第2章饱和脂肪烃4学时

hv
+ Br2
Br + HBr
Br + HBr
使溴的CCl4溶液褪色，可鉴别开链烷烃与小环烷烃。 环丙烷不能使KMnO4褪色，这可鉴别环丙烷与不饱和烃。
鉴别三步曲：
加试剂 看现象：颜色变化、沉淀产生或放出气体 得结论
例：用简单的化学方法鉴别环丙烷和丙烯
+
KMnO 4/H CH3CH=CH 2
H
H
H
H
Br
全重叠式 ＞ 部分重叠式 ＞ 邻位交叉式 ＞ 对位交叉式
1,2-二溴乙烷构象能垒图
优势构象
3. 优势构象
关于构象的研究是以能量为基点的。能量最 低的构象最稳定，最稳定的构象称为优势构象。
大基团错开距离有利于分子能量降低，构象 稳定。
优势构象不是所有分子的唯一构象，而是所 占比例最多的构象。
+ + C4H
hv
C2l
C3H Cl HCl
+ CH 3Cl C2l
+ CH 2C2l HCl
+ + CH 2C2l C2l CH3ClHCl
+ CH3Cl C2l
+ CC 4 l HCl
反应活性：F2>>Cl2>Br2>I2 反应条件：光照或加热
反应机理（reaction mechanism）
Homolytic cleavage & heterolytic cleavage
CH3
Cl2
H3C
光照
H3C CH3 Cl +
Cl
中间体越稳定反应越易发生，则产物就越多
第二节 环烷烃
一、环烷烃的分类
按碳原子数目分为：小环、中环和大环 根据碳环数目分为：单环、二环或多环
二、环烷烃(cycloalkane)的命名
1. 单环烃
(1) 环为母体，取代基系数低； (2) 多取代基中，较小取代基系数低；
(2) 取代基之间用短线隔开，相同的取代基合并，位次用逗号
隔开，相同取代基数目用中文表示；
(3) 位次与基团之间用短线隔开；
(4) 基团列出顺序：CH3-，CH3CH2-，CH3CH2CH2-, n-C4H9，
n-C5H11，i-Pr，t-Bu
CH3
34 567 8
CH3CH2CHCH2CH2CCH2CH3
终止:
CH3 + CH3 Cl + Cl Cl + CH3
CH3CH3
Cl2 CH3Cl
自由基稳定性：
烷烃上的不同类型氢原子（自由基）取代反应活泼性：
H3C H
+ CH3
H
435KJ/m ol
H3C CH2 H
+ CH3CH2
H
410KJ/m ol
H3C CH H H3C
CH3
H3C C H
+ CH3CHCH3 H
H3C CH2 CH3 CH3
CH3
CH3CH2CHCH2CH2CCH2CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CH2-CH3
CH CH3 H3C CH3
CH H3C CH3
3,3,4,5-四甲基-4-乙基庚烷
2-甲基-3-乙基己烷
三、烷烃的结构
例： CH4 C sp3杂化
H HH
H
甲烷的形成：
++44 H
C H
CHCH3
CH2CH3
选择(a)链作为主链，能将复杂的取代基尽量简化。
3、系数低：
①将主链碳原子从离取代基最近的一端开始编号
H3C7H2C6
CH3 H
5CH 4C H2C
CH3 CH3
3CH
C2HC1H3
CH2CH3
2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷
②主链碳原子的编号有几种可能时，应按照 “最低序列”原则编号
H3C1
CH 2 CH3
CH3
2,6,6-三甲基-3-乙基辛烷
练一练：用系统命名法命名下列化合物
CH3
(1) (CH3)2CHCH2CH2CH(CH3)2 (2) CH3CHCH2CH2CH2CHCHCH2CH3
2,5-二甲基己烷
CH3
CH3
2,6,7-三甲基壬烷
H3C CH2 H2C CH3 (3) CH3CH C C CH3 (4)
异裂
AB
+ A +
B
均裂
A+ B
反应机理（reaction mechanism）:
烷烃在光照条件下与卤素反应属于自由基反应
引发: Cl-Cl
光
增长:
Cl + CH4 CH3 + Cl2 Cl + CH3Cl CH2Cl+ Cl2
Cl + Cl
CH3 + HCl CH3Cl + Cl
CH2Cl + HCl CH2Cl2 + Cl
H
H
H
H
H
H
H
H
四面体
∠HCH=109.5° 键
乙烷的形成：
H H
C H
H H C H
四、烷烃的异构现象和构象
（一）碳胳异构 (isomerism)
由于碳原子连接方式不同所产生的同分异构现
象称为碳胳异构（或碳链异构）。
构造：分子中原子相互连接的方式和次序叫构造
(constitution)。
C4H10 C H 3 -C H 2 -C H 2 -C H 3
CH3 CH3 H H
H3C C C C C H
CH3 H H H
相应地，与伯、仲、叔碳原子相连的氢为伯、仲、叔氢原子。
4. 烷基的概念
烷基：烷烃去掉一个氢剩下的原子团，通式为 CnH2n+1, 常用R-表示
CH3
CH2CH3
甲基 Me 乙基Et
CH2CH2CH3
丙基 n-Pr
CHCH3 CH3
异丙基 i-Pr
2.螺环烃
两环共1个C的烃称螺环烃，共用C称为“螺原子”
1
56
CH2 2 CH2
4 C
CH2–CH2 =
C3H2
C8H2–C7 H2
螺 [3.4]辛烷
编号：从螺原子旁小环开始，先编小环，经螺原子C，再编大环。
命名：根据总C数，前缀“螺”，中间[a.b]由小到大，表示两环C
3.桥环烃
两环共用2个或2个以上C的烃为桥环烃，共用
397KJ/m ol
+ (CH3)3C
H
380KJ/m ol
CH3
不同类型氢原子活泼性：叔﹥仲﹥伯﹥CH3-H
即自由基形成的难易程度为：
3°﹥2° ﹥ 1° ﹥CH4 结论：含单电子的碳上连接的烷基越多，这样的
自由基越稳定。
(CH 3)3C > CH3CHCH3 > CH3CH2 > CH 3
H3C
CH2CH2CH2CH3
CHCH2CH3 CH3
正丁基 n-Bu 仲丁基 sec-Bu
CH2CHCH3 CH3
异丁基 i-Bu
CH3 H3C C
CH3
叔丁基 t-Bu
H3C
CH3 CH3
能否用普通命名法命名？
二、烷烃的系统命名法
国际上通用的IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)命名法则。
CH3-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH3
CH3
56 7
3-甲基-5-乙基庚烷
顺序规则：
原子序数大的优先，如I＞Br＞Cl＞S＞P＞F＞O＞N＞C＞H； 同位素质量高的优先，如D＞H； 二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子； 重键分别可看作几个单键的叠加；
写法规则：
(1) 取代基名称写在母体名称前面；
不褪色 褪色
CH3CH=CH 2
想一想：如何鉴别丙烷、环丙烷和丙稀？
3. 与卤化氢加成 （马氏规则）
常温 + HBr
CH3CH2CH2Br
CH3 + HBr 常温
H3C CH CH2CH3 Br
CH3
+ CH3
HBr
CH3
CH 3 CH 3-CH-C3)(2CH
Br
马氏规则：环在含氢原子最多和氢原子最少的两
H3C 2 1 10 9
5 8 2-甲基螺[4.5]-6-癸烯
3 46 7
3 2 1 7 CH3
4
6
5
CH3
7,7-二甲基 双环[4.1.0] 庚烷
有些桥环烃的命名常用习惯名：
10
2
9
1
3
8
6
4
7
5
十氢萘
金刚烷
立方烷
练一练：命名下列化合物
7,7-二甲基-2-乙基双环[2.2.1]庚烷 1,5-二甲基-8-乙基螺[3,4]辛烷
60°
82° 103~106°
s3 p
开链烷烃
105.50
1140
H
环烷烃
H
பைடு நூலகம்角张力
H
H
H
H
五、顺反异构及环己烷的构象
1. 顺反异构
CH3 CH3
1. 碳原子数加“烷”字构成直链烷烃名称。 天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸； 十以上用中文数字表示。如：十一烷，十二烷等。
H3C CH3 H3C
CH3 H3C
CH3
丙烷 丁烷
戊烷
H3C
十一烷
CH3
CH3(CH2)9CH3