第二章 烷烃

2．1、烷烃的通式、同系列和同分异构现象

通式：C n H 2n+2

同系列：具有同一通式、结构和性质相似、相互间相差一个或几个CH 2

的一系列化合物。同系列中的各个化合物互为同系物。相邻同系物之间的差CH 2叫做同系差。同系列是有机化学中的普遍现象，同系列中各个同系物（特别是高级同系物）具有相似的结构和性质

很明显，这两种丁烷结构上的差异是由于分子中碳原子连接方式不同而产生的，我们把分子式相同而构造式不同所产生的同分异构现象叫做构造异构；这种由于碳链的构造不同而产生的同分异构现象又称做碳链异构。同理，由丁烷的两种同分异构体可以衍生出三种戊烷：

随着分子中碳原子数的增加，碳原子间就有更多的连接方式，异构体的数目明显增加，己烷有五个同分异构体，庚烷有9个，辛烷有18个，而癸烷有75个，二十烷有366319个。

分析下面烷烃分子中碳原子和氢原子的连接情况:

( b.p. -0.5℃）

异丁烷 (b.p. –10.2℃)

CH 3CH 3CH 3

CH 3

CH 3CH 3CH 3

CH 3

CH 3

CH 2CH 2CH 2CH 2

CH C 正戊烷（b.p. 36.1℃） 异戊烷（b.p. 28℃） 新戊烷（b.p. 9.5℃）

CH 3

CH 3

CH 2

CH 3

3CH 2CH 2CH 3

3CH 3

CH 1° 1°

CH 3

CH 3CH 3

CH 3

CH 3

C

CH

CH 2

1° 2° 3° 4°

其中有的碳只与一个碳原子相连，我们把它叫做一级碳原子，或叫第一（伯）碳原子，可用1°表示；直接与两个碳原子相连的，叫做二级碳原子，或叫第二（仲）碳原子，可用 2°表示；直接与三个碳原子相连的，叫做三级碳原子，或叫第三碳（叔）原子，可用3°表示；直接与四个碳原子相连的，叫做第四（季）碳原子，用4°表示。

氢原子则按其与一级、二级或三级碳原子相连而分别称为第一、第二、第三氢原子或称为伯、仲、叔氢原子。不同类型的氢原子的活泼性不同。 2．2、烷烃的命名

烷烃常用的命名法有普通命名法和系统命名法两种。 2.2.1 普通命名法（习惯命名法）

一般只适用于简单、含碳较少的烷烃，基本原则是：

（1）根据分子中碳原子的数目称“某烷”。碳原子数在十以内时，用天干字甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸表示；碳原子数在十个以上时，则以十一、十二、十三、……表示。例如：

（2）为了区别异构体，直链烷烃称“正”某烷；在链端第二个碳原子上连有一个甲基且无其它支链的烷烃，称“异”某烷；在链端第二个碳原子上连有两个甲基且无其它支链的烷烃，称“新”某烷。例如：戊烷的三种异构体，分别称为正戊烷、异戊烷、新戊烷。

2.2.2烷基的命名

烷烃分子中去掉一个氢原子形成的一价基团叫烷基。烷基的名称由相应的烷烃命名。常见烷基如下：

CH 3— CH 3CH 2— CH 3CH 2CH 2— （CH 3）2CH — CH 3CH 2CH 2CH 2 甲基 乙基 丙基 异丙基 丁基

CH 3(CH 2)10CH 3

CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3

戊烷

十二烷

戊烷

CH 3

CH 3

CH 3

C CH 3

CH 3

CH 3CHCH 2CH 3

CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3

正异戊烷

新戊烷

（CH 3）3C — （CH 3）2CHCH 2— CH 3CH 2CH(CH 3)— 叔丁基 异丁基 仲丁基 （CH 3）3CCH 2— （CH 3）2CHCH 2CH 2— 新戊基 异戊基

烷基通式为C n H 2n+1，通常用R-表示，所以烷烃也可用RH 表示。 对于结构比较复杂的烷烃，应使用系统命名法。 2.2.3 系统命名法

直链烷烃的系统命名法与普通命名法相同，只是把“正”字取消。对于结构复杂的烷烃，则按以下原则命名。

１. 在分子中选择一个最长的碳链作主链，根据主链所含的碳原子数叫做某烷。主链以外的其它烷基看做主链上的取代基，同一分子中若有两条以上等长的主链时，则应选取分支最多的碳链作主链。例如：

正确的选择是2，不是1

２. 由距离支链最近的一端开始，将主链上的碳原子用阿拉伯数字编号。将支链的位置和名称写在母体名称的前面，阿拉伯数字和汉字之间必须加一半字线隔开。例如：

3-甲基丁烷

３. 如果含有几个相同的取代基时，要把它们合并起来。取代基的数目

用二、三、四……表示，写在取代基的前面，其位次必须逐个注明，位次的数字之间要用逗号隔开。例如：

2，2，3-三甲基己烷

CH 3CH 2CH 2 CH CH 2CH 3

CH 3

__CH CH

3_CH CH 3__CH 3

CH 3CH 2CH 2 CH CH

2CH 31

2

CH 3CH 2CH 2CHCH 2CH 3

CH 3

1

2

3

4

5

6

CH 3CH 3CH 3

CH 3

CH 2

CH 2

C CH 3

４. 如果含有几个不同取代基时，取代基排列的顺序，是将“次序规则”（见第二章第一节）所定的“较优”基团列在后面。几种烃基的优先次序为

(CH 3)3C —> (CH 3)2CH — > CH 3CH 2CH 2— > CH 3CH 2— > CH 3— （“>”表示优先于）。例如，甲基与乙基相比，则乙基为较优基团。因此乙基应排在甲基之后；丙基与异丙基相比，异丙基为较优基团，应排在丙基之后。

2-甲基-4-乙基己烷 6-丙基-4-异丙基癸烷

５. 当主链上有几个取代基，并有几种编号的可能时，应当选取取代基具有“最低系列”的那种编号。所谓“最低系列”指的是碳链以不同方向编号，得到两种或两种以上的不同编号的系列，则逐次比较各系列的不同位次，最先遇到的位次最小者，定为“最低系列”。例如：

2，2，3，5-四甲基己烷

上述化合物有两种编号方法，从右向左编号，取代基的位次为2，2，3，5；从左向右编号，取代基的位次为2，4，5，5。逐个比较每个取代基的位次，第一个均为2，第二个取代基编号分别为2和4，因此应该从右向左编号。又如：

2，3，7，7，8，10-六甲基十一烷（而不是2，4，5，5，9，10-六甲基十一烷）

2CH 3

CH

CH CH 2

CH 2

CH 3

CH 3

3

CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3

CH 2CH 2CH 3

CH 3

CH

CH CH CH 2CH 2CH 3CH 3_

CH 3

CH CH 2CH 2CH 2CH 3

CH 3CH 3

C

CH 3

CH 3

CH 2

CH CH

CH CH 3

CH 3

1

2

3

456

7

8

9

10

11

CH 3

CH 3CH 3

C CH 3CH 3CH 2CH CH CH 31

23456(1)(2)(3)(4)(5)(6)