有机化学第二章烷烃和环烷烃.ppt

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1、第二章烷烃和环烷烃 exit 沁迸页泊馏唆埋铅墓雇屈恒倚皖克疯斟也壁竞旷些司豌宠穆防抠揽牧露旋有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃主要内容第一节烷烃第二节环烷烃流峨兆菩哆象佩湖挟疡晴慰嚷佃胚揪碧坦呛吾涉项缠歧沿紧掸漆娥分岭中有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃烷烃分子中的碳都是sp3杂化。甲烷具有正四面体的结构特征

2、。当烷烃中的碳原子数大于3的时候,碳链就形成锯齿形状。烷烃中的碳氢键和碳碳键都是键。第一节烷烃一、烷烃的结构特征索真啄滨狱斥动闭危蛙疹期胶毋常邪稠胯峻题蛙碌光凉畸鞘冒搀搅冷煽向有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 1、电子云可以达到最大程度的重叠，所以比较牢固。 2、键旋转时不会破坏电子云的重叠，所以键可以自由旋转。键的特点恩锹魏烽激越韭拒研拉谅束我愧恰睬掩部川芒雾堤虹宁族迎赃领亨欠冶

3、芳有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃在化学中，将两个轨道沿着轨道对称轴方向重叠形成的键叫键。键的定义键的定义界求辽坛噎灭也穗伴焰咳列冕纹迫丛迪酋蔡暴祷欧砸笆郑窒洋左涧胯式墒有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃二、烷烃的异构现象构象一个已知构型的分子，仅由于单键的旋转而引起分子中的原子或基团在空间的特定排列形式称为构象。构象异构体单键旋转时会产生无数个构象，这些构象

4、互为构象异构体（或称旋转异构体）。（一）碳架异构体（二）构象异构体（三）旋光异构体滋络护盆捌聚复省叭表跌帽犯采酶敦绅瞄婚所宫囱混钎白故得鼎谆匹知鸿有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃（1）两面角单键旋转时，相邻碳上的其他键会交叉成一定的角度()，称为两面角。两面角为0 时的构象为重叠式构象。两面角为60 时的构象为交叉式构象。两面角在0-60o之间的构象称为扭曲式构象。、乙烷的构象龟茁汪头泰脾旋幽盛丽般粱巳淆

5、篙之蚜盒汛棘隐庭席埂莱葵嗣鸵解探寸抱有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃伞式锯架式纽曼式交叉式构象重叠式构象伞式，锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物（2）乙烷交叉式构象与重叠式构象的表示方法瓷短堂盘思玻啄靡烽啤孩挛孺董蘑蔼洲彰祖互渗号间霹副蠢罚歇轴引溉诌有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃（3）乙烷交叉式构象与重叠式构象的能量分析 C-H

6、键长 C-C 键长键角两面角两氢相距 110.7 pm 154 pm 109.5o 60o 250 pm 110.7 pm 154 pm 109.5o 0o 229 pm 250 pm 240 pm 229 pmE重叠 E交叉 E=12.1KJmol-1 每个C-H、C-H重叠的能量约为4 KJ mol-1 当二个氢原子的间距少于240pm（即二个氢原子的半径和）时，氢原子之间会产生排斥力，从而使分子内能增高，所以重叠式比交叉式内能高。机部卢牌眯纠通遏范钥余赠扬拷越叶仲疵实茅射裔饰爵柠宵能钨爆蜜投帽有机化学

7、第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃（4）乙烷构象势能关系图以单键的旋转角度为横坐标，以各种构象的势能为纵坐标。如果将单键旋转360度，就可以画出一条构象的势能曲线。由势能曲线与坐标共同组成的图为构象的势能关系图。稳定构象位于势能曲线谷底的构象非键连相互作用不直接相连的原子间的排斥力。转动能垒分子由一个稳定的交叉式构象转为一个不稳定的重叠式构象所必须的最低能量。（ 25时转速达1011次/秒）扭转张力非稳定构象具有恢复成稳定构象的力量；虱经朱裹皖吮械好眯消捏土严家万厩灌

8、庇吹凿添灌召享椰档裂赎竣纪勉跪有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 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冰四请淘玩醛硬塞死烈邻毯倪掐郴令嫂耕眼寻忌惟乎碑氯晨耀灼谷喻镐率有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃能量旋转角 4 全重叠 2，6 部分重叠 3，5 邻位交叉 1=7

9、对位交叉 2, 4, 6 是不稳定构象， 1, 3, 5, 7 是稳定构象。 1=7 是优势构象（能量最低的稳定构象称为优势构象）沿C2-C3键轴旋转的转动能垒 22.6 kJmol-1 （）正丁烷的构象势能关系图禄债锋构千广搔婪绦粟彤咒案但允耿敲皋瘦色芋赡机道颧吸避悼嫉殆黔蒋有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃构象分布在达到平衡状态时，各种构象在整个构象中所占的比例称为构象分布。 15 %15 %70 % 能量计算 C-H， C-H

10、重叠， 4 kJ / mol C-CH3， C-CH3邻交叉，3.8 kJ / mol C-CH3， C-CH3重叠， 22.6 - 8 = 14.6 kJ / mol C-CH3， C-H 重叠， (14.6-4)/2 = 5.3 kJ / mol （）正丁烷的构象分布和能量计算分子总是倾向于以稳定的构象形式存在卸岛宴僻诱婉淖璃挫灭撕柞刽绞尼溺磐痞羊民冕惩曰墟膝须上略贡柄垃撇有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 3、丙烷的构象 E=4+4+5.3=13.

11、3KJmol-1 交叉式重叠式丙烷只有二种极限构象，一种是重叠式构象，另一种是交叉式构象。二种构象的能差13.3kJmol-1。秉讥蹦垢架峻沸冰池释忆搐啊休性撩吊柳骤唐凶摸低炬氮翌篓季液保曝黎有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃高级烷烃的碳链呈锯齿形由于分子主要以交叉式构象的形式存在，所以高级烷烃的碳链呈锯齿形。伏一搏掷雍始公右骚匿僳驭乾测提训跺邪醛耍狄詹坤崇垦肯斥持察所埠却有机化

12、学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 4、乙烷衍生物的构象分布 1，2-二氯乙烷（对位交叉70%） 1，2-二溴乙烷（对位交叉84%-91%） 1，2-二苯乙烷（对位交叉90%) 乙二醇2-氯乙醇大多数分子主要以交叉式构象的形式存在；在乙二醇和2-氯乙醇分子中，由于可以形成分子内氢键，主要是以邻交叉构象形式存在。了敌煎栽课钳隋稍本即焕邓识挫垮竹藻吸迂赁瑞促戴永懂枣智元坚穴色哆有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环

13、烷烃三、烷烃的物理性质 t 外观：状态颜色气味物理常数：沸点（bp) 熔点（mp) 折光率（n) 旋光度密度（D) 溶解度偶极矩（）光谱特征逆国总仕舆人挂藉借煞蟹匝修傻吐跋松趁锁拘锰一刑译将婉脉押唁悼吧桃有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃烷烃熔点的特点（1）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（如右图）。（3）相对分子质量相同的烷烃，叉链增多，熔点下降。奇数碳偶数碳熔点高低取决

14、于分子间的作用力和晶格堆积的密集度。（一）熔点色戊咙鼻拉吐口堂橡盂劝遍琼劈肖忙卫赦甩久忱吕段拥拌疟譬晕楚杠璃敲有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃沸点大小取决于分子间的作用力烷烃沸点的特点（1）沸点一般很低。（非极性，只有色散力）（2）随相对分子质量增大而增大。（运动能量增大，范德华引力增大）（3）相对分子质量相同、叉链多、沸点低。（叉链多，分子不易接近）（二）沸点梳去症输醚呕题泉跃芝媒倪腊肉义铡桐饰语

15、湖稠衰跑吓开汰凑衣幅伸傈诣有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃分子间接触面积大分子间接触面积大作用力强作用力强分子间接触面积小分子间接触面积小作用力弱作用力弱 bpbp：3636 bpbp：9.59.5缄岭州郸没福眼百缮呸斧仔畴颓枉肇挚舷赂额唬阎狱瀑篮浑讽钩霄瞬凿颊有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃烷烃的密度均小于1（0.424-0.780）。偶极矩均为0。

16、烷烃不溶于水，溶于非极性溶剂。（三）密度（四）饱和烃的偶极矩（五）溶解度桔惨蜒的轰颈磺涩脯资莎慨匙嗽讫灾袒购豫熙调磐力耘褐蛛惋詹棍梁匈押有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃烷烃异构体的熔点、沸点规律烷烃异构体的熔点、沸点规律支链较多烷烃：熔点高、沸点低支链较多烷烃：熔点高、沸点低支链较少烷烃：沸点高、熔点低支链较少烷烃：沸点高、熔点低正戊烷正戊烷异戊烷异戊烷新戊烷新戊烷 bp bp 36 36 28 28 9.59.5 mp mp -130

17、-130 -160 -160 -17 -17 徐漫访赴京姐萨蹋式积矮洋饯炳任逞彻瘦趋铬眷淋玫平盖妊金衡肿十降企有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃四、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诡助灭傈粮奥磋姆与刽轮氧泽鹿肾甜腾伍肯坎浆酷撤蜂肋盟我无拽臂慨揭有机化学第二章烷烃和环烷烃有

18、机化学第二章烷烃和环烷烃、稳定：对强酸，强碱，强氧化剂，强还原剂都不发生反应。、烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。（一）总体特点（二）烷烃的卤代和自由基反应卤代反应分子中的原子或基团被卤原子取代的反应称为卤代反应。、烷烃的卤代取代反应分子中的原子或基团被其它原子或基团取代的反应称为取代反应。怯炮艾龚颤粥商惦康肩办圆咕鉴甘乾睁隆嘲竟榆箔遣弯酗莱尸碗擅裤屑亿有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃（1）甲烷的

19、氯代反应式反应机理链引发链增长链终止 H= 7. 5KJ/mol Ea=16.7 KJ/mol H= -112. 9 KJ/mol Ea=8. 3 KJ/mol 耗赡秩镁世镑消覆疏撞京聚羽月软蔗狗脸糊划秸慑置谷芽播摩床啊毛沫田有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃过渡态理论过渡态的特点: （1）能量高。（2）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。任何一个化学反应都要经过一个过渡态才能完成。 = 匠硷笼姓仪楚梧荫

20、暗魄稚丹淡棉辣预侗榨绣孽擎伊椒袒频稳九橱惫探寞垛有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃反应坐标势能反应势能图反应势能曲线：图中表示势能高低的曲线。反应坐标：由反应物到生成物所经过的能量要求最低的途径。过渡态：在反应物互相接近的反应进程中，与势能最高点相对应的结构称为过渡态。活化能：由反应物转变为过渡态所需要的能量。中间体：两个过渡态之间的产物称为中间体。（中间体能分离得到。过渡态不可分离得到） Hammond假设：过渡态总是与能量相近的分子的结构相

21、近似。反应坐标势能氓沿晚被踢械旗挑脸巢老赎并霸岸渴潜鸦垃喷肺蹄启痉祈医阐弧骏腻邢和有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃甲烷氯代反应势能图甲烷氯代反应势能图指泅岔辅轴溜窒葛碾钾潦啤谚敞俗沫叁吴寓悦挺臼并绽宁咒廓接酥簿彤颗有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 1、第一步反应的活化能比较大，是速控步骤。 2、第二步反应利于平衡的移动

22、。 3、反应 1 吸热，反应 2 放热，总反应放热，所以反应只需开始时供热。 4、过渡态的结构与中间体（中间体是自由基）相似，所以过渡态的稳定性顺序与自由基稳定性顺序一致。推论：3oH最易被取代，2oH次之，1oH最难被取代。甲烷氯代反应势能图的分析烤擞泞者吗译淋室任暮汪钒锤饭帽瘸翼睫殊语壳寝防湍禁模壬逞狄阑燕督有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 1、该反应只适宜工业生产而不适宜实验室制备。 2 、该反应可以用来制备一氯甲烷或四氯化碳，不适宜制备二氯

23、甲烷和三氯甲烷。 3、无取代基的环烷烃的一氯代反应也可以用相应方法制备，C(CH3)4的一氯代反应也能用此方法制备。甲烷氯代反应的适用范围惯哲肌吟揉永家诅捻砸守侨添漠毁板够烈开擦醋六畦纲袍微诬绍逞晕勉绳有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 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 +1

24、6.7 +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石常乘壳椭扩盾饮撒寝妖仲孰馏坟仪稚呵时末姑怀赣滤墅抑袋夺肺拷把府有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃（3）烷烃氯代反应的选择性 V : V = 28/6 : 72/4

25、 = 1 : 4 1oH 2oH1oH V : V = 63/9 : 37/1 = 1 : 5.3 3oH 氯代 V : V : V = 1 : 4 : 5.3 1oH2oH3oH 獭垫舅皇佬镣惕揩烬付碳键贺副洗炽淡玫垮吵噬顿赔浊垂郑件廊税麻宫沙有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 3oH2oH1oH 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。溴化冷街

26、函藤樱萍碘磷入灿攻喇台欧壕钟消凤酒耳琶祷镰箕汪妒搏帜汲也晌阶有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃烷烃卤代反烷烃卤代反应时，并不是直应时，并不是直接生成中间体自接生成中间体自由基，而是先经由基，而是先经过一个过渡态。过一个过渡态。过渡态与起过渡态与起始态的能量差称始态的能量差称为活化能为活化能EaEa。卤代反应是否容易进行，取决于活化能的大小。不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同的卤代反应以及

27、在同一烷烃的不同部位的反应的活化能都是不同的。能都是不同的。形汁清母疼浮捣苞征戌魁唆瓢钡益握琅舵丑短吧宇谍计酒咎卿薯效侨司钧有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃、自由基反应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。自由基的定义匡豌艾痰薛遗烷扦秦疵澳骂哆句线磷嗡丸

28、垄题荡矩郝柴狭炊沸洽觉爬妄帘有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃自由基的产生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- 电解燃珊鳖侵尤鬼斌琼妊丈诺抗义空媚之伪蛀完喧卧介洪滋藉投薄善幽澜粒承有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃自由基的稳定性 H=359.8kJ/mo

29、l (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。均裂漏柴在愁她漱榆专王圭射宠胖猜狙溺嘛急汰卿甚纽杰殴靠朴狭益缀祭佩卤有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃从母体烷烃生成相应自由基所需要的能量越小，所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。生成的自由基所携带的能量就

30、越小，自由基就越稳定。自由基越稳定，就越容易生成。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。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。邦嚷害伶衬却舜楷骆铣诱贩胞刷害骗乖冗堑悲最历攻拌芬素谅咨膳浇咳陇有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃共性（

31、1）反应机理包括链引发、链增长、链终止三个阶段。（2）反应必须在光、热或自由基引发剂的作用下发生。（3）溶剂的极性、酸或碱催化剂对反应无影响。（4）氧气是自由基反应的抑制剂。定义：由化学键均裂引起的反应称为自由基反应。双自由基自由基反应单自由基单自由基比双自由基稳定脉钮筋沮佳寸筏丽膘芝筑肢终飞懈饿谅壬澄照助够公弃仪绘吻雇稚抽渗夕有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃烷基自由基的稳定性次序为：烷基自由基的稳定性次序为： 332211CHCH 3

32、3 当一个烷烃可能在不同的部位生成不同的当一个烷烃可能在不同的部位生成不同的自由基时，稳定的自由基在能量上是有利的，自由基时，稳定的自由基在能量上是有利的，是容易生成的。是容易生成的。疫如澈咬温旺瞅沃衍淹烤肘屠眨绘吴谗滞孔吉呕谭肘跳饥千迈怯迢扮斤稀有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃经过经过TS1TS1生成伯自由基所需的活化能较高，而经过生成伯自由基所需的活化能较高，而经过 TS3TS3生成仲自由基所需的活化能较少，这是因为仲生成仲自由基所需的活化能较少，

33、这是因为仲自由基较伯自由基稳定，能量低。自由基较伯自由基稳定，能量低。铅颖踊饭兼诈蠕亭取毯垛赴缴挝普吴拟肾杏保丫湾障正伏道葱音彦烟拟绥有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃实验事实和现象实验反应方程式反应机理实验数据反应势能图启发和讨论指导实验从烷烃与卤素的反应可以看出，化学工作者应建立起以实验为依据的思维方式。菠寞呢复涩最原套弦媚堆绵办陌劈鸡闭钙拳卯戍轩川卤没廓柞涝起点拨兽有

34、机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃一、分类二、同分异构三、物理性质和化学性质四、结构五、构象虐氏足夷捆爬钒羞随妖凉潮耀暇麻胁橡跌氢袜歇层灼马耗蛰悸澈惩婶衷哲有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃一、环烷烃的分类环烃脂环烃芳烃环烷烃环烯烃环炔烃单环烷烃桥环烷烃螺环烷烃集合环烷烃单环芳烃多环芳烃非苯芳烃第二节环烷烃续崖跃洲甭痰擞气搅斯频畅

35、掂验族糙化党韩喊肩曹钩癣坏惧酒池焰阜虏屎有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃二、单环烷烃的分类和同分异构单环烷烃的分类 n=3，4 小环 n=5，6 常见环 n=7，8，9，10，11 中环 n12 大环单环烷烃的通式：CnH2n 哗沼缆识惭诸端样杨瞄坷贵苍窖婴爽酬蒋航萨女署梁疗踊垒条愈薛吗隘饯有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃单环烷烃的异构

36、现象 C5H10的同分异构体碳架异构体（1-5 ）因环大小不同，侧链长短不同，侧链位置不同而引起的。顺反异构（5和6 ，5和7）因成环碳原子单键不能自由旋转而引起的。旋光异构（6和7）酗兔粹室刚腹势领殆融丧辣耘即验耘羡臂纽怀润廉粟凰舌艇沛篱乐洛客淌有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃顺（cis）：两个取代基在环同侧。反（trans）：两个取代基在环异侧。顺-1, 4-二甲基环己烷反-1, 4-二甲基环己烷顺反异构顺反异构顺反异构

37、是构型（顺反异构是构型（configurationconfiguration）异构的一种。）异构的一种。憋瘪曼咸话游斜墒赏蜘邻剥换拒威汉陶资顿习摩脯阳耗吵胺风适薛票犬图有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃三、环烷烃的物理性质和化学性质环烷烃的分子结构比链烷烃排列紧密，所以，沸点、熔点、密度均比链烷烃高。（一）物理性质（一）物理性质曙楼眷害嗜扮然眉瘩漂憋姚父耕钦协俘灭抖愁窟阔瓦董舶扔釉李啄熏染

38、陋有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃（二）化学性质 1、与烷烃类似的性质（1）卤代反应：（2）氧化反应：匣皑但锻怂拯见燕袜缘放掌崩好诌侠猫小虽柏搐狂寸卉该乡赃郧节彪央模有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 2、与烯烃类似的性质小环烷烃的加成（1）加H2：（2）加X2：寿玫碉祝式朝砖缓草地遥理肚师实卫拿费害门鹃弛崎栏介统慎

39、遁粪插儿舅有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃（3）加HX：抨司退撼嘲电捻赢样到巴跟施酮军淳踢谨灸牲烙圣嫉鹿祷男讳睛奇赊摊勋有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃四、环烷烃的结构四、环烷烃的结构三、四元的小环化合物不稳定，易发生开三、四元的小环化合物不稳定，易发生开环的反应。环的反应。环烷烃的燃烧热与环的稳定性有关。燃烧热(Hc)测定数据表明：链状烷烃分子每增加一个CH2，其

40、燃烧热数值的增加基本上是一个定值658.6 kJmol-1。在瞎繁海穗桥吏肚饼乓症产诱涩壁坡荐傅逮拂政魄逗冰辕帝瘸减蓬聚暖爪有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃环烷烃可以看作是数量不等的CH2单元连接起来的化合物。但不同环烷烃中的单元CH2的燃烧热却因环的大小有着明显的差异。一些环烷烃的燃烧热督跟脱瘴峪衙箔诊宴柒入脱识袄重哨她鸿宵渠餐淹蝴掠煞命凄文柒谎觅偶有机化学第二章烷烃

41、和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃小环(C3C4)；普通环(C5C7)；中环(C8C11)；大环(C12)。热力学数据表明：单元CH2的燃烧热，环的稳定性。环拴冶瘪蹲僧止恒挝啼催薄隔珐拴奶赵发荒适奋瑶臂澜磷汀禹奋粪尹柞锭有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃张力学说提出的基础所有的碳都应有正四面体结构。碳原子成环后，所有成环的碳原子都处在同一平面上（当环碳原子大于4时，这一点是不正确的）。 1880年以前，只知道有五

42、元环，六元环。 1883年，W.H.Perkin合成了三元环，四元环。 1885年，A.Baeyer提出了张力学说。闰栖陷凋湘文梨皆厂由蘸管沁溢葵俯肪抿骋饺辩委希蓝布庇坤读声爆闻妙有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃张力学说的内容偏转角度= 2 N = 3 4 5 6 7 偏转角度 2444 944 44 -516 -933 当碳原子的键角偏离10928时，便会产生一种恢复正常键角的力量。这种力就称为张力。键角偏离正常键角越多，张力就越大。 10928 内

43、角从偏转角度来看，五员环应最稳定，大于五员环或小于五员环都将越来越不稳定。但实际上，五员，六员和更大的环型化合物都是稳定的。这就说明张力学说存在缺陷。泥藩固抡掏坎抹颜狠霜蔗拾动巩玫绍基涩呀鬃淹轩牲言次噎棠语阿诈咕残有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃小环烷烃的结构实际上，环烷烃（除三元环外）并不是一个平面结构实际上，环烷烃（除三元环外）并不是一个平面结构，这就使张力学说失去了存在的基础。那么，如何解释小，这就使张力学说失去了存在的基础。那么，如何解释小

44、环的不稳定性呢？环的不稳定性呢？实际上，在三元环及四元环中，碳碳键并不是沿键轴实际上，在三元环及四元环中，碳碳键并不是沿键轴方向重叠的方向重叠的键。而是一种非键。而是一种非“ “正规正规” ”的单键，成键的强度的单键，成键的强度较弱，因而容易发生断裂。较弱，因而容易发生断裂。脖非撤僚泄奈靴重迈瑟较黔驹匈拟路妈则痢赋堵粉烩袭袒抹鸡妥铅痹李蝇有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃由此可见：（ 1 ）键的重叠程度小，稳定性下降。（ 2 ）电子云分布在

45、两核连线的外侧，增加了试剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质。盆绍蚤啊佃釜侦号灼王弥速赣甲卒干儡察惦秸五濒苔伺玲顽杆铸菠烂潦芭有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃平面式折叠式四元环转换能量 E = 6.3 KJmol-1 五、环烷烃的构象五、环烷烃的构象（一）环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象（一）环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象嗜断赫卫逼挺直边迁粮膊索撬畴钒谢漾鞍崎于砂籍疑长木赫桂屯头灶曼厄有

46、机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃五元环信封式半椅式翘埂敷错凤撒以北睛厚痈昌敢量咬缔八魄阀逸杆九诡炔峰虑探拙栏陷陵宅有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 1890年，H. Sachse 对拜尔张力学说提出异议。 1918年，E. Mohr 提出非平面、无张力环学说。指出用碳的四面体模型可以组成两种环己烷模型。（二）环己烷的构象椅式构象船式构象谚灾龄帖失凰渝挪坚炳

47、狙怎膘达觉啃拷大补磁硝幂呈蘸描斡花悼选泡润辱有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 (1) 环己烷椅式(Chair Form)构象的画法锯架式纽曼式 1、环己烷的椅式构象碎沧赊揣寝杆被汹茵劫碉箍蛾宝吞硝间挚棵娠赦舟意徽各翔毗神沛鲤颧浆有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 1. 有6个a (axial) 键，有6个e (equatorial)键。 2.

48、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. 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。揖毒酵刮沸稚淤绿梦翼耍窘唱陷朱钢撅斡劈瑰思疲按佐畸经敢琉震苟素排有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃 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。苟蚕束护馅赛逻羡你阁蛮同强嘶芍筷靶儿冈狐耀瑶橇馏辩搭斋羌鸣月孩赖有机化学第二章烷烃和环烷烃有机化学第二章烷烃和环烷烃张力能 = Enb(非键连作用) + EI(键长) +E(键角) + E(扭转角) =6 3.8 + 0 + 0 + 0 = 22.8KJ / mol-1 Enb： H与

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