第二章烷烃 、内容提要 本章主要讨论」饱和烃的命名、乙烷的构象和烷烃的自由基 取代反应机理。应重点掌握自由基取代反应机理和烷烃的化学 性质。 一}烷烃的系统命名法 烷烃的系统命名法主要遵循以下几条基本原则 (1)选取最长的,同时也是包含支链最多的碳链作主链。 (2)对主链编号时应遵守“最低系列”原则。 (3)书写名称时,取代基名称按照“次序规则”依次列出。 二}烷烃的结构 l.烷烃的结构 烷烃分子中的碳原子均为sp3杂化碳原子,碳原子之间、碳原 子和氢原子之间均以键相连。a键键能大,可极化性较小,成键 原子可沿键轴旋转而σ键不被破坏。因此,烷烃分子的结构稳定 2.烷烃的构象 乙烷的构象:乙烷分子有两种典型的极限构象
第二章烷烃 H H H 重叠式 交叉式 丁烷的构象:丁烷分子有四种典型的极限构象 CH ClI H C CH, CHE CH, H H H,C 对位交叉式部分重叠式邻位交叉式全重叠式 (三]烷烃的化学性质 烷烃是很稳定的化合物。常温下与强酸、强碱、强氧化剂、强 还原剂都不起反应,但在较激烈的情况下,如光、热、压力等作用 下,也可发生反应。 1.卤代反应 RH+x2(X2=Br2,Cl2)b或(△→Rx+Hx 该反应的产物通常为混合物。 反应机理: X2-2X 链引发 △ X·+RH→→R·+HX\链增长 R·十X2一Rx+x R·+R R—R R·+X·一RX —链终止 X·+X x2
10 有机化学典型題解析及自测试题 在烷烃的卤代反应中,烷基自由基稳定性次序为:叔(3°)烷基 自由基>仲(2)烷基自由基>伯(1”烷基自由基>甲基自由基。 氢原子被取代的相对活性为:伯(1°)氢<仲(2°)氢<叔 (3°)氢。 卤原子的反应选择性为D>Br>C1>F 2.燃烧(氧化)反应 CH2x+2+O2→nCO2+(n+1)H2O+热能 3.裂化反应 400~600°C 烷烃一 有或无催化剂 较小的烷烃十烯烃+H2 、典型题解析 例2.1命名下列化合物 (1) CHyCH--CH CH-CH2-CH--CH3 CHs CH2 CH3 CH3 CH CH2 CH, CH CH3 (2)CH CH2 CH2 CHCHCH2 CH2 CH2 CH2 CH3 CH(CH3 ) CH3 CH3 CH3 (3)CH3"-CC--CH2 -CHCH3 CH, CHCHs CH2 CH3 解(1)按最低系列规则,应从结构式的左边编号才符合要求
第二章烷烃 CH CH--CH CHCH2-CHCH CH, CH: CH: CH 因此称为:2,4,6-三甲基-3-乙基庚烷。 (2)按优先次序规则 CH(CH3)2>-CHz CH, CH2 CH3 因此称为:5-丁基-4-异丙基癸烷(而不能称为4-异丙基-5-丁 基癸烷)。 (3)应按下面虚线方向选择主链并编号 CHn, CH CH、 CH,—C-C.一CH2一CH-CH CHCH、CH2CH2 CH 因此称为:2,45三甲基-4(1,1-二甲基乙基)庚烷或2,4,5-三 甲基-4-叔丁基庚烷。 例2.2比较下列物质的沸点: A.正己烷 B.2,2二甲基丁烷 C.3-甲基戊烷 解因正己烷为长链锯齿状,分子间力最大,沸点最高。2,2 二甲基丁烷分子接近球形,表面积最小,分子间力最小,所以沸点 最低。3-甲基戊烷居中。因此,三者沸点由高到低为:A>B>C 例23在黑暗中加热,四乙基铅可催化CH4的氯代反应, 为什么? 解因为四乙基铅Pb(C2H5)受热时易分解产生乙基自由 基,乙基自由基与Cl2产生Cl·引发反应。具体的反应机理如下
12 有机化学典型题解析及自测试题 150℃C 链引发Pb(C2H5) Pb+4·C2H CH2CH+Cl2—CH3CH2C|+Cl· 链增长Cl·+CH4 ·CH3-HCl CH3+Cl2→CH:Cl+Cl 习 题 1.写出C6H14的构造异构体,并用系统命名法命名。 2.用系统命名法命名下列各化合物,并指出这些化合物中伯(1°)仲 (2°)叔(3°、季(4°)碳原子。 (I(CH3)2 CHCH(CH3)2 (2)(CH3)3CCH(CH3)2 CH3 (3)CH3 CCH2 CH3 (4)CH3 CH2 CH= CH(CH,) CH2 CH2 CH CH3 CH, CH3 CHa CH= CH--CHCH2 CH (5) CH3 CH--CCH, CH (6) CH3-CH CH-CH CH3 CH3 CH, ch 3.下列各构造式中,哪些代表相同的化合物,而只是书写方式不同? (1) (3) (4)(CH3)2 CHCH2 CH2 CH CH3 CH3 CH2 CH3 (5)CH CH2 CHch CH3 CH3 CH H (7)(CH3):CCH3 (8)CH3(CH2) CH(CH3) (9)CH3 CH2 C(CH3)3 (10)(C2H5)2CHCH3 (11) × (12) CH3 CH2CH2 CHCH3 CH3