3 饱和脂肪烃

C C C
3.2 烷烃的命名方法
普通命名法
1、烷烃的名称用烷，碳原子数从1-10分别用甲、乙、 丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，而十个以 上碳原子数就用十一、十二等数目表示。
2. 用正表示直链烷烃，异表示具有CH3-CH(CH3)表示具有 结构异构体，用新表示具有 (CH3)3CCH2-结构的 异构体。
H3C CH3
1,3,5-三甲基环己烷
CH3
3、环上取代基不同：根据“次序规则”，较优基团给 以较大的编号。
CH3 CH2CH3
1-甲基-2-乙基环己烷
4、桥环烃的命名
桥头碳原子
10 9 8 7 1 2 3 4 5
桥头间的碳原子数 (用"."隔开) 环的数目 二环[4. 4. 0]癸烷 组成桥环的 碳原子总数
4. 立体形状的书写形式
楔形式(伞型式)、透视式（锯架式）、纽曼(Newman) 投影式、费歇尔(Fisher)平面投影式。 伞型式：用正常的粗细的直线表示在纸的平面上，粗线 表示伸出纸面向前，虚线表示在纸面的后面。
H C H H a H C H H b H C H H c
H
H
H
透视式
也叫锯架式，眼睛从碳碳键的斜45°方向看， 用直线表示单键。
H
顺-1,4-二甲基环己烷
反-1,4-二甲基环己烷
H
构象式：
CH3
CH3 CH3 H
不 稳定 反-1,4-二甲基环己烷
CH3 H3C
H
稳定
H CH3
顺-1,4-二甲基环己烷
(ae型)
(ee型)
(aa型)
H H H H H H H H H H H H
由于分子主要以交叉式构象的形式存在， 所以高级烷烃的碳链呈锯齿形。
3.5 烷烃的物理性质
物理常数：纯物质的物理性质在一定条件下的固 定的数值。 沸点（b.p.)、熔点（m.p.)、折光率(n)、旋
光度[α]λ、密度（D）、溶解度、偶极矩（μ）
一般来说，同系列中各化合物的物理常数随分子 量的增加而递变。
C CH
C C C
>
CH CH2
C C H
>
CH(CH3)2
H C H
C
H C C C H C C C H
C
H C C H H H
C
H H C H H H
有机化合物系统命名的基本格式
构型 +
R, S / D, L / Z, E / 顺,反
取代基
+
母体
官能团位号+ 名称
取代基位置号 + 个数 + 名称 (有多个取代基时，中文按顺序 规则确定次序，小的在前)
多元取代的环己烷
1,3-二甲基环己烷构象
CH3 CH3 CH3 CH3
•稳定构象：e键取代基最多的构象、较大基团以e键 与环相连的构象。 •顺反异构： 邻位ee反式、aa反式；ae顺式
1,4-二甲基环己烷的顺反异构
H H
即
H CH3
H CH3
H CH3
CH3
即
H CH3
CH3 H
构型式：
CH3 CH3
• 链引发：氯分子分解为Cl原子。 • 链增长：消耗一个自由基，产生另一个 自由基， 不断循环。 • 链终止：两个自由基碰撞，反应停止。
• 反应活性: 3ºH >2ºH >1ºH
3. 自由基的稳定性
反应速率 活化能 自由基的稳定性
自由基的稳定性顺序：
CH3 CH3– C· > CH3– CH · > CH3–CH2 · > ·CH3 CH3 CH3
环不同反应活性的解释
根据拜尔张力学说： 三元环是正三角形, 键角为60°, 每键向内屈24°44′。 四元环是正四边形，键角为90 °，每键向内屈9 °44′。 五元环是正五边形，键角是108 °，每键向内屈0 °44′。 六元环是正六边形，键角是120 °，每键向外屈5 °66′。
24 44'
o
3.6 烷烃的化学性质
1. 一般反应规律
* 同系列中各化合物的结构类似，它们的化学性 质也基本类似。 * 烷烃具有较大的稳定性，与强酸、强碱以及常用的 氧化剂都不发生反应。但在高温、光照或有催化剂存 在下，可发生氯代反应等。
2. 甲烷的氯代反应
* 需要日光（紫外光）或高温的条件。
甲烷氯代反应的机理
I > Br > Cl > F > O > N > C > D > H
（2）若取代基的第一个原子相同，则比较与该原子 相连的后面原子，直到比较出大小为止。 H H H H C CH3 C H C H C H CH3 H CH3 CH2CH3
（3）含不饱和键时的规则：连有双键或叁键的原子 可以认为连有两个或三个相同的原子。
9 44'
o
44
’
-5 16'
o
3.12 环己烷的构象
3 5 4 1
1 6
2
2 6
3 5
4
Байду номын сангаас
•两种椅式构象互相转化:室温下a键和e键可以互相转换， 一种椅式构象变化为另一种椅式构象的能垒为46kJ/mol。
环己烷椅式构象的书写
环己烷衍生物的构象
单取代的环己烷
* 稳定构象：取代基以e键与环相连的构象。
系统命名法 / IUPAC命名法
1. 选主链： * 选择一个最长的碳链作为主链，称为某烷， 以此为母体，将主链以外的其它烷基看作取代 基。
2. 编号： （1）当主链 上只有一个支链时，由距离支链最 近的一端开始编号，支链的位号就是它所连的 碳原子的位号。 例：CH3-CH2-CH2-CH-CH2-CH3 CH3 （2）当主链上有两个以上支链时，从主链的任 意一端开始编号，得到两套表示取代基位置的 数字，采取“最低系列”编号法。
6
十氢萘
桥 头 碳：几个环共用的碳原子， 环的数目：断裂二根C—C键可成链状烷烃为二环；断裂三根C—C 键可成链状烷烃为三环 桥上碳原子数：不包括桥头C，由多到少列出 环的编号方法：从桥头开始，先长桥后短桥
5、螺环烃的命名
2 3 4 10 9 1 6 5 7 8
螺[4. 5]癸烷
除螺C外的碳原子数 (用"."隔开)
3.8 环烷烃分类
分类：单环烷烃、桥环烷烃、螺环烷烃
3.8 环烷烃的异构
环烷烃的通式：CnH2n
结构异构：
立体异构：(环中不同碳原子上连有一个以上取代基时) H3C H CH3 H3C
H
H
H
CH3
3.8 单环烷烃的命名
1、简单环烃：在开链脂肪烃名称前加“环”。英文名称加
“cyclo-”。
环己烷 2、环上有一个以上相同的取代基：用“最低系列”法将环 编号。
H HH H H H H H H H H
H
投影式
也叫Newman投影式，眼睛是从碳碳键的轴线看， 前面的碳原子用 表示，后面的碳原子用 表示。
HH H H H H
3.4 烷烃的构象
构象:由于单键可以旋转，使分子中原子或基 团在空间产生不同的排列，这种特定的排列 方式，称为构象。
正丁烷的构象
高级烷烃的碳链呈锯齿形
第3章 饱和脂肪烃(Alkane)
3.1 烃的分类
烷烃的通式
每个化合物之间在组成上相差CH2或它的整 数倍，烷烃的通式为CnH2n+2。
烷烃的异构
• 己烷（C6H14)有多少个同分异构体？分别写 出己烷所有的同分异构体。
C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C
碳原子及氢原子的类型
CH3 H3C C CH3 CH2 CH3 CH
1oH 2oH 3oH
CH3 1oC
2oC 3oC 4oC (仲) (叔) (季)
(伯)
与一个碳原子相连的碳为一级(primary)碳原子； 与二个碳原子相连的碳为二级(secondary)碳原子； 与三个碳原子相连的碳为三级(tertiary)碳原子； 与四个碳原子相连的碳为四级(quaternary)碳原子。
“最低系列”编号法
• 逐个比较两种编号法中表示取代基位置的 数 字，最先遇到位次较小者，定为“最低系列”。 例： CH3 CH3 CH3-CH-CH2-CH-C-CH3 CH3 CH3 左-右：2，4，5，5 右-左：2，2，3，5
次序规则
（1）若取代基的第一个原子不相同，比较原子序 数，序数大的为优先基团（大基团）；同位素，则质 量大的为优先基团。
1 4 5 3 2 7 6
组成桥环的 碳原子总数
4−甲基螺[2. 4]庚烷
编号从小环开始 取代基数目取最小
3.10 环烷烃的化学特性
1.催化氢化
+ H2 Ni o 80C Ni 200C
o
CH3CH2CH3
+
H2
CH3CH2CH2CH3
* 五、六员环在此条件下很难发生反应。
2.与溴加成反应
+ Br2 Br2
室温
Br
CH2 CH2CH2
Br
+
高温
Br
CH2CH2CH2CH2
Br
• 环丙烷很活泼，在暗处、室温下即可反应。
3.11 环烷烃的结构
1885年，拜尔(Baeyer A.)提出了张力学说： 根据：甲烷的正四面体模型 假设：成环后，所有碳原子都在同一平面上。 结论：如果成环后，所有碳原子的每两键间 的正常角度为109.5°,则这种环不仅容易形 成，而且生成的环状化合物很稳定。
3.3 烷烃的结构
1. 碳原子杂化轨道的形成
2p2 2s2 1s2
sp3
sp2
2p3 2s1 1s2
p
sp
p
2. 甲烷的结构
H
0.109nm
H H
C
109。28'
H
图3-1 甲烷的正四面体
图3-3 甲烷分子形成示意图
* 由碳原子的sp3杂化轨道与4个氢原子s轨道沿着电子云密度最 大的对称轴方向相互重叠，形成了四个相等的共价键。