第-二-章烷烃和环烷烃.ppt

第 二 章  烷烃和环烷烃 主要内容第一节　烷　烃第二节　环烷烃 （2）乙烷交叉式构象与重叠式构象的表示方法 （3）乙烷交叉式构象与重叠式构象的能量分析 （4）乙烷构象势能关系图 2、正丁烷的构象 正丁烷的构象比较乙烷要较为复杂一些。 正丁烷的极端典型构象有四种： 全重叠式 邻位交叉 部分重叠式 对位交叉式 （１）正丁烷的构象势能关系图 （２） 正丁烷的构象分布和能量计算 3、丙烷的构象 高级烷烃的碳链呈锯齿形 4、乙烷衍生物的构象分布 三、 烷烃的物理性质 四、烷烃的化学性质 （一）总体特点 （二）烷烃的卤化和自由基反应 （三）烷烃的硝化、磺化、热裂解和催 　　　化裂解 （四）烷烃的氧化和自动氧化 （1） 甲烷的氯代 过渡态理论 反应势能图 甲烷氯代反应势能图的分析 （3）烷烃氯代反应的选择性 ２、自由基反应 自由基的产生 自由基的稳定性 自由基反应 指导实验 一、分类 二、同分异构 三、物理性质和化学性质 四、结构 五、构象 一 、环烷烃的分类 二、单环烷烃的分类和同分异构 单环烷烃的异构现象 张力学说的内容 1. 有6个a (axial) 键，有6个e (equatorial)键。 有C3对称轴。（过中心，垂直于1,3,5平面和2,4,6平面，两平面间距50pm） 3. 有构象转换异构体 。（K=104-105/秒） (2) 环己烷椅式构象的特点 4. 环中相邻两个碳原子均为邻交叉。 a键转变成e键，e键转变成a键； 环上原子或基团的空间关系保持。 ?X + CH3-H ? CH3 + H-X F Cl Br I 439.3 568.2 431.8 366.1 298.3 -128.9 +7.5 +73.2 +141 H (KJ/mol) Ea (KJ/mol) +4.2 +16.7 +75.3 +141 总反应热 (KJ/moL)：F(-426.8) Cl(-104.6) Br(-30.96) I(53.97) 1. 氟代反应难以控制。 2. 碘代反应一般不用，碘自由基是不活泼的自由基。 3. 氯代和溴代反应常用，氯代比溴化反应快5万倍。 （2） 甲烷卤代反应活性的比较 V : V = 28/6 : 72/4 = 1 : 4 1oH 2oH 1oH V : V = 63/9 : 37/1 = 1 : 5.3 3oH 氯代 V : V : V = 1 : 4 : 5.3 1oH 2oH 3oH 3oH 2oH 1oH V : V : V = 1 : 82 : 1600 （4） 烷烃溴代反应的选择性 氯代反应和溴化反应都有选择性，但溴代反应的选择性 比氯代反应高得多。 溴化 　　烷烃卤代反应时，并不是直接生成中间体自由基，而是先经过一个过渡态。 过渡态与起始态的能量差称为活化能Ea。 卤代反应是否容易进行，取决于活化能的大小。不同的卤代反应以及在同一烷烃的不同部位的反应的活化能都是不同的。 一级碳自由基 带有孤电子的原子或原子团称为自由基。　　　含有孤电子碳的体系称为碳自由基。 三级碳自由基 二级碳自由基 自由基的结构特点 三种可能的结构：（1）刚性角锥体，（2）迅速翻转的角锥体，（3）平面型。 自由基的定义 热均裂产生 辐射均裂产生 单电子转移的氧化还原反应产生 光 H2O2 + Fe2+ HO? + HO- + Fe3+ RCOO- RCOO ? -e- 电解 H=359.8kJ/mol (88kcal/mol) 苯甲基自由基 稀丙基自由基 三级丁基自由基 异丙基自由基 乙基自由基 甲基自由基 苯基自由基 共价键均裂时所需的能量称为键解离能。 键解离能越小，形成的自由基越稳定。 均裂 从母体烷烃生成相应自由基所需要的能量越小，所生成的自由基所携带的能量就越小，自由基就越稳定。 自由基越稳定，就越容易生成。 ? 自由基稳定性的顺序就是容易生成的顺序。 两点说明 影响自由基稳定性的因素是很多的，如： 电子离域，空间阻碍，螯合作用和邻位原子的性质等； 碳自由基的最外层为七个电子，反应时总要寻找另外的电子来达到八隅体结构，所以是亲电的。 共