有机化学第五版课件

第一章烷烃及环烷烃掌握烷烃及环烷烃的命名；掌握烷烃的构象和构象的表示和书写方法；掌握环己烷的构象及取代环己烷的构象；掌握烷烃的物理和化学性质和制备方法；了解烷烃的其他性质和相关概念和理论;了解诱导效应。烷烃命名、烷烃的构象、环己烷的构象1.1烷烃的同系列和同分异构现象1.1.1烷烃的同系列C1H4C2H6C3H8(CH3CH2CH3)C4H10(CH3CH2CH2CH3)C1H21+2C2H22+2C3H22+2C4H24+2系列差：CH21.1.2烷烃的同分异构现象烷烃的通式CnH2n+2同系列：具有一个通式，结构相似，性质也相似的化合物系列同系物：同系列中的各个化合物互称同系物1、同分异构体：分子式相同，而原子的连接方式或构型不同的异构体2、烷烃构造式的书写方法a、蛛网式b、结构简式c、键线式：每个端点和折角分别代表一个碳原子CCCHHHHHHHHCH3CH2CH3H3CCHCH3CH2CH3(CH3)2CHCH2CH3CH3CH(CH3)CH2CH33、伯仲叔季碳原子和伯仲叔氢原子直接和一个碳相连的碳原子称为伯碳，与之相连的氢原子为伯氢CHCH2CCH3CH3CH3CH3CH31.2烷烃的命名法1.2.1普通命名法法则：由碳原子的数目依次成为甲烷、乙烷……癸烷，自十一个碳原子以后依次成为十一烷…..1ºC2ºC3ºC4ºCExampleCH4CH3CH2CH3CH3(CH2)10CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH3戊烷异戊烷新戊烷烷基：烷烃从形式上消除一个氢原子而余下的基团称为烷基1.2.2烷基烷基的通式：CnH2n+1甲烷丙烷十二烷甲基CH3-Me-乙基CH3CH2-Et-丙基CH3CH2CH2-n-Pr-异丙基(CH3)2CH-i-Pr-丁基CH3CH2CH2CH2-n-Bu-异丁基(CH3)2CHCH2-i-Bu-仲丁基CH3CH2CH(CH3)-s-Bu-叔丁基(CH3)3C-t-Bu-常见的烷基1.3系统命名法国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）（InternationalUnionofPureandAppliedChemistry）1、选择含有碳原子数目最多的链作为母链或主链；2、主链编号时，使所有取代基的位数之和最小，一般从靠近取代基的一端进行编号；CH3CH2CHCH2CH2CH3CH33-甲基己烷1234563、烷基（汉字）和烷基的位数（阿拉伯数字表示）写在主链的前面，阿拉伯数字和汉字之间用“-”连接；CH3CH2CHCH2CH2CH3CH31234564、含有几个不同的取代基时，顺序依次（次序规则）写在主链的前面，一般小基团在前，大基团在后，甲基乙基丙基丁基戊基己基异戊基异丁基异丙基CH2CH2CCH3CH3CH3CH3CH3123452，2，3-三甲基戊烷5、含有几个相同的基团时，可以合并书写，位数的阿拉伯数字之间用“，”隔开，并用汉字表示出取代基的数目；CH3CH2CHCH2CHCH3CH2CH3CH36543212-甲基-4-乙基己烷ExampleCH3CH2CHCHCHCHCH3CH2CH2CH3CH3CH3CH37654321321Example2，3，5-三甲基-4-丙基庚烷6、主链的选择有选择性时，选择含有取代基较多的链作为主链；CH3CH2CH2CH2CHCH2CHCH3CH3CH3CH387654321123456787、编号有选择性时，编号使取代基的位数之和最小为标准；2，4，7-三甲基辛烷ExampleCH3CH2CH2CH2CH2CCCCH2CH2CHCH3CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH3CH2CH3109876543212-甲基-5，5-二（1，1-二甲基丙基）癸烷3’2’1’或2-甲基-5，5-二-1’，1’-二甲基丙基癸烷1.4烷烃的构象一、构象：具有一定构型的分子通过单键的自由旋转，形成原子在空间的排布不同。二、构象的表示方法HHHHHHHHHHHH乙烷的构象重叠式交叉式1、楔形式2、纽曼式乙烷的构象重叠式交叉式HHHHHHHHHHHH3、锯架式HHHHHHHHHHHH乙烷的构象重叠式交叉式结论：乙烷的构象的稳定性：交错式重叠式交叉式(锯架式表示方法)交叉式(纽曼式表示方法)交叉式(楔形式表示方法)重叠式(楔形式表示方法)重叠式(锯架式表示方法)交叉式(纽曼式表示方法)三、丁烷的构象1.丁烷的构象HHCH3CH3HHHHCH3CH3HHHCH3HCH3HHHHCH3HCH3H对位交错式邻位交错式部分重叠式全部重叠式能量：对位交错式邻位交错式部分重叠式全部重叠式HHClClHHHHClClHHHClHClHHHHClHClH2、1，2-二氯乙烷的构象稳定性：1234稳定性：对位交错式邻位交错式部分重叠式全部重叠式1.5.1烷烃的物理性质一、物质状态烷烃在室温常压下：C1~C4（g），C5~C16（l），C17~（s）二、沸点(b.p.boilingpoint)CH3(CH2)3CH3CH3(CH2)4CH3CH3(CH2)5CH3b.p.36.168.998.41、烷烃的沸点随分子量的增加而逐渐升高；2、相同分子量的烷烃，支链越多，沸点越低。CH3(CH2)3CH3(CH3)2CHCH2CH3CH3C(CH3)2CH3b.p.36.127.99.5三、熔点(m.p.meltingpoint)CH3(CH2)3CH3(CH3)2CHCH2CH3CH3C(CH3)2CH3m.p.–121.7-159.9-16.6练习：戊烷的三个同分异构体中熔点和沸点相差最小的是哪一个？四、相对密度和溶解度1、烷烃的熔点随分子量的增加而逐渐升高；2、相同分子量的烷烃，支链越多，熔点越低，但具有高度对称的熔点最高。2、烷烃不溶解于水，易溶解于有机溶剂。1、烷烃的相对密度随分子量增加而逐渐增大，但都小于1；1.5.2烷烃的化学性质一、氧化反应CnH2n+2+(3n+1)/2O2nCO2(n+1)H2O+燃烧二、烷烃的卤代反应烷烃中的氢原子在光照情况下被卤素所取代，生成卤代烃，并放出卤化氢，该反应称为烷烃的卤代反应。1、氯代反应CH3CH2CH3Cl2光照CH3CHCH3CH3CH2CH2+ClCl57%43%氢的活性比较：3ºH:2ºH:1ºH=5:4:12、溴代反应氢的活性比较：3ºH:2ºH:1ºH=1600:82:199%1.7烷烃的卤代反应的历程1、引发阶段结论：溴对各种氢的选择性较好，特别是三级氢。CH3CH3BrBr2光照CH3CHCH3Br2光照CH3CCH3CH3CHCH2+BrBrCH3CH3CH32、传递阶段3、终止阶段二、自由基的结构和稳定性1、自由基的结构HHH.平面结构伯烷，CH3.自由基接近sp2杂化，其他自由基均为sp3杂化2、自由基的稳定性烷基自由基的稳定性顺序：3º2º1ºCH3•自由基CH3CH3CH2(CH3)2CH(CH3)3CΔH435.1410397.5380.7R-HR.+H.+H1.7烷烃的制备一、武慈合成法卤代烃在乙醚溶液中与金属钠反应，生成高级对称的烷烃的反应。用途：制备高级对称的烷烃，卤代烃为一级卤代烃，卤素为Br2R-X2Na乙醚R-R2NaX++二、二烷基铜锂法RXLiRLiCuIR2CuLi+卤代烃烷基锂碘化亚铜二烷基铜锂R'XR-R'2CuLiBr+2CuLiBr+合成:2CuLiBrBr+LiLiCuITM例如