第二章烷烃和环烷烃〔5hr〕.ppt

（一）与链烷类似的化学性质 特点： 环烷烃的化学性质一般与链烷类似。 1、环烷烃的卤代 2、环烷烃的化学稳定性 Br2 h ν KMnO4 H2SO4 三、环烷烃的化学性质 （—） Br2 h ν 例： 例： （二）小环烷烃的开环反应 特点： 小环烷烃易开环，发生开环加成反应。 加成反应： 反应时小环烷烃开环，反应试剂分成两部分原子（团）分别加到发生断裂的两个环碳原子上。 （三、四元环） （不同于链烷烃的化学性质） 1、催化加氢 Ni 80℃ + H2 Ni 120℃ + H2 H2 + Ni（ Pt , Pd ） CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 反应特点： 反应活性：三元环＞四元环。 反应： 反应试剂： 2、加X2 （ X=Br , Cl ) + Br2 + Br2 常用试剂： BrCH2CH2CH2Br BrCH2CH2CH2CH2Br 反应特点： ① 反应活性：三元环＞四元环 ② 应用： Br2/CCl4溶液为小环烷烃的鉴别试剂 反应： CCl4 CCl4 室温 加热 现象： 棕红色 无色 Br2/CCl4 3、加HX （ X = Cl , Br , I ） 反应特点： 反应试剂为不对称试剂，存在加成取向问题。 开环取向： 加成取向： 在含H最多与含H最少的环碳原子间。 H（试剂的正性部分）加在含H最多的环碳原子上，X （试剂的负性部分）加在含H最少的环碳原子上。 （反应过程中有正碳离子的形成，第三章介绍） （一）碳链异构 定义： 例： CH3CHCH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3-C-CH3 正戊烷 异戊烷 新戊烷 分子式相同，由于分子中碳原子间连接方式不同而引起的同分异构。 分子式为C5H12的烷烃，存在3个碳链异构体 ——构造异构 三、烷烃的同分异构 CH3 CH3 CH3 随着分子中碳原子数目增加，异构体数目激剧增加。 例： C6H14 C8H18 C10H22 C12H26 异构体数目： 5个 75个 18个 355个 碳链异构的特点： （二）构象异构 构象： 由于单键（σ键）旋转而产生的分子中原子或原子团在空间的不同排列。 构象异构： 由于单键（σ键）旋转而产生的立体异构现象。 构象异构体： 由于构象异构而产生的同分异构体的互称。 构象异构的特点： a. 一个分子可以有无数个构象异构体； b. 构象异构体之间可以相互转化。 ——立体异构 1、乙烷的构象 （1）典型构象 a. 最稳定构象 b. 最不稳定构象 （2）构象的书写 a. 纽曼（Newman）投影式 b. 透视（锯架）式 ——交叉式构象 ——重叠式构象 交叉式构象 重叠式构象 纽曼投影式 （Newman） 透视式 （锯架式） H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H 乙烷分子的能量曲线图 典型构象 交叉式构象 重叠式构象 邻位交叉式构象 对位交叉式构象 全重叠式构象 部分重叠式构象 CH3 绕C2-C3σ键旋转 2、正丁烷的构象 CH2CH2 CH3 最稳定构象 较稳定构象 较不稳定构象 最不稳定构象 优势构象 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 顺旋60° 顺旋120° 顺旋180° 对位交叉式 邻位交叉式 部分重叠式 全重叠式 ——分子中最稳定、能量最低的构象。 正丁烷的典型构象 （纽曼投影式） 正丁烷 C2 - C3 σ键旋转时能量的变化 结 论： （1） 正丁烷构象的稳定性次序为： 对位交叉式＞邻位交叉式＞部分重叠式＞全重叠式 （优势构象） 随着原子数目的增加，分子的构象亦随之更加复杂。但它们均是以优势构象为主要存在形式的多种构象异构体的“混合物”。 （2） 四、烷烃的物理性质 物理性质通常指分子的熔点、沸点、密 度、溶解度、折光率等物态方面的性质。 一类有机物的同系物之间有着相似的物 理性质，且往往随着碳原子数目的增加 而呈现规律性的变化。 本课程各章的物理性质均作为了解内容， 不做考试要求。 （一）烷烃的化学稳定性 烷 + 强酸（H2SO4、HCl等） 强碱（NaOH、KOH等） 强氧化剂（KMnO4等） 强还原剂（Zn/浓HCl等） 室温 （—） （不反应） ——反应惰性 原因：σ键牢度大，不易断裂。 六、烷烃的化学性质 （二）烷烃的卤代反应 取代反应： 反应分子中一部分原子（团）被另一部分原子（团）所取代的反应。 烷烃的卤代反应： 烷烃中氢原子被卤素所取代的反应。 1、卤代反应的条件 紫外光照射 高温加热（避光） 或 （ hv ） CH4 Cl2 hv CH3Cl HCl + + CH3Cl Cl2 hv CH2Cl2 HCl + + CH2Cl2 C