有机化学课件 - 第二、三章烷烯炔二烯

预测
CH3 CH3 CH CH CH3 CH3
在室温下氯代，各种一氯代产物得率之比
解： 1º H卤代物 ：3º H卤代物 = 1×12 ：5×2
一、结构
二、烷烃的异构
（一）碳链异构 （二）构象异构
(一)普通命名法 直链 含端基的
(二)系统命名法
1、烃基的命名
2、次序规则
3、系统命名原则
三、烷烃的命名
CH3
CH3 H H CH3 H H
H H H
CH3 H
丁烷分子的位能曲线图
五、烷烃的命名(nomenclature)
(一)普通命名法 1、直链烷烃 1~10个碳原子的直链烷烃
CH4 甲烷(methane) C3H8 丙烷(propane)
C5H12 戊烷(pentane ) C7H16 庚烷(heptane) C9H20 壬烷(nonane)
烃 — 由C、H 两种元素组成的化合物
烷烃 CH3CH3 饱和烃 链烃 烯烃 不饱和 CH2=CH2 炔烃 CHCH 脂环烃 环烃 芳香烃
烃
CH4
CH3 CH CH CH3
HC CH
OH
第二章 烷烃 (Alkane)
一、结构(structure)
CH4 C-H σ键
H C H H H H
C
其它烷烃
E
重叠式
交叉式
0° 60°
交叉式
120°
C-C键旋转角度
乙烷分子的位能曲线图
又如：CH3CH2CH2CH3
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
H3 C
CH3
CH3 CH3
CH3
H3C
CH3 CH3
CH3 H CH3 H
H H
H H H CH3
H H
H H H CH3
1 CH
3
H3C 2CH
CH3
CH3 CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH3 CH3
2，4，7-三甲基-3-乙基辛烷
CH3 CH2 CH
1 2
CH CH3
CH2 CH3
CH3 CH2
3-甲基-4 -乙基己烷
（1）选择主链
选择含碳原子数最多的碳链作主链。 若有等长的碳原子数最多的碳链，则选 择含取代基较多者作主链。
CH3CHCH2CH=CHCH2CH3 CH3
3-正丙基-1-己烯
6-甲基-3-庚烯
CH2 CH3
CH3CHCH=CHCH2CH3 CH3
CH3 H
CH2 C C CH2
2-甲基-3-己烯
CH3
Z- 3-乙基-2-己烯
写出分子组成为C5H10的烯烃所有同
分异构体，并用系统命名法命名(构型用
顺∕反法或Z∕E法标记)
③将构型标记于化合物名称前。
练习： 标记构型
CH3 C C H
H C C Cl
CH3 COOH
C H3
CH3 C C H
Cl C H
Cl CH2CH2CH3
CO O H C H
NH2 CH3 OH SOH3 CN CH2CH3
四、烯烃的命名
(一)选择主链
选含双键的最长碳链为主链。
(二)编号
从靠近双键一端开始。若双键处于链 中央，则从靠近取代基一端开始。
①
CH2
CH
CH2
②
CH 2 CH3
CH3 CH2 C CH3 CH2
③
CH3
CH2 CH3 CH 3
CH
CH2
④
CH2 CH2
CH3 CH2 CH CH2 CH CH3 CH
3
⑤＞ ③ ＞ ② ＞ ① ＞ ④
⑤
(3)重键
视为连两个(双键)或三个(三键)相同原子
CH2 CH CH2
C C COOH
2º
3º
C H3 C H3C C H 3
1º H3 C 4º
C H3
碳链异构产生的原因: C原子的连接顺序或方式不同 碳链异构属于构造异构 (constituctional isomers) 构造 :原子(基团)连接成分子的方式顺序
CH3
CH2 CH2 CH2
CH2
CH3
CH3
CH3 CH2 CH2 CH CH3
（11）
（5）
（2）
C C COOH
O H （4）
H 3C HOOC CI
C
C
O
O H （3）
H CI COOH
（7）
H3C CI COOH
（1）
（8）
（6）
第一步: 确定主体名称——选择主链 第二步: 确定支链位置——对主链编号 第三步: 确定化合物名称（支链位置名称-主 体名称
3、系统命名原则
例： CH3CH2CH2CH2CH3
1º 2º
1º
C H3C H2C HC H 3 C H3
3º
C H3 C H3C C H 3 C H3
叔(3º 叔 )氢
4º
碳原子的类型
伯(1º 伯)氢
一级
仲(2º 仲 )氢
二级
三级
四级
季(4º )氢 季
CH3CH2CH2CH2CH3
1º 2º 1º
1º
C H3C H2C HC H 3
—比较不同基团先后顺序的规则
(1)比较键合原子的原子序数
CH3 CH3 CH CH Cl OH CH2 CH CH3
序数大者优先 OH Cl
① ②
CH3
③
(2)若所比的原子相同
比较连在其上的其它原子的原子序 数，若仍相同,则依次往下比较,直至 找出差异为止.
CH 3
CH3 CH2 CH CH2 CH2 CH3
(三)命名
取代基位次-取代基名称-双键位次化合物主体名称（某烯）.
(四)标记构型
若需标明构型,则在整个名称前标明双键
的位置、构型(顺、反或Z、E).
CH2CH3 C CH3 C H H3C CH2 C C CH3 H
(2E,5Z)- 3,6二甲基-2,5-辛二烯
CH2=CHCHCH2CH2CH3 CH2CH2CH3
CH2=CHCH2CH2CH3 CH3CH=CHCH2CH3
H C CH3 C CH2CH3 H
1-戊烯 2-戊烯
H C C H CH2CH3
CH3
顺-2-戊烯 Z-2-戊烯
反-2-戊烯 E-2-戊烯
CH3 CH2 = CCH2CH3
CH3 CH2 = CHCHCH3
（3）其它烷烃的卤代反应
Cl2 C H3C H2C H3 光
C H3C H2C H2C l + C H3C HC H 3
1-氯丙烷（43%）
Cl 2-氯丙烷（57%）
不同H的活性比 1º ： 2º ： 3º = 1 ：4 ：5 H H H
自由基的相对稳定性： . . . . (CH3)3C > (CH3)2CH > CH3CH2 > CH3
2,2,6-三甲基-3-乙基-4-正丙基庚烷
C 2H5
2 1 CH(CH3)2
6 4 C 2H5-C-CH2-CH-CH-C 2H5
CH3 CH3
2,4,6-三甲基-3,6-二乙基-辛烷
六、烷烃的化学性质
(chemical
properties of alkane)
稳定 原因：分子中只有 键
1、氧化
C
O O H
③ ＞②＞ ①
比较下列基团大小顺序 1）
-CH-CH3 与 CH3
CH 3
CH2 -CH2 -CH3
2）
C-CH 3 CH 3
与 -CH2-OH
O
3）
与
-C-CH3
CH3CH2CH2
C H3C HC H 3
H3C CH CH
（12）
（10）
CH2 O H
（9）
O H3C O C
CH2 CH CH2
H3C CH CH CH3
二、烯烃的结构(structure) 双键C:
2 sp
π σ
C=C
复习σ键和π键的特点
三、烯烃的异构 (一)碳链异构 (二)官能团位置异构
例：C5H10
CH2 CH CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH CH2 CH3
CH2 CH
CH CH3 CH3
CH3 CH C CH3 CH3
mp.270℃
延胡索酸
H C C H
COOH
CH3 COCl 140℃
O H C C H C C O
O
O + H2O
COOH
H C C HOOC
COOH
异构化 270℃
- H2O
H H
C C
C O C O
H
H3 C Cl
H3 C
Cl
2、顺反异构产生的原因
①分子中有不能自由旋转的因素
A C B
1 2
C-C σ键
sp3杂化
H
C H C
二、同系列 (homologous)
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 ……
同系物：结构特征
相同、组成上相差 n个CH2的化合物
同系列:由同系物
组成的系列
三、组成通式
CnH2n+2
系差： CH2
四、烷烃的异构
（一）碳链异构( carbon chain isomers)
①链引发 Cl:Cl + 能量─→Cl. + Cl.
Cl. + H:CH3 ─ → HCl + CH3. CH3. + Cl:Cl ─ → CH3Cl + Cl. ③链终止 Cl. + Cl. ─ → Cl2 Cl. + CH3.
②链增长
─ → CH3Cl
CH3. + CH3. ─ → CH3CH3
CH3CH2CH
3
CH3CH CH3
C H3C C H3
CH3CH2CH2CH3
C H3C HC H 3 C H3
CH3 CH3CCH3 CH3
(二)系统命名法(IUPAC nomenclature ) 1、烃基的命名
烃基： RH
脂肪烃基
Ar-H
芳香烃基
命名： 将相应的烷烃的“烷”字改为“基”字 如：
CH3 CH3 CH2 CH
CH3
CH3 CH CH CH3 CH3
CH3 CH3 C CH3 CH2 CH3
CH2 CH3
（二）构象异构
(conformational isomerism )
如：CH3CH3
H
HH
H H
H H H
H H
H H
重叠式
交叉式
优势构象
构象:
连在以σ键成键的原子上的多个原子 （基团）的空间排布形象。 构象异构： 由于σ键旋转，导致产生的不同空间 排布。 构象异构属于立体异构。
（2）对主链编号 2
从离支链最近端开始. 若两端离支链等距，则从使其他支链
编号最小端开始，或较小基团一端开始
பைடு நூலகம்
（3）写出化合物名称
主链名称：
根据C原子数称“某 烷” 取代基： 按优先基团往后排原则依次列于主 链名称前(取代基位置、数目、名称。 位置、数目之间用短线连接）
CH3 4 1 CH CH CH CH CH C CH 3 3 2 2 5 CH C H CH 2 2 5 3 CH CH 3 CH3
CH3甲基 CH3CH2CH2正丙基
CH3CH2- 乙基 CH3CH2CH2CH2- 正丁基
CH3 CH CH3
CH3 CH CH2 CH3
仲丁基
CH3 H3C C CH3
异丙基
H3C CH CH2 CH3
异丁基
叔丁基
H2 C CH
乙烯基
H3C CH CH
丙烯基
CH2 CH CH2
烯丙基
2、次序规则
四、烷烃的化学性质
1、氧化
2、卤代反应及机制
甲烷 其他烷烃
烯烃 不饱和烃 炔烃 烃 脂环烃 环烃 芳香烃
链烃
饱和烃
第三章 烯烃、炔烃、二烯烃
3-1 烯烃(alkene)
一、定义和分类
定义: 分类:
单烯烃 （通式 CnH2n） 多烯烃
H2 C CH2
CH=CH-CH=CH2
CH3 CH3 CH2 CH CH CH C CH2 CHCH3
CH2 C CH2 CH3 CH3
(三)顺反异构（cis-trans isomerism） 1、顺反异构现象
CH3 C C H CH3 H
CH3 C C H CH3 H
bp. 3.5℃
HOOC C C H COOH H
bp. 0.9℃
HOOC C C H COOH H
mp.130℃
马来酸（富马酸）
CH4 + 2O2
燃烧
CO2+H2O
2、卤代反应 （1）甲烷的卤代反应
光
CH4 + Cl2
光
CH3Cl CH2Cl2 +
+ HCl
一氯甲烷 CH3Cl + Cl2 HCl
二氯甲烷 CH2Cl2 + Cl2
光
CHCl3 +
HCl
三氯甲烷（氯仿） CHCl3 + Cl2
光
CCl4 + 四氯化碳
HCl
（2）反应机制（reaction mechanism) 自由基链锁反应：
D C E
A C B
1 2
E C D
②
A
A≠B
C
1 2
D≠E
D C E
A C B
1 2
D
C D
A
3、顺反异构体构型的标记 (1)顺／反标记法
例：
Br C C CH3 Br CH2CH3
Br C C CH3 CH2CH3 Br
反-2，3-二溴-2-戊烯
顺-2，3-二溴-2-戊烯
反-1-甲基-4-氯环己烷
找出分别连在双键（或环）两个原子上相 H3C H3C Cl 同的基团，根据其在双键的同侧或异侧确定 C l同侧—顺 异侧—反 顺反构型：
顺
(2) Z／E标记法
Br C C C 2H5 COOH CH3
E-2-甲基-3-溴-2-戊烯酸
①确定出每个双键C上的优先基团。
②比较各优先基团的相对位置，确定构型— 同侧为Z型、异侧为E型。
C2H6 乙烷 (ethane) C4H10 丁烷(butane)
C6H14 己烷(hexane) C8H18 辛烷(octane) C10H22 癸烷(decane )
11个碳原子以上的烷烃 用中文数字命名 如:
C11H24 十一烷 C20H42 二十烷
2、含端基的烷烃
端基用词头“正、异、新”来区分 CH