第六版 有机化学第二章

13
有机化合物的构象常用的三种三维式
伞式
H HH
H H H
14
锯架式 sawhorse formula
Newman投影式 Newman projection formula Newman投影式
15
四、 构象
构 象
仅由于C—Cσ键旋转而引起分子中 键旋转而引起分子中 仅由于 键旋转 的原子或基团在空间的不同排列形 式称为构象conformation。 式称为构象 。
1. 甲烷的卤代反应： 甲烷的卤代反应：
C H 4 + C l2 hv C H 3 C l + HC l
31
反应机理： 反应机理： Free radical chain reaction Chain initation step： ：
Cl2
hv
2Cl
Chain propagation step： ：
2, 4, 5 2, 3, 5
中文名称： 中文名称：2,3,5-三甲基己烷 三甲基己烷 英文名称： 英文名称：2,3,5-trimethylhexane
10
（二）含复杂支链的命名法
11
三、 烷烃的结构
110pm
154pm
12
烷烃的结构特点
烷烃分子中的碳都是sp 杂化。 烷烃分子中的碳都是sp3杂化。 具有四面体的结构特征 当烷烃中的碳原子数大于3的时 当烷烃中的碳原子数大于3 候，碳链就形成锯齿形状。 碳链就形成锯齿形状。 烷烃中的碳氢键和碳碳键都是σ 烷烃中的碳氢键和碳碳键都是σ 键，可以“自由”旋转。 可以“自由”旋转。
36
[A…B…C]
位 能
A+B-C
E活
E'
E'
逆反 应活化能
∆H
A-B+C 产物
反应物
反应进程
37
活化能和过度态
δ
δ δ δ [CH3---Cl---Cl]＃ 8.4kJ/mol CH3.+Cl2
[CH3---H---Cl]＃ 17kJ/ mol
CH4+Cl. CH4+Cl.
38
CH3
H+ X F Cl Br I
H3C• CH3 C• H2 CH3 C• H CH3 C• (CH3)3 435.4 410.3
397.4
380.9
CH4
C2H6
CH3CH2CH3
(CH3)3CH
烷基： 烷基：
。 R > 2。 R > 1。 R 3
42
能稳定自由基的因素也能稳定过渡态。 能稳定自由基的因素也能稳定过渡态。
43
16
H H H H H
H
H H
HH
H H
17
1. 乙烷的构象
H
φ
(1) 两面角
H
单键旋转时， 单键旋转时，相邻碳上的其 他键会交叉成一定的角度( 他键会交叉成一定的角度(φ)， 称为两面角。 称为两面角。
两面角为0 时的构象为重叠式构象。 两面角为0° 时的构象为重叠式构象。 两面角为60 60° 时的构象为交叉式构象。 两面角为60° 时的构象为交叉式构象。 两面角在0 之间的构象称为扭曲式构象。 两面角在0-60o之间的构象称为扭曲式构象。 18
（Tert or t ）
7
（3） 有机化合物系统命名的基本格式 ）
构型 +
R, S; D, L; Z, E; 顺,反 反
取代基
取代基位置号 + 个数 + 名称
+
母体
官能团位置 +名称 名称
多个相同的取代基合并，各编号间用“，” 多个相同的取代基合并，各编号间用“ 隔开。取代基个数 个数用 ）、三 隔开。取代基个数用二（di）、三（tri）、 ）、 ）、 数字表明； 四（tetra）……数字表明；如果是不同取代 ） 数字表明 优先基团在后。 基，优先基团在后。 8
29
n-C4H10+13/2O2 8.4 ~ ~ 2878.2
E内越高，∆Hθ越大 越高，
i-C4H10+13/2O2
~ 2869.8 ~
E内越低， 越低， ∆Hθ越小
4CO2+5H2O
30
（二） 烷烃的卤化 自由基反应
1、光照、加热； 、光照、加热； 2、反应中若有少量氧气存在则反应会推迟一段时间进行； 、反应中若有少量氧气存在则反应会推迟一段时间进行； 3、反应的活性顺序： F2＞Cl2＞Br2＞I2； 、反应的活性顺序： ； △ 。H > 2。H > 1。H 4、对于底物反应活性： 4、对于底物反应活性：3 5、 对于同一底物不同的反应部位，溴代差别大而氯代差别小。 、 对于同一底物不同的反应部位，溴代差别大而氯代差别小。
5
（2） 烷基的命名 ） 烷基的命名:
其英文命名是将烷烃词尾的-ane改为 ， 改为-y1， ★其英文命名是将烷烃词尾的 改为 常见的烷基结构和名称如下： 常见的烷基结构和名称如下：
6
此外，两价的烷基称为亚 此外，两价的烷基称为亚基， 三价的烷基称为次 三价的烷基称为次基。
（sec or s） ）
35
过渡态理论
化学反应都要经过一个过渡态才能完成。 化学反应都要经过一个过渡态才能完成。
=
A + BC
A ........ B ........... C
AB + C
过渡态的特点: 过渡态的特点 （1）能量高。 ）能量高。 （2）极不稳定，不能分离得到。 ）极不稳定，不能分离得到。 （3）旧键未完全断开，新键未完全形成。 ）旧键未完全断开，新键未完全形成。
H3 C + HX
Ea 4 17 75 ＞ 141
39
Ea CH3 H + Br CH3 H + Cl
[ CH3 H Br ]
H3C + HBr 75 H3C + HCl 17
[ CH3
H
Cl ]
（3）卤代反应的取向 ）
Cl(Br)
Cl2(Br2) + hv 55(97)% 45(3)%
Cl(Br)
24
偶数碳 奇数碳
25
（三 ）密度 烷烃的密度均小于1（ 烷烃的密度均小于 （0.424-0.780)
（四） 溶解度 烷烃不溶于水，溶于非极性溶剂 烷烃不溶于水，溶于非极性溶剂.
26
（五）波谱性质： 波谱性质： 1. 1H-NMR δ 值：0.9~1.8
2. IR C—H 伸缩振动 3000~2850cm-1 强吸收 弯曲振动 1465~1340cm-1 3. MS M-15，M-29，M-43，M-57 ， ， ，
H
H H
34
（2） 卤代反应的速度 ）
C H 4 + X2 CH3 X + HX
F2>Cl2>Br2>I2
甲烷卤代反应的反应热∆HΘ(kJ/mol) 反应 X2→2X . CH3-H+X . →CH3 .+HX CH3 .+X-X →CH3-X+X . 总的∆HΘ F2 +159 -130 -293 -423 Cl2 +243 +4 -105 -104 Br2 +192 +67 -101 -34 I2 +151 +140 -83 +55
基团的次序规则： 基团的次序规则：
CH3
CH3CH2
CH3CH2CH2
CH3CH2CH2CH2
CH3CH2CH2CH2CH2
(CH3)2CHCH2CH2 (CH3)2CHCH2 CH3CH2CHCH3 (CH3)3C
(CH3)3CCH2
CH3CHCH3
9
例一
1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 CH3CHCH2CHCHCH3 CH3 H3C CH3
第二章 烷烃和环烷烃
1
exit
第一节 烷烃提纲
一、命名 二、结构 三、构象 四、物理性质 五、化学性质
2
一、烷烃的命名
系统命名法： （一） 系统命名法： IUPAC CCS (Chinese Chemical Society) 1. 直链烷烃的命名: 直链烷烃的命名 烷烃的英文名称是在meth-，eth-，prop-， 烷烃的英文名称是在 ， ， ， but- 等表示碳原子数的词头后，加上词尾 等表示碳原子数的词头后，加上词尾-ane
（4）乙烷构象势能关系图 ）乙烷构象势能关系图
E
旋转角
19
2. 丁烷的几种极限构象： 丁烷的几种极限构象：
全重叠式： 全重叠式：
邻位交叉式： 邻位交叉式：
20
部分重叠式： 部分重叠式：
对位交叉式： 对位交叉式：
21
（2）正丁烷的构象势能关系图
能量
部分重叠式 2
15.9kJ/mol
全重叠式： 全重叠式：
H
CH3
H
H
H3C
H
H
CH3 H
CH3
CH3 CH3
H
CH3
H
CH3
CH3
49
三、环烷烃的性质
（一）物理性质 环烷烃的分子结构比链烷 烃排列紧密，所以，沸点、 烃排列紧密，所以，沸点、熔 点、密度均比链烷烃高。 密度均比链烷烃高。
偶极矩（µ） µ=qd 偶极矩（ ）
23
（一）沸点 沸点 （1）沸点一般很低 （2）随相对分子质量增大而增大。 ）随相对分子质量增大而增大。 （3）相对分子质量相同、支链多、沸点低。 ）相对分子质量相同、支链多、沸点低。 （二） 熔点 （1） 随相对分子质量增大而增大。 ） 随相对分子质量增大而增大。 （2） 偶数碳烷烃比奇数碳烷烃的熔点升高值大 ） （3）相对分子质量相同的烷烃，支链增多，熔 ）相对分子质量相同的烷烃， 链增多， 点下降。 点下降。