有机化学课件 分类和命名

2.4B 正丁烷的构象
4 3 2 4
3
1
2 1
投影式
(i) 对位交叉式；(ii) 部分重叠式；(iii) 邻位交叉式； (iv) 全部重叠式；(v) 邻位交叉式；(vi) 部分重叠式
内能：全部重叠式 > 部分重叠式 > 邻位交叉式 > 对位交叉式
正丁烷的构象
正丁烷的对位交叉式构象
能量最低的最稳定构象
3D
构象：围绕 键旋转而产生分子中原子或基团在空间的不
2.4A 乙烷的构象
乙烷的构象
H H
旋转
H H HH
Байду номын сангаас
H H
H
透视式
投影式
透视式
投影式
(a) 乙烷的交叉式构象 （优势构象）
(b) 乙烷的重叠式构象
透视式：从分子的侧面观察分子，可直接反映碳原子和氢原子空间排列情况； 但难以表达各个氢原子的相对位置。 Newman投影式：用投影方式观察和表达有机分子立体结构的方法。
光或热
甲烷氯代反应机理
2.5A 甲烷氯代反应机理
链引发
光或热
①
链增长 + +
②
+
+
③
一个自由基消失，产生另一个自由基，反复循环。
2.5A 甲烷氯代反应机理
链终止 +
④
反应物浓度降低，自由基碰撞机会增加，自由基消失， 反应结束。 其它可能的链终止反应？
当生成的氯甲烷达到一定浓度时，体系中的氯自由基也可与之反应。
1.10 有机化合物构造式
分子中原子相互连接的方式和次序叫做构造。表示 分子构造的化学式叫做构造式。 构造式表示方法： ① 电子式 ② 蛛网式及结构简式 ③ 键线式
电子式（Lewis式）
用元素符号和电子符号来表示分子的构造。
甲烷
乙烯
乙炔
甲醛
a) 写出最外层电子 b) 一对电子表示单键、两对电子表示双键 c) 未成键电子亦表示出来
为了表达某些化合物的立体化学关系，需决定有关原子或基团 的排列顺序，其方法称为顺序规则。中文命名利用顺序规则规 定基团的列出顺序。 a) 单原子取代基按原子序数大小排列，原子序数大的排在前 面（优先），小的排在后面。有机化合物中常见元素其顺 序由大到小排序如下： I Br Cl S P F O N C D H 同位素中质量高的顺序大。
伯碳 (1o) 仲碳 (2o)
季碳 (4o) 叔碳 (3o)
与伯、仲、叔碳原子相连的氢原子称为伯(1o)、仲(2o) 、 叔(3o)氢原子。
② 烃基的概念
烃分子中去掉一个氢原子后剩下的原子团叫做烃基。常用 R—表示。
甲烷 乙烷 丙烷 甲基 乙基 正丙基 （1o H） 异丙基 （2o H）
② 烃基的概念
4 3 2 1 5
3-甲基-3-羟基戊酸
① 母体及主链的选择
a. 若有多个等长候选主链，选择支链数目最多的为主链。
7 6 5 4 4 5 6 7 3 3 2 2 1 1
② 编号
母体官能团位次最小的方式进行编号
b. 最低系列规则：若有两条等长候选主链，且支链数目也相 同，则选择支链位号最小的为主链。
H
2.5 烷烃的化学反应
烷烃结构：
键：
CC（345）和CH键能(425)较大，不易断裂。在常温下很不 活泼，化学性质稳定。 与大多数试剂，如强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂都不反应。 C（2.5）和H（2.2）的电负性差异较小，发生反应时均裂。
取代反应
烷烃分子中的氢原子被其它原子或基团所取代的反应。
4 1 3 2
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2,7,9-三甲基-6-(2-甲基丁基)十一烷
中英文命名方法的区别
2 4 6
1
3
5
2-甲基-3-异丙基己烷
3-isopropyl-2-methylhexane
练习题
系统命名法命名：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案： 5-甲基-4-丙基-6-异丙基壬烷
第2章 饱和烃：烷烃和环烷烃
7 6 5 4 3 2 1
2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷
③ 书写
d. 不同基团则按“顺序规则”顺序，较优基团后列出。
3 2 3 3 2 2 2 2 3 2 2 3
4-丙基-6-异丙基壬烷
③ 书写
e. 复杂支链的命名：若支链上有取代基，则从主链相连的 碳原子开始，将支链的碳原子依次编号，支链上取代基的 位置由这个编号所得的位号取代。
顺序规则
b) 如果两个多原子基团的第一个原子相同，则比较与它相连 的其它原子。比较时，按原子序数排列，先比较最大的， 在顺序比较居中的、最小的。
Cl较F原子序数大，故CH2Cl顺序大。
顺序规则
c) 含有双键或三键的基团，可认为连有两个或三个相同的原子。
根据顺序规则，几种常见烃基的次序为：
系统命名法原则
正丁烷的部分重叠式构象
正丁烷的邻位交叉式构象
正丁烷的完全重叠式构象
能量最高最不稳定构象
构象分析小结
乙烷 正丁烷
交叉式构象 （优势构象）
对位交叉
邻位交叉
2.4C 戊烷的构象
>3碳：锯齿形
练习题
写出2-甲基丁烷较稳定的构象，并指出哪个构象最稳定。
答案：
CH3
3
H
CH3
3
CH3
CH3
卤代反应：烷烃分子中的氢原子被卤素原子所取代的反应。 在漫射光、热或催化剂作用下，甲烷与氯发生取代反应。 + + + +
光或热 光或热 光或热 光或热
+ + + +
反应机理
化学反应所经历的途径或过程，也叫反应历程。研究 反应机理就是要明晰各步反应的中间体和过渡态，揭 示有机反应的内在规律，从而有效地控制和利用化学 反应。
1.11A 习惯命名法
B. 异构体的区别，一般用“正”,“异”,“新”表示异构体。 “正”表示表示直链烃； “异”通常指碳链的一端带有 “新”专指具有
结构而无其它支链的烃；
结构的含五六个碳原子的烃。
1.11A 习惯命名法
C. 表示属类的词尾。饱和的链状烃为烷，含碳碳双键的为烯等。 正戊烷
3 3 3 3
4 3 2 1
2 3
5
7
3
6 2
2
5 3
3
4 4
2
3 5
3
2 6
3
1 7
3
1
② 编号
c. 若两个不同取代基所取代的位置按两种编号法位号相 同，则从顺序较小基团的一端开始编号。
9 1
3
8 2
2 3
7 3
2
6 4
5 5
2
4 6
3 7
2 2
2 8
2
1 9
3
3
2 3
③ 书写
基本格式：取代基位号 取代基名称 母体官能团位号 母体 含相同支链时进行合并：支链前加注“二、三”等数字； 表示支链位次的阿拉伯数字之间以逗号隔开。
2.5A 甲烷氯代反应机理
均裂键离解能
成键
H = 242.7 kJ mol1 放热 H = 242.7 kJ mol1 吸热
断键
反应热（H）计算
H = H产物 H反应物
成键放热
甲烷氯代反应的反应热
步(1) 242.7 kJ mol1 步(2) H = +242.7 kJ mol1
烷烃和环烷烃的来源
主要来源是石油和天然气。 石油主要是烃类及少量含有氧、氮、硫的化合物所组 成的复杂混合物。 天然气主要成分是甲烷，还有少量乙烷和丙烷等。 目前世界能源50％能源来自石油。 石油醚是烃而不是醚。
2.2 烷烃的物理性质
化合物的状态：C1C4气体；C5C16液体；C17以上固体 熔点、沸点（范德华力决定；构造异构体差别） 密度、溶解度（相似相溶） 同系列中化合物的物理常数是随分子量的增加而递变的。
饱和烃：烷烃 脂肪烃 不饱和烃 烃 环烃 烯烃 炔烃 二烯烃
脂环烃：环烷烃、环烯烃、环炔烃 芳香烃：苯及其衍生物、多环芳烃
饱和烃
分子中，碳原子彼此以单键相连接，碳的其余化合价 则全部被氢原子所饱和。
烷烃 饱和烃 环烷烃
H H H H H H H H H H H H
2.1 开链饱和烃
通式: CnH2n+2 同系列: CnH2n+2化学性质相似，物理性质随碳原子 的数目呈规律性变化。具有上述特征的一系列化合物称 为同系列。同系列中的化合物互称同系物。 同分异构：具有相同分子式而结构不同的现象称为同 分异构现象。 构造异构：分子中碳原子的排列方式不同而产生的异构现象。
① 母体及主链的选择
官能团的优先次序来确定母体官能团：COOH SO3H COOR COX CONH2 CN CHO CO OH SH NH2 OR R X NO2；确定母体 官能团后选择含母体官能团最长的碳链为主链。
能量最低的最稳定构象
乙烷的交叉式构象
能量最高最不稳定构象
乙烷的重叠式构象
乙烷构象的稳定性
① 在交叉式中，两个碳原子上的氢原子间的距离最远，相 互排斥力最小，因而内能最低。 ② 内能最高的一种构象式重叠式，在重叠式中两个碳原子 上所连的氢原子两两相对，相距最近，相互间排斥力最 大，因而内能最高，最不稳定。 ③ 交叉式和重叠式内能相差约12.5kJ/mol，这种能量差叫 做能垒。在接近绝对零度时，分子都以交叉式存在，而 在室温无数构象体的平衡混合物。