环烷烃的化学反应
烷烃烯烃环烷烃芳香烃的鉴别
烷烃烯烃环烷烃芳香烃的鉴别1.引言1.1 概述烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃是有机化合物中常见的四类化合物。
它们在化学性质、物理性质和化学反应等方面有着很大的差异，因此，对它们进行准确的鉴别至关重要。
烷烃是一类由碳和氢组成的直链或支链链状化合物。
它们具有饱和的碳-碳单键，因此相对稳定。
在室温下，大多数烷烃是无色、无味、无毒的液体或气体，不溶于水，但溶于有机溶剂。
烷烃的物理性质主要取决于它们的分子量和分子结构。
烯烃是一类含有一个或多个碳-碳双键的化合物。
由于双键的存在，烯烃具有一定的不饱和性，对于化学反应来说更加活泼。
烯烃的物理性质与烷烃类似，但由于不饱和性的存在，烯烃容易发生加成反应。
环烷烃是一类由碳组成的环状化合物。
环烷烃分子内的碳原子通过碳-碳单键相连接，这种结构使得环烷烃更加稳定。
环烷烃的物理性质通常与烷烃相似，但由于环结构的存在，环烷烃在一些化学反应中表现出特殊性质。
芳香烃是一类含有苯环结构的化合物。
苯环由六个碳原子构成，每个碳原子通过一个碳-碳单键和一个碳-氢单键相互连接。
芳香烃通常具有特殊的香气，因此得名。
芳香烃的物理性质与烷烃有所不同，化学反应也更具特异性。
本篇文章旨在介绍烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃的主要特征和鉴别方法，以帮助读者准确判断和区分这些有机化合物。
通过了解它们的物理性质和化学反应，我们可以更好地理解它们在实验室和工业中的应用，为相关领域的研究和应用提供指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的整体框架和各个部分的内容安排，以及每个部分的主题和目标。
文章结构部分的内容示例：1.2 文章结构本文共分为三个主要部分，具体结构如下：第一部分为引言部分，旨在介绍本文的背景和主题，并说明文章的目的和意义。
第一小节对烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃进行简要概述，以帮助读者对这些化合物有一个整体的了解。
第二小节是文章的主要部分，介绍了烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃的鉴别方法。
第三小节是结论部分，对文章的主要内容进行总结和归纳，并就烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃的鉴别提出一些结论和建议。
有机化学第三章环烷烃
※ 在不同的环烃中键角大于或小于 109o28’，而正常的 SP3 杂化轨道之间的夹角为 109°28′ 即 C － C 之间的电子云 没有达到最大程度的重叠。
1 （109° 28′－60° ）＝ 24° 64′ 2 1 （109° 28′－90° ）＝ 9° 44′ 2 1 （109° 28′－108° ）＝ 0° 44′ 2 1 （109° 28′－120° ）＝ -5° 16′ 2
两个环共用两个或两个以上碳原子的化合物称桥环化合物。
3、环戊烷的结构
C：sp3杂化，轨道夹角109.5o，五边形内角为108o角张力： 109.5-108＝1.5o 可见，环戊烷分子中几乎没有什么角张力，故五元 比较稳定，不易开环，环戊烷的性质与开链烷烃相似。
事实上，环戊烷分子中的五个碳原子亦不共 平面，而主要是以“信封式”构象存在，使 五元环的环张力可进一步得到缓解。
二、化学性质
结构分析：C-C, C-H σ键牢固，化性稳定，似烷烃；
但C3—C4环易破，环可以加成，似烯烃。
1、取代反应
+ Cl2 光照 + HCl Cl Cl + HCl
+ Cl2
加热 300oC
反应条件加强, 反应程度减弱。
2、加成反应
小环烷烃，特别是环丙烷，和一些试剂作用时易发生开环。 A: 加氢（随碳原子数增加，环的稳定性增加；加氢反应条 件也愈苛刻）
7 6 5 4 3
9 1 2 8
10
1 2 5
7
6
5 4
3 2 1 CH3
7 CH3
6
4
3
8
9
螺[2, 4]庚烷
7-甲基螺[4, 5]癸烷
1－甲基螺［3，5］－5－壬烯
第二章烷烃环烷烃自由基反应历程解析
烷烃名称的写出
（1）将支链（取代基）写在主链名称的前面。 （2）取代基按“次序规则”小的基团优先列出。 烷基的大小次序：甲基<乙基<丙基<丁基<戊基 <己基<异戊基<异丁基<异丙基。 （3）相同基团合并写出，位置用2，3……标出, 取代基数目用二,三……标出。 （4）表示位置的数字间要用逗号隔开，位次和 取代基名称之间要用“半字线”隔开。 例如： 可将烷烃的命名归纳为十六个字：最长碳链， 最小定位，同基合并，由简到繁。
（1）称为环某烯。 （2）以双键的位次和取代基的位置最 小为原则。 例如：
CH 3
环戊烯 1-甲基环戊烯
环烯烃的命名
CH 3 CH 3
3，4-=甲基 环己烯 1，3-环戊烯 2-甲基-1，3环己二烯
多环脂肪烃的命名
（1） 桥环烃（二环、三 环等） 分子中含有两个或 多个碳环的多环化合物中， 其中两个环共用两个或多 个碳原子的化合物称为桥 环化合物。
选择主链 ：a 最长碳链b取支链多的
CH 3-CH2 CH CH CH 2-CH3 CH 2 CH CH 3 选择错误 CH 3 CH 3 选择正确 CH 3-CH2-CH CH 3 CH 3 CH CH CH-CH 3 CH 2 CH 3 选择正确 CH 2 CH 3 选择错误
碳原子的编号
(1) 从最接近取代基的一端开始，将主链碳原子用1、2、 3……编号
三、烷烃的结构
CnH2n+2
109°28′
C H H
sp3
?
H C H
CH4
+ 4
H
甲烷分子的形成
为什么烷烃分子中碳原子为四价， 且四个价键是完全相同的呢？
溴化氢的开环反应
溴化氢的开环反应通常是在与环烷烃发生加成反应时生成的，这个过程可以生成稳定的溴代烷基正离子和溴负离子。
具体来说，溴化氢（HBr）与环烷烃首先发生加成反应，生成稳定的溴代烷基正离子和溴负离子。
这个加成反应是通过分子间的相互作用，将溴负离子与环烷烃的碳原子结合，生成新的有机化合物。
随后，由于溴化氢是强酸，它能够将下一步生成的溴负离子进行质子化，使得分子更容易解离。
这个过程称为解离，生成的分子更容易分解成单独的组分。
接下来，环烷基正离子经过质子转移和碳迁移反应，发生重排，生成更稳定的烷基正离子。
这个重排过程是化学反应中的一种重要机制，它使得分子内部的电子分布更加平衡，从而让分子更加稳定。
最终，烷基正离子与溴负离子结合，生成稳定的烷基溴化物。
这个过程完成了溴化氢的开环反应，生成了新的有机化合物——烷基溴化物。
环烷烃的结构特点
环烷烃，作为烃类的一种特殊形态，具有其独特的结构和性质。
从结构角度来看，环烷烃可以视为一个或多个碳原子构成的闭合链，其中每个碳原子都与其它碳原子通过单键或双键连接。
这些碳环结构是环烷烃的主要特点之一。
在环烷烃中，最常见的碳环是五元环和六元环，因为这两个环的碳原子数是最稳定的。
此外，环烷烃的稳定性也与其取代基有关。
例如，当环上有一个或多个甲基时，其稳定性会增加。
同时，如果环上的氢原子被其他基团取代，其稳定性会降低。
除了碳环结构外，环烷烃还具有一些特殊的性质。
例如，由于其结构紧凑，环烷烃的沸点相对较低。
此外，由于其饱和性，环烷烃的化学性质相对稳定，不易发生氧化或聚合等反应。
环烷烃的合成方法通常是通过某些特定反应来完成的。
例如，通过烷基化反应可以将烷基引入到环中，或者通过某些特定反应来构建碳环结构。
这些合成方法的选择取决于所需的环烷烃的结构和性质。
总的来说，环烷烃是一种具有独特结构和性质的烃类。
其独特的碳环结构使得环烷烃在化学和物理性质上表现出与开链烃不同的特点。
同时，由于其稳定的化学性质和较低的沸点等特点，使得环烷烃在许多领域都有广泛的应用。
通过不断深入研究环烷烃的结构和性质，我们不仅可以更好地理解其物理和化学行为，也可以为合成具有特定性能的环烷烃提供更有效的方法。
环烷烃
H H H H H H H H H H H H
偏离109.5o
C-H 重叠
环己烷碳架是折叠的
H H
3
H
2
H
1
H H
H H
3
4 2
H H
1
H H
6
H H
4
5 H
6
H H
5
H
H H
H
C2, C3, C5, C6 共平面
H
H
椅式构象 (chair form)
船式构象 (boat form)
（打开一根 C-C 键）
H 2 / Pt, 50 o C
3 1
CH 3
3
CH 2 CH 3
or N i, 80 o C
C H 3 C HC H 2 C H 3
1
支链多 较稳定
主要产物
H 2 / Pt, 120 o C or N i, 200 C
o
CH 3 CH 2 CH 2 C H 3
小环化合物与卤素的反应
3-甲基-4-环丁基庚烷 4-cyclobutyl-3-methylheptane
2 1 1'
2'
环可作为取代基
3'
（称环基） 相同环连结时，可
3
联环丙烷 bicyclopropane
用词头“联”开头。
桥环烃（Bridged hydrocarbon）的命名
桥头间的碳原子数
2 1 3 4 5
小 环
C3 C4 C5 C7
环丙烷 环丁烷
697.1 686.1
中 环 大 环
C8 C11 C12
第二章环烷烃
97%
C(CH3)3
C(CH3)3
3%
＞ 99.9% 从上述三个实验事实可看出：取代基体积越大， 取代占的 从上述三个实验事实可看出：取代基体积越大， e取代占的 比例越大。 比例越大。
2). 多取代环己烷的构象 结论： 多取代环己烷， 取代基最多的构象最稳定 取代基最多的构象最稳定。 结论：①. 多取代环己烷， e取代基最多的构象最稳定。 多取代环己烷， 体积较大的取代基为e型的构象 ②. 多取代环己烷， 体积较大的取代基为 型的构象 最稳定。 最稳定。 二甲基环己烷的最稳定构象。 例1：写出顺 ：写出顺-1,2-二甲基环己烷的最稳定构象。 二甲基环己烷的最稳定构象
1-甲基 叔丙基环己烷 甲基-4-叔丙基环己烷 甲基
CH3 CH3
顺-1,2-二甲基环丙烷 二甲基环丙烷
H H
H CH3
CH3
反- 1,3-二甲基环戊烷 二甲基环戊-3-叔丙基环戊烷 反-1-乙基 叔丙基环戊烷 乙基 2). 多环烃 螺环烃: 确定母体：螺某烷（由螺环中总碳数确定）。 螺环烃 ①. 确定母体：螺某烷（由螺环中总碳数确定）。 编号：先编小环后编大环。 ②. 编号：先编小环后编大环。从小环中和螺碳相 邻的碳开始编号，使取代基位次最小。 邻的碳开始编号，使取代基位次最小。 写法： ③.写法： 写法
大学有机化学反应方程式
有机化学反应方程式1. 烷烃的氧化反应2. 甲烷的氯代反应（游离基的链反应）3. 烷烃的卤代反应（卤代反应活性：叔氢>仲氢>伯氢F2 > Cl2 > Br2 > I2）4. 环烷烃的自由基取代反应5. 环烷烃的加成反应1）催化加氢（催化加氢易到难：环丙烷>环丁烷>环戊烷。
≥6环烷烃更难。
）2）加卤素CH2C CH2+Br2CH2—CH2—CH2H2Br Br3）加卤化氢环丙烷的烷基取代物与HX 开环加成, 环的开裂总是在含最多H 和最少H 的碳原子间进行, 氢加到含氢多的碳原子上。
6. 烯烃的亲电加成反应 1）加卤素卤素的活泼性次序：F 2>Cl 2>Br 2>>I 2 (不反应）；烯烃与氟加成太剧烈，往往使反应物完全分解,与碘则难发生加成反应。
溴水褪色，可用于鉴别不饱和键：鉴别烷烃和烯、炔。
该加成反应一定是分步进行的 2）加卤化氢烯烃与卤化氢同样发生分步的、亲电性加成反应HX 对烯烃加成的相对活性：HI > HBr > HCl （与极化度有关）+Br 2BrBr+ HBrCH 3CH 2CH 2Br+ HICH 3CH 2CH 2CH 2IC +X 2C C C X X C +C C C XHHX实验证明主要产物是(Ⅰ)不对称烯烃与卤化氢等极性试剂加成时，氢原子总是加到含氢较多的双键碳原子上。
这就是马尔可夫尼可夫最初提出的规则，简称马氏规则。
3）加硫酸将产物水解，是工业制备醇的一个方法(间接法)4）加水通常烯烃不易与水直接反应，但在硫酸等强酸存在下，烯烃可与水加成生成醇。
7. 烯烃的催化加氢主要得顺式加成产物。
用途主要有将汽油中的烯烃转化为烷烃；不饱和油脂的加氢；用于烯烃的化学分析8.烯烃的自由基加成反应主要产物是反马氏规则的这种现象又称为过氧化物效应，只局限于烯烃与溴化氢的反应。
这时烯烃与溴化氢发生是自由基加成反应。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、自由基取代反应：Cl2或Br2
二、氧化反应：KMnO4
05-02 环烷烃的化学反应
三、加成反应
与烯烃类似
与H2，X2，HX开环加成，得到链状产物
05-02 环烷烃的化学反应
三、加成反应
1、催化加氢
五元环、六元环等更大的环很难反应
05-02 环烷烃的化学反应
三、加成反应Байду номын сангаас
选择性 取代基多的键断裂 马氏规则 氢原子（H）加在含氢较多的碳上
含氢较多
1、催化加氢
选择性
05-02 环烷烃的化学反应
三、加成反应
2、加卤素X2（Cl2，Br2）
五元环、六元环等更高级环烷烃不反应
05-02 环烷烃的化学反应
三、加成反应
3、加卤化氢（HCl，HBr）
五元环、六元环等更高级环烷烃不反应
05-02 环烷烃的化学反应
三、加成反应
3、加卤化氢（HCl，HBr）