马蜡烷的相对含量，MB类可再划分为MB-I和MB-II两亚类。
MB-I亚类烃源岩正构烷烃碳数分布特征呈单峰态或双峰态后峰型，高碳数部分具奇偶优势，Ph＞Pr；β-胡萝卜烷含量很低；三环萜烷含量一般较低，伽马蜡烷含量中等，Ts明显低于Tm，C3122S升藿烷>C3122R升藿烷；孕甾烷、升孕甾烷含量一般很低，C27、C28、C29ααα20R 甾烷呈V型分布，ααα20RC27甾烷、ααα20RC29甾烷含量接近。
主要分布在阜二段中上部、阜三段和阜四段下部，泥岩呈灰色、灰绿色或褐色。
不同层段之间的差别主要在于C20、C21、C23三环萜烷分布型式的不同。
MB-II亚类烃源岩正构烷烃碳数分布特征为单峰态或双峰态后峰型，高碳数部分具奇偶优势，Ph与Pr含量接近，不含β-胡萝卜烷；C20、C21、C23三环萜烷呈山峰型分布，伽马蜡烷含量较低，Ts明显低于Tm，C3122S升藿烷>C3122R升藿烷；孕甾烷、升孕甾烷含量较高，C27、C28、C29ααα20R甾烷呈“V”型分布，ααα20RC27甾烷、ααα20RC29甾烷含量接近或ααα20RC27甾烷<ααα20RC29甾烷。
主要分布在阜二段上部和阜三段，泥岩呈灰黑色或褐色。
3．MC类MC类烃源岩正构烷烃碳数分布特征以单峰态前峰型为主，Pr>Ph，β-胡萝卜烷含量中等或很低，伽马蜡烷含量中等或很低，C27、C28、C29ααα20R甾烷呈上升型或“V”型分布。
主要根据β-胡萝卜烷和伽马蜡烷的相对含量，MC类可进一步划分为MC-I和MC-II两亚类，MC-I亚类烃源岩正构烷烃碳数分布形式为正态型、单峰态前峰型或双峰态前峰型，奇偶优势不明显，Pr>Ph；β-胡萝卜烷含量较低～较高；含三环萜烷（含量低），C20、C21、C23三环萜烷呈山峰型（为主）、下降型、“V”型（个别）或上升型（个别），伽马蜡烷含量中等，Ts<Tm，C3122S升藿烷>C3122R升藿烷；C27、C28、C29ααα20R甾烷呈“V”型分布，ααα20R C27甾烷与ααα20R C29甾烷接近或ααα20R C27甾烷<ααα20R C29甾烷。
这类烃源岩中代表来源于藻类生物的规则甾烷与来源于原核生物细菌的藿烷系列化合物相比，具有一定的优势，这也反映了藻类生物生源的有机质占优势，说明沉积有机质形成于以低等水生生物输入为主的相对咸化的弱还原—氧化环境。
主要分布在阜二段（中部和下部）、阜三段、阜四段上部及泰州组。
不同层段MC-I烃源岩的主要差别在于：阜二段的正构烷烃低碳数基线之下的鼓包隆起不明显，C20、C21、C23三环萜烷含量较高，孕甾烷、升孕甾烷含量则较低；阜三段、阜四段的正构烷烃低碳数基线之下存在明显的鼓包隆起，C20、C21、C23三环萜烷以及孕甾烷、升孕甾烷含量均较高，17α(H)-30-降藿烷、17β(H)-30-降莫烷均较高；泰州组烃源岩中正构烷烃基线之下不存在明显的鼓包隆起，C20、C21、C23三环萜烷以及孕甾烷、升孕甾烷含量均较低，升藿烷含量较高。
MC-II亚类烃源岩正构烷烃碳数分布特征呈双峰态前峰型或单峰态前峰型，具奇偶优势，Pr明显高于Ph；不含β-胡萝卜烷或含量很低；含三环萜烷，C20、C21、C23三环萜烷呈下降型（为主）或山峰型、“V”型、上升型分布（个别），伽马蜡烷含量较低，Tm含量很高，Ts明显低于Tm，C3122S升藿烷>C3122R升藿烷；C27、C28、C29ααα20R甾烷呈“V”型分布，ααα20RC27甾烷<ααα20RC29甾烷。
沉积有机质以高等植物输入为主，相对淡化的弱还原—氧化环境。
主要分布在阜一段、阜二段、阜三段、泰州组。
不同层段之间MC-II类烃源岩的主要差别在于：阜二段的C20、C21、C23三环萜烷以及孕甾烷、升孕甾烷含量一般均很低；阜三段的正构烷烃低碳数基线之下存在较为明显的鼓包隆起，C20、C21、C23三环萜烷以及孕甾烷、升孕甾烷含量均相对较高，升藿烷含量也较高；泰州组的C20、C21、C23三环萜烷以及孕甾烷、升孕甾烷含量均很低，升藿烷含量则较高。
上述分析表明，MA型烃源岩形成于还原环境，盐度较高，其生源输入主要以低等水生生物为主，有高等陆源植物生源贡献。
MB型烃源岩的沉积环境则为弱氧化－弱还原环境，盐度较低，有机质来源以陆源高等植物为主。
MC-I型烃源岩形成于相对咸化的弱还原—氧化环境，以低等水生生物输入为主；MC-II烃源岩形成于相对淡化的弱还原—氧化环境，沉积有机质以高等植物输入为主（表3-1-1）。
表3-1-1 不同类型烃源岩形成环境与生源输入二、不同层位烃源岩饱和烃生物标志物组合特征及类型划分（一）泰州组烃源岩生物标志物组合特征主要分布有MA和MC类烃源岩。
1．MA-I类烃源岩生物标志物组合特征正构烷烃碳数分布特征为单峰态前峰型（图3-1-1、3-1-2）或正态型（图3-1-3），奇偶优势不明显，部分样品高碳数部分具奇偶优势（图3-1-3），Ph相对含量很高，Pr<Ph；β-胡萝卜烷含量较高；含三环萜烷，C20、C21、C23三环萜烷呈上升型（图3-1-1、3-1-2）或山峰型（图3-1-3）分布，伽马蜡烷含量较高，Ts<Tm，C3122S升藿烷含量与C3122R升藿烷含量比较接近，升藿烷含量较高；C 27、C 28、C 29ααα20R 甾烷相对组成呈“V”型分布，ααα20R C 27甾烷含量略低于ααα20RC 29甾烷。
不同层位、不同类型烃源岩样品分布特征见表3-1-2。
2．MC-I 烃源岩生物标志物组合特征正构烷烃碳数分布特征呈单峰态前峰型，奇偶优势不明显，Pr>Ph ；β-胡萝卜烷含量较低；含三环萜烷，C 20、C 21、C 23三环萜烷呈山峰型分布或上升型分布，伽马蜡烷含量较高，Ts<Tm ，C 3122S 升藿烷>C 3122R 升藿烷，升藿烷含量较高；ααα20RC 27、C 28、C 29甾烷呈“V ”型分布，ααα20RC 27甾烷<ααα20RC 29甾烷，ββ构型甾烷含量较高（高于αα构型的）（图3-1-4）。
E+081.7365001000150020002500300050100RICPhPr C 20C 25C 30C 35苏，，255Et 3250-32541E+057.91150100m/z:125苏，，255Et 3250-32541Β-胡萝卜烷E+063.76050100m/z:217苏，，255Et 3250-32541C 29C 28C 27E+063.65250m/z:191苏，，255Et 3250-3254117(H)-30-α藿烷降藿烷伽马蜡烷TmTsC 20C 21C 23图3-1-2 泰州组MA-I 类烃源岩部分生物标志物组成特征（2）（X29，S255，灰褐色泥岩，3250 m-3254m ）表3-1-2 不同类型烃源岩样品分布特征3．MC-II烃源岩生物标志物组合特征正构烷烃碳数分布特征呈单峰态前峰型，奇偶优势不明显，Pr>Ph；β-胡萝卜烷含量较低；含三环萜烷，C20、C21、C23三环萜烷呈山峰型，伽马蜡烷含量很低，Ts<Tm，C3122S 升藿烷>C3122R升藿烷，升藿烷含量较高；孕甾烷、升孕甾烷含量很低，ααα20R C27、C28、C29甾烷呈“V”型分布，ααα20R C27甾烷<ααα20R C29甾烷（图3-1-5）。
（二）阜一段烃源岩生物标志物组合特征主要分布有MB和MC型烃源岩。
正构烷烃碳数分布特征呈双峰态后峰型，具奇偶优势，Pr<Ph（图3-1-6a）或植烷与姥鲛烷含量接近（图3-1-7a）；β-胡萝卜烷含量很低；三环萜烷含量变化很大（图3-1-6d、图3-1-7d），C20、C21、C23三环萜烷呈“V”型或下降型分布，伽马蜡烷含量很低～中等；17α(H)-30-降藿烷、Tm含量均特别高，17α(H)-30-降藿烷含量甚至超过了17α(H)-30-藿烷，Ts含量明显低于Tm；C3122S升藿烷含量>C3122R升藿烷含量；孕甾烷和升孕甾烷均很高，C27、C28、C29ααα20R甾烷呈“V”型分布，ααα20R C27甾烷<ααα20R C29甾烷。