饱和烃：烷烃与环烷烃(精选)
饱和烃烷烃和环烷烃课件
目前对烷烃和环烷烃的结构与性质关系仍有许多未知领域，深入研究这些关系有助于发现新的应用领 域和性能优化的可能性。
对未来发展的建议
加强基础研究与应用研究的结合
为了推动烷烃和环烷烃领域的发展，需要加强基础研究与应用研究的结合，促进科技成 果的转化和应用。
培养高素质人才
高素质人才是推动学科发展的关键，应重视人才培养，加强学术交流与合作，提高研究 水平和创新能力。
烃化反应和裂化反应是烷烃合成的常用方法，其中烃化反应可以生成高纯度的烷烃，但需要 使用大量的卤代烃或醇类物质，成本较高；裂化反应虽然可以大量生产烷烃，但副产物较多 ，产率较低。
环化反应和烷基化反应是环烷烃合成的常用方法，其中环化反应可以生成多种类型的环烷烃 ，但需要使用大量的烯烃或炔烃物质；烷基化反应虽然可以大量生产环烷烃，但需要使用卤 代烃或醇类物质，成本较高。
03
烷烃和环烷烃的性质比 较
物理性质比较
沸点
随着分子量的增加，烷烃和环烷 烃的沸点都逐渐升高。但在相同 分子量下，由于环烷烃的分子结 构更加紧凑，其沸点往往高于相
应的直链烷烃。
熔点
环烷烃的熔点通常比直链烷烃高 ，因为环烷烃的分子间作用力更
强。
密度
在常温常压下，烷烃和环烷烃的 密度都随着分子量的增加而增大
饱和烃烷烃和环烷烃课 件
目录 CONTENT
• 饱和烃烷烃概述 • 环烷烃概述 • 烷烃和环烷烃的性质比较 • 烷烃和环烷烃的合成方法 • 烷烃和环烷烃的工业生产 • 烷烃和环烷烃的前沿研究与展望
01
饱和烃烷烃概述
定义与分类
定义
饱和烃烷烃是只含有碳、氢两种 元素的化合物，且碳原子之间只 通过单键相互连接。
第四讲 第二章 饱和烃：烷烃和环烷烃3
CH3Cl + Cl 一氯甲烷 Cl Cl 4 CH3 CH3 5 CH3 + Cl Cl
3
链终止
Cl + Cl CH3 + CH3
第 四 讲
（3） ）
6 甲烷卤化难以停留在一氯代，反应过程比较复杂， 但甲烷卤化难以停留在一氯代，反应过程比较复杂，如链增长阶段 的其它链增长反应： 的其它链增长反应：
第 四 讲
（1） ）
例如： 例如： CH3 CH3 + Cl2
+ Cl2
420oC 78%
CH3 CHCl + HCl 氯乙烷
Cl
hv 92.7%
+ HCl 氯（代）环戊烷
上述烃分子中的氢原子被卤原子取代的反应称为卤代反应或卤化反应。 上述烃分子中的氢原子被卤原子取代的反应称为卤代反应或卤化反应。
有 机 化 学
有 机 化 学
2.6 烷烃和环烷烃的化学性质
总体来讲，烷烃和环烷烃化学性质稳定，常温下不易与强酸、强碱、 总体来讲，烷烃和环烷烃化学性质稳定，常温下不易与强酸、强碱、 稳定 强氧化剂、强还原剂等发生反应；但在一定条件下也有一定的反应性能； 强氧化剂、强还原剂等发生反应；但在一定条件下也有一定的反应性能； 烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。 烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。 2.6.1 自由基取代反应 烷烃和环烷烃分子中的氢原子被其它原子或基团所取代的反应， 烷烃和环烷烃分子中的氢原子被其它原子或基团所取代的反应，称为 取代反应。通过自由基取代分子中氢原子反应，称为自由基取代反应。 取代反应。通过自由基取代分子中氢原子反应，称为自由基取代反应。 （1）卤化反应 烷烃和环烷烃与卤素（ 和环烷烃与卤素 在室温和暗处不发生反应， 烷烃和环烷烃与卤素（Cl2、Br2）在室温和暗处不发生反应，但在光 高温或催化剂条件下，烷烃和环烷烃（小环烷烃除外） 照、高温或催化剂条件下，烷烃和环烷烃（小环烷烃除外）分子中的氢原 子被卤原子取代，生成烃的卤素衍生物和卤化氢。 子被卤原子取代，生成烃的卤素衍生物和卤化氢。
烷烃、环烷烃
烷烃烷烃即饱和烃（saturated group)，是只有碳碳单键的链烃，是最简单的一类有机化合物。
烷烃分子里的碳原子之间以单键结合成链状(直链或含支链)外，其余化合价全部为氢原子所饱和。
烷烃分子中，氢原子的数目达到最大值，它的通式为CnH2 n+2。
分子中每个碳原子都是sp3杂化。
最简单的烷烃是甲烷。
烷烃中，每个碳原子都是四价的，采用sp3杂化轨道，与周围的4个碳或氢原子形成牢固的σ键。
连接了1、2、3、4个碳的碳原子分别叫做伯、仲、叔、季碳；伯、仲、叔碳上的氢原子分别叫做伯、仲、叔氢。
为了使键的排斥力最小，连接在同一个碳上的四个原子形成四面体(tetrahedro n)。
甲烷是标准的正四面体形态，其键角为109°28′（准确值：arccos(-1/3)）。
理论上说，由于烷烃的稳定结构，所有的烷烃都能稳定存在。
但自然界中存在的烷烃最多不超过50个碳，最丰富的烷烃还是甲烷。
由于烷烃中的碳原子可以按规律随意排列，所以烷烃的结构可以写出无数种。
直链烷烃是最基本的结构，理论上这个链可以无限延长。
在直链上有可能生出支链，这无疑增加了烷烃的种类。
所以，从4个碳的烷烃开始，同一种烷烃的分子式能代表多种结构，这种现象叫同分异构现象。
随着碳数的增多，异构体的数目会迅速增长烷烃还可能发生光学异构现象。
当一个碳原子连接的四个原子团各不相同时，这个碳就叫做手性碳，这种物质就具有光学活性。
烷烃失去一个氢原子剩下的部分叫烷基[1]，一般用R-表示。
因此烷烃也可以用通式RH来表示。
烷烃最早是使用习惯命名法来命名的。
但是这种命名法对于碳数多，异构体多的烷烃很难使用。
于是有人提出衍生命名法，将所有的烷烃看作是甲烷的衍生物，例如异丁烷叫做2-一甲基丙烷。
现在的命名法使用IUPAC命名法，烷烃的系统命名规则如下：找出最长的碳链当主链，依碳数命名主链，前十个以天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)代表碳数，碳数多于十个时，以中文数字命名，如：十一烷。
有机化合物饱和烃-烷烃与环烷烃
３
４ ……. ９
１ ０
１ １
１ ２
１ ３
…….
代 号
甲
乙
丙
丁 ……. 壬
癸
十 一
十 二
十 三
…….
• 主链以外的支链称为取代基，取代基若由C,H组 成的原子团称为烷基，以R表示。
主链
支链(取代基)
常见的烷烃及烷基的对应表
烷基：烷分子中少一个氢
IUPAC系统命名法－步骤
主链
支链(取代基)
先写取代基的位置和名称，再写主链的基本名称。 1. 寻找最长的连续碳链，即主链，算出主链的
2. 从主链上最接近取代基的一端开始以 阿拉伯数字编号。编号与取代基以短 线分开。
IUPAC系统命名法－范例二
甲基
５个碳
甲基
2,3-二甲基戊烷
132. 寻若从找取主代最链基长上相的最同连接时续近，碳取以链代，中基即文的主表一链示端取，开代算始出基以 主个阿链数拉的，伯碳阿数原拉字子伯编个数号数字。。表位置，并以「,」 分开。
碳原子个数。 2. 从主链上最接近取代基的一端开始以阿拉伯
数字编号。编号与取代基以短线分开。 3. 若取代基相同时，以中文表示取代基个数，
阿拉伯数字表位置，并以「,」 分开。 4. 若取代基碳数不同，先写碳数少的取代基。
IUPAC系统命名法－范例一
１ ２３ ４ ５
５个碳
甲基
2-甲基 戊烷
1. 寻找最长的连续碳链，即主链，算出 主链的碳原子个数。
• 烷烃的沸点随着碳数增加而增加。 • 烷烃均难溶于水，可溶于乙醚、氯仿、
四氯化碳、苯等有机溶剂。
正烷类碳原子数与熔沸点关系
碳数 1~4
碳数 5~17
第二章 饱和烃：烷烃和环烷烃
3
5
CH
3
HC CH
4
CH
烷烃：饱和开链烃。 特征：C与C以单键相连，其余价键都为氢原子饱和。 通式为：CnH2n+2
环烷烃：饱和环烃。 特征：C与C以单键相连成环，其余价键都为氢 原子饱和。 通式为：CnH2n （单环烷烃）
烷烃和环烷烃统称为饱和烃
烷烃和环烷烃主要存在于石油和天然气中， 天然气主要由甲烷以及少量的乙烷、丙烷和丁烷 组成。石油是一种复杂混和物，主要是含1到40个 碳原子的烃，通过精馏可以将石油分离成沸点不 同的有用馏分。 天然气： 汽油： 煤油： 柴油： 沥青： CH4~C4H10 C5H12~C12H26 C12H26~16H34 C15H32~C18H38 C20以上
烷基自由基
伯
仲
叔
烷基自由基的类型
烷基自由基的结构
烷基自由基的稳定性：叔〉仲〉伯
烷基自由基的稳定性与C-H的均裂能有关：
CH3CH2CH2-H
离解能 (kJ/mol) 410
(CH3)2CH-H (CH3)3C-H
397 381
在烷烃氯化反应中，产生烷基自由基的步骤 是整个反应中最困难的一步。是控制反应速度的 步骤。生成的烷基自由基越稳定，所需的活化能 越小，反应越容易。
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
正己烷
(CH3)2CHCH2CH2CH3
异己烷
(CH3)3CCH2CH3
新己烷
• 系统命名法：
采用IUPAC（International Union of Pure and Applied Chenistry）国际纯粹与应用化学联合会的命 名原则，结合我国文字特点制定的。
键旋转引起的位能变化曲线
第二章饱和烃：烷烃和环烷烃
2
CH
8CH
CH2
3CH2
7
1
2
6CH2
CH
5
CH2
4
式中两环共用的叔碳原子（1，5）称为“桥头”
从一个桥头到另外一个桥头的链或键称为“桥”或―桥路‖
此例中有三个桥，即碳链2－3－4，碳链6－7和碳链8
29
命名原则
确定母体名称：按成环碳原子的总数称为“某烷”。 注明环数：以“二环”作词头，放在母体名称前面。 注明桥的结构：将各桥所含碳原子数按由多到少的次 序用数字表示，放在词头和母体之间的方括号中，在数 字之间的右下角用小圆点“.”隔开。 编号：从一个桥头开始循环最长的桥编到另一桥头， 然后再循余下的最长的桥编回到起始桥头。最短的桥最 后编号，且仍从起始桥头一端的碳原子开始编号。
18
例如
CH3 CH CH3 CH2 CH3
二甲基乙基甲烷
CH2CH3 CH3 C CH CH3
二甲基乙基异丙基甲烷
CH3 CH3
该命名法虽能清楚地表示分子的结构，但是不能 适用于结构较复杂的烷烃的命名。目前文献中已 很少使用。
19
(3)系统命名法（重点）
系统命名法是我国根据1892年日内瓦国际化学会议首次拟定
饱和脂肪烃（烷烃）：是指分子中的碳原子以单 键相连，其余的价键都与氢结合而成的化合物。
H H C H H H H C H H C H H H H C H H C H H C H H H H C H H C H H C H H C H H
甲烷（CH4） 乙烷（C2H6） 丙烷（C3H8） 丁烷（C4H10）
H H
H C
CH3 CH3 C H C CH3
C
《饱和烃：烷烃和环烷烃》习题及答案
《饱和烃：烷烃和环烷烃》习题及答案《饱和烃：烷烃和环烷烃》习题及答案习题2. 1 写出分⼦式为C 6H 14的烷烃和C 6H 12的环烷烃的所有构造异构体，⽤短线或缩简式表⽰。
【解答】C 6H 14共有5 个构造异构体，如下所⽰：环烷烃C 6H 12共有12个构造异构体，如下所⽰：习题2.2 下列化合物哪些是同⼀化合物? 哪些是构造异构体?(1) CH 3C(CH 3)2CH 2CH 3(2) CH 3CH 2CH(CH 3)CH 2CH 3(3) CH 3CH(CH 3) (CH 2)2CH 3(4) (CH 3)2CHCH 2CH 2CH 3(5)CH 3(CH 2)2CHCHCH 3CH 3(6)(CH 3CH 2)2CHCH 3【解答】 ( 2 ) 和 ( 6 ) 是同⼀化合物; ( 3 ) 、( 4 ) 和( 5 ) 是同⼀化合物; ( 1 ) 、( 2 ) 和( 3 ) 是构造异构体。
习题2. 3 将上述系统命名法基本原则( a) 和( b) 中所列举的三例( I )、( II )和(III)⽤系统命名法命名。
【解答】( I ) 2，3，5 -三甲基-4-丙基庚烷; ( II ) 2，3-⼆甲基-4-异丙基庚烷; (III) 2，3，5 -三甲基⼰烷。
习题2.4 下列化合物的系统命名是否正确？若有错误予以改正（P30）(1)CH 3CHCH 2CH 3C 2H 52-⼄基丁烷（2）CH 3CH 23CH 3CH 32,3-甲基戊烷(3)CH 3CH 2CH 2CHCH 2CH 2CH 3CH(CH 3)24-异丙基庚烷(4)CH 3CHCH 2CH CH 3CH 3CHCH 2CH 3CH 2CH 34,6-⼆甲基-⼄基庚烷(5)CH 3CH 2CH 2CHCH 2CH 3CH(CH 3)23-异丙基⼰烷(6)CH 3CH 2CH 2CHCH 2CHCH 2CH 2CH 3C 2H 5CH 2CH 2CH 36-⼄基-4-丙基壬烷【解答】（1）3-甲基戊烷 (2) 2, 3-⼆甲基戊烷（3）正确（4）2, 4-⼆甲基-5-⼄基庚烷（5）2-甲基-3-⼄基⼰烷（6）4-⼄基-6-丙基壬烷习题2.5 命名下列各化合物：（P30）(1)（2）(3)(4)CH 32CHCH 2CH 3C 2H 5CH 2CH 2CH 3CH 3CH 3CCH 2CH 2CH 23CH 3CH 33CH 3CH 3CHCHCH 2CHCH 2CH 3CH 3CH 3CH 2CH(CH 3)2CH 3CHCH 2CH CH 3CH 3CCH 2CH 2CH 2CHCHCH 3CH 3CH 3CH 3CH 3【解答】（1）3-甲基-5-⼄基⾟烷（2）2, 2,6, 6, 7-五甲基⾟烷（3）2, 3, 7-三甲基-5-⼄基⾟烷（4）2, 3, 7, 7, 8, 10-六甲基⼗⼀烷习题2.6 命名下列各化合物(1)（2）(3)(4)(5)(6)CH 3C 2H 5CH(CH 3)23CH 3CH3CH3C 2H 5CH 2(CH 2)4CH 3【解答】（1）1-甲基-2-⼄基-3-异丙基环⼰烷（2）1, 1, 2, 3-四甲基环丁烷（3）正戊基环戊烷（4）2-甲基-3-环丙基庚烷（5）1-甲基-3-环丁基戊烷（6）1-⼄基-4-⼰基环⾟烷习题2.7 命名下列各化合物（P33）(1)（2）(3)(4)3CH 3CH 3CH 3(5)CH 3CH 3CH 3(6)C 2H 5CH 3【解答】（1）6-甲基⼆环[3.2.0]庚烷（2）8-甲基⼆环[3.2.1]⾟烷（3）8-甲基⼆环[4.3.0]壬烷（4）6-甲基螺[3.5]壬烷（5）1, 3, 7-三甲基螺[4.4]壬烷（6）1-甲基-7-⼄基螺[4.5]癸烷习题2 . 8 下列化合物中，哪个张⼒较⼤，能量较⾼，较不稳定?(1)(2)(3)【解答】(1)的张⼒最⼤，因为分⼦内含有三元环。
第2章饱和烃：烷烃和环烷烃
第二章 饱和烃：烷烃和环烷烃一、 本章知识结构及知识要点本章知识结构：知识要点1、通式和构造异构（1）烃、烷烃和环烷烃：只含有碳和氢两种元素的有机化合物统称为烃；烃分子中碳原子以单键相连，碳骨架为开链结构称为烷烃；烃分子中碳原子以单键相连，碳骨架为环状结构称为环烷烃。
（2）通式：烷烃的通式为C n H 2n+2，环烷烃的通式为C n H 2n 。
（3）同系列和同系物：具有同一通式，组成上相差CH 2及其整倍数的一系列化合烷烃和环烷烃烷烃和环烷烃的通式和构造异构烷烃和环烷烃的构造异构烷烃和环烷烃的命名 烷基和环烷基烷烃和环烷烃的结构σ键的形成及其特征环烷烃的结构与环的稳定性 乙烷的构象烷烃和环烷烃的主要来源和制法自由基取代反应氧化反应丁烷的构象烷烃和环烷烃的物理性质烷烃和环烷烃的化学性质 烷烃的命名环烷烃的命名烷烃和环烷烃的构象 环己烷的构象取代环己烷的构象 异构化反应裂化反应小环环烷烃的加成反应烷烃和环烷烃的通式伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子物称为同系列。
同系列中的各化合物互为同系物。
（3）构造异构：分子中原子的连接顺序不同形成的异构体叫构造异构。
2、命名（1）烷烃的命名普通命名法：用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸十个字分别表示十个以下碳原子的数目，十个以上的碳原子用汉字数字（十一、十二、十三……）表示，用正、异、等前缀区别同分异构体。
系统命名法：（a）选主链：在分子中选择一条最长的碳链作主链，根据主链的碳原子数叫某烷，将主链以外的其他烷基看作是主链上的取代基。
烷基是由烷烃分子除去一个或几个氢原子剩下的部分，通常用R-表示。
（b）编号：从靠近取代基的一端开始编号，使取代基编号位次最小。
（c）取代基的排列次序：用阿拉伯数字表示取代基位置，用汉字（一、二、三……）表示相同取代基个数，写在取代基名称前面，若含有不同的取代基，则优先级别低的写在前面，优先级别高的写在后面。
（2）环烷烃的命名（a）单环环烷烃：在相应的烷烃名称之前加“环”字，称为“环某烷”。
第二章 饱和烃(烷烃和环烷烃)
主链
3 1
C-C-C-C-C-C-C C-C-C C
2
25
表2-2 直链烷烃的系统命名 碳数 1 2 3 名称
4 5 6 7 8 9 10
11
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
戊烷 己烷
结构 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3
庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
十一烷
CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)4CH3 CH3(CH2)5CH3 CH3(CH2)6CH3 CH3(CH2)7CH3 CH3(CH2)8CH3
思考：C6H14共有几种同分异构体？请写出其构造式
11
共5种
C H 3C H 2C H 2C H 2C H 2C H 3
C H 3C H C H 2C H 2C H 3 CH3
C H 3C H 2C H C H 2C H 3 CH3
CH3 C H 3C H C H C H 3 CH3
CH3 C H 3C C H 2C H 3 CH3
普通命名法的局限
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH2CH3 CH3
己烷
CH3 H 3C C CH2CH3
异己烷
CH3CH CHCH3
新己烷
CH3
CH3 CH3
?
CH3CH2CHCH2CH3 CH3
?
24
系统命名法 IUPAC Rules
选主链：选最长碳链作主链, 并以此链为母体 烷烃.若遇多个等长碳链, 则取代基多的为主 链。
13
不同的碳架结构 C4H10 不同的官能团 C2H6O 不同的官能团位置 C3H9N
第2章 饱和烃：烷烃和环烷烃
2.2 烷烃的通式、同系列和构造异构
名称 甲烷 乙烷 分子式 CH4 C2H6
H
构造式
H H C H H
构造式的简写式 CH4
H
H C H
H C H
CH3 CH3
H
H C H
H C H
H C H H
丁烷
C4H10
H
C H
CH3CH2CH2CH3
键线式
Organic Chemistry, School of Petrochemical Engineering, Changzhou University
H
H H C H H C H H C H H C H
H H C H
H
C C
H
H
C H
H
正丁基 CH3CH2CH2CH2－ n-C4H9－
CH2 CH
叔丁基 (CH3)3C－ t-C4H9－
CH2 CH2
亚甲基
次甲基
1,2-亚乙基
Organic Chemistry, School of Petrochemical Engineering, Changzhou University
三. 系统命名法(IUPAC)
(1) 直链烷烃按碳原子数命名
10个碳以内：依次用甲乙丙丁戊己庚辛壬癸(gui) ； 10个碳以上：用中文数字，十一、十二· · · · · · 烷。
(2) 带有支链的烷烃
(A)确定主链：最长、最多、最小、侧链C最多、最少
4 5 6 7 8 1CH 3 H 3 1 CH 侧链数目 (多的优先)； CH3CHCH2 2CH CH2CH 2C 2 3CH24 5 2CH3 4 32 4 55 6 6 7 38 侧链位次大小 (小的优先)； CH CH3CH CHCH 2CH 2CH CH CH 1 3 3CHCHCH 2 3 HC 3 CH 4 23 5 2CH 6 3 各侧链碳原子数 (多的优先); 1 2 3 4 5 6 CH2 CH2
第二章_饱和烃：烷烃、环烷烃
∴ 4-甲基-5-异丙基辛烷。
16
CH3 CH3 ︳ ︳ CH3—CH—C— CH2—CH3 ︳ CH3 2,3,3-三甲基戊烷
17
课堂练习 CH3 CH3 ︳ ︳ CH3-CH-C-CH2CH2-C-CH3 ︳ ︳ ︳ H3C CH3 CH3 （1）2,3,3,6,6-五甲基庚烷 （2）2,2,5,5,6-五甲基庚烷
2.2.4 螺
1 2 4 1 3 4 5
编号 小环
大环
1,4-二甲基 螺 [ 2.4 ] 庚烷
小环 大环
5-甲基 螺 [ 3.4 ] 辛烷
螺 [5.5] 十一烷29
1 4 7 1
5
30
H3C O
CH3 CH3
樟脑
31
2.3
烷烃和环烷烃的结构
2.3.1 σ 键的形成及其特性 碳原子轨道SP3的杂化 碳原子的电子构型是 1S22S22Px12Py12Pz0
37
乙烷交叉式构象
38
透视式
39
Newman(纽曼)投影式
40
乙烷重叠式
41
42
乙烷能量 能量/K.Jmol-1
旋转角度/（°）
43
课堂练习P44 2.10
(1) H H Cl Cl CH3 Cl Cl H3C H CH3 (3) H
Br Cl H H
Br Cl H Br
H Br Cl H
69
沸点 / ℃
CH3—C H2—C H2—C H2—CH3 CH3 ︱ CH3—C H2—CH—CH3 36.1
27.9
CH3 ︱ CH3—C—CH3 ︱ CH3
饱和烃：烷烃与环烷烃
例如:
4 5 2 6 7 7
3
1
8
6
5
1 4 3
2
二环[4.2.0]辛烷
2,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚 烷
( II )
CH3
1 8 2 7 6 3 4 5 5 6 4 3 7 2 8 1
CH3CH2CHCH2CH2CHCH2CH3 CH2CH3
3-甲基-6-乙基辛烷 6ethyl3methyloctane
不同基团编号相
同时，使小取代基
编号最小
Et
8 7 6 5 4 3 2 1
CH3CH2CHCH2CHCHCH2CH3 Et Et
环烷烃可以看作是数量不等的—CH2—单元连接起 来的化合物。但不同环烷烃中的单元—CH2—的燃烧热 却因环的大小有着明显的差异。
第二章 饱和烃：烷烃与环烷烃
2.1 2.2 烷烃和环烷烃的通式和构造异构 烷烃和环烷烃的命名
2.3
2.4 2.5
烷烃和环烷烃的结构
烷烃和环烷烃的构象 烷烃和环烷烃的物理性质
2.6
烷烃和环烷烃的化学性质
2.6.1 自由基取代反应 2.6.2 氧化反应 2.6.3 异构化反应 2.6.4 裂化反应 2.6.5 小环环烷烃的加成反应
(b) 为主链上的碳原子编号
• 从靠近支链一端依次用阿拉伯数字编号。
• 当编号有几种可能时，要使支链的位次号较小。
CH3 CH2CH3 CH3CH2 CH3 CH CH2 CH2 CH CH CH2CH3 6 4 3 2 1
2饱和烃烷烃和环烷烃
2-甲基-5-1′,1′-二甲基丙基癸烷或：2-甲基-5-(1,1-二甲基丙基)癸烷
当环上的碳原子数比与环相连的碳链的原子数少时或
碳链连有多个环时，通常以碳链为母体，环作为取代基来
命名。
如：
3-环丁基戊烷1,3-二环己基丙烷.
2,8-二甲基-1-乙基二环[3.2.1]辛烷
7,7-二甲基二环[2.2.1]庚烷
CH3CH2CH2CH2CH2CH
C
CH2CH2
CH3
CH2CH3
CH3
CH CH3
CH3
CH CH2CH3
CH3CH2
CHCH3
C2H5
CH2
CH3
3,7,7-三甲基二环[4.1.0]庚烷
烷烃的沸点随着碳原子数的增加而升高；碳原子数相同时，支链烷烃的沸点比直链低，而且支链越多，沸点越低。
环上无取代基环烷烃的熔点、沸点和相对密度比碳原子数相同的烷烃高，主要是因为环烷烃具有较大的刚性和对称性，使得分子间的作用力较强。
氢原子的活性次序为:叔氢﹥仲氢﹥伯氢
自由基的稳定性：叔烷基自由基＞仲烷基自由基＞伯烷基自由基＞甲基自由基
＞＞＞
如：(CH3)3C·(CH3)2CH·CH3CH2·CH3·。
第2章烷烃和环烷烃
英文名
n-butane isobutane
正丁烷 异丁烷
C4
CH3 CH3CHCH3 CH3(CH2)3CH3 CH3 CH3CHCH2CH3
正戊烷
n-pentane
异戊烷
isopentane
C5
CH3 CH3CCH3 CH3
新戊烷
neopentane
异构词头用词头“正”、“异”和“新”等区分 相应的英文词头为 n- (normal)、iso和neo（注意不加“-”） 缺点：C原子数较少时可以采用，若C数较多、支链较多，则无法命名。
各种原子或取代基按先后次序排列的规则称为顺序规则。
规则1：先比较取代基中与主链直接相连的原子按原 子序数由大到小排列，原子序数大的为优先基团。 若为同位素，则质量数高的顺序在前。
I > Br > Cl > F > O > N > C > D > H
不同原子按原子序数排列
同位素按质量 数由高到低的 顺序排列
【学习要求】
1. 了解C原子和H原子的类型以及烷基的概念。 2. 掌握普通命名法和系统命名法的基本原则，并能熟练 命名烷烃和环烷烃。 3. 了解同系物沸点、熔点变化规律。 4. 掌握烷烃和环烷烃的化学性质及影响因素。 5. 掌握构象异构和顺反异构产生的原因、特 点、命名及书写。
第一节
一、 烷烃的命名
烃
环状烃
脂环烃 芳香烃
饱和脂环烃（如环烷烃） 不饱和脂环烃（如环烯烃、环炔烃） 含苯芳烃（如萘、蒽、菲） 非苯芳烃
第一节 烷
一 二 三 四 五
烃
烷烃的命名 烷烃的结构 烷烃的物理性质 烷烃的化学性质 烷烃卤代反应的历程
第二章 饱和烃：烷烃和环烷烃
R H
缩写
CH3 H CH3CH2 H CH3CH2CH2 H
CH3 CH3CH2 CH3CH2CH2
甲基 (methyl)
Me
CH3 CH CH3
乙基 Et (ethyl) 正丙基 Pr (propyl) i-Pr－ 异丙基 (iso-propyl)
R H
R
名称
正丁基 (butyl) 仲丁基 (sec-butyl) 异丁基 (iso-butyl) 叔丁基 (tert-butyl)
叔丁基〉仲丁基〉异丙基〉新戊基〉异丁基〉异戊基
〉戊基〉丁基〉丙基〉乙基〉甲基
直链烷烃：与普通命名法相似。 支链烷烃命名要点：确定主链和处理取代基的位置 问题，遵循“长”、“多”、“低”原则； 选择最长碳链为主链， 使主链上有尽可能多的取代基 取代基上的位次最低 取代基 的 位次与名称 化合物 的 名称
CH3 CH3 C CH3 CH3 CH2 CH CH3
2,2,4-trimethylpentane (2,2,4–三甲基戊烷)
CH2CH3 CH3CH2CHCHCHCH2CH2CH3 CH3 CH3
4-ethyl-3,5-dimethyloctane
CH CH3
CH3 CH3
二甲基乙基甲烷
二甲基乙基异丙基甲烷
(3) 烷烃系统命名法
International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)
（1）选主链 （2）编号 （3）命名
英文：IUPAC，1892， 1979 中文：CCS， 1980
主要烷基的优先顺序（次序规则，见后）
(1) 普通命名法
•
分别用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示
第二章 饱和烃：烷烃和环烷烃
CH3
1 6 5 4
1-甲基-1-环己烯
2 3
H3C 3
4
2 1 6 5
3-甲基-1-环己烯
带有侧链的环烯烃命名:
CH3 CH3
6
5 1 5
CH3
2
4
1
4
3
3
2
1,6-二甲基-1-环己烯
5-甲基-1,3-环戊二烯
(3) 双环化合物--分子中含有两个碳环.
• 其中两个碳环共用一个碳原子的叫螺化合物. • 共用两个或以上碳原子的叫桥环化合物.
烷烃分子中各原子之间都以σ键相连接的，所以两个碳原子 可以相对旋转，形成了不同的空间排布。实际上，在室温下 烷烃（液态）的各种不同排布方式经常不断地互相转变着。
2.3.3环烷烃的结构 • 烷烃是sp3杂化,键角109.5°,环烷烃的碳也是sp3杂 化,但键角不一定一样. 2.3.3.1环丙烷的结构 • C-C键的形成
5 2 3 4
1,2-二甲基环戊烷
• 例2:
例3:
1-甲基-3-乙基环己烷
1,1,4-三甲基环己烷
**小取代基为1位.
环烷的顺反异构:
由于碳原子连接成环,环上C-C单键不能自由旋转. 只要环上有两个碳原子各连有不同的原子或基团, 就有构型不同的顺反异构体. 例: 1,4-二甲基环己烷
顺-1,4-二甲基环己烷
桥头碳
双环[2.2.1]庚烷
例2:
双环[2.1.0]戊烷
例从一个桥头碳原子(含)开始,先编 最长的桥至第二个桥头,再编余下的较长的桥,回到 第一个桥头;最后编最短的桥. (e) 编号的顺序以取代基位置号码加和数为较小.
例4: 例5:
6-甲基双环[3.2.2]壬烷