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