(2012)有机化学-第二章-烷烃.ppt

第二章第二章烷烷烃烃 n分分子子中中只只含含有有碳碳和和氢氢两两种种元元素素的的化化合合物物称称为碳氢化合物，简称为烃为碳氢化合物，简称为烃(hydrocarbonhydrocarbon)。n烃可分为烃可分为链烃和环烃链烃和环烃。n链烃又分为链烃又分为饱和烃和不饱和烃饱和烃和不饱和烃。n环烃又分为环烃又分为脂环烃和芳香烃脂环烃和芳香烃。第一节第一节 烷烃的烷烃的结构和异构结构和异构现象现象n一、烷烃的结构一、烷烃的结构n烷烃属于饱和烃。其中碳原子都是烷烃属于饱和烃。其中碳原子都是spsp3 3杂化，所有杂化，所有CCCC键和键和CHCH键都是键都是共价单键，即共价单键，即键，如甲烷。键，如甲烷。n四面体立体结构四面体立体结构。n板书。板书。n其它烷烃。其它烷烃。n举例说明：举例说明：n乙烷、丙烷等。乙烷、丙烷等。键的特点键的特点：n1.1.重叠方向：沿键轴方向重叠方向：沿键轴方向n2.2.重叠方式：重叠方式：“头碰头头碰头”n3.3.重叠程度：大重叠程度：大n4.4.键的稳定性：大键的稳定性：大n5.5.键的旋转性：能键的旋转性：能“自由自由”旋转旋转 二、二、烷烃的同分异构现象烷烃的同分异构现象 n1.1.碳链异构碳链异构 举例：举例：（正）戊烷（正）戊烷 异戊烷异戊烷 新戊烷新戊烷n*2 2.构象异构构象异构 n概概念念 键键能能“自自由由”旋旋转转，结结果果是是非非键键合合原原子子在在空空间间产产生生不不同同排排列列，以以乙乙烷烷为为例例，两两个个碳碳上上各各有有3 3个个氢氢原原子子，称称为为两两组组非键合原子原子。（见模型非键合原子原子。（见模型）n定定义义 由由于于键键旋旋转转使使分分子子中中非非键键合合原原子子（或或原原子子团团）在在空空间间产产生生不不同同排排列列，这这种种异异构构现现象象称称为为构构象象异异构构（conformationconformation）。）。键的旋转性：能键的旋转性：能“自由自由”旋转旋转n乙烷的构象乙烷的构象 n两种典型构象两种典型构象；n两种表示方法；两种表示方法；n*NewmanNewman投影式投影式画法；画法；n稳定性比较。稳定性比较。n注意：圆心代表前面的碳原子，注意：圆心代表前面的碳原子，圆周代表后面的碳原子。圆周代表后面的碳原子。Rotate about C-C Bond（单键可以旋转）（单键可以旋转）CH3CH3Conformatiom of Ethane（乙烷的构象）（乙烷的构象）HHHHHHHHHHHHSawhorse（锯架式）（锯架式）Newman（扭曼投影式）（扭曼投影式）FrontcarbonBackcarbonDihedral Angle（二面角）（二面角）120oNewman Projection FormulaStaggered Conformation（交叉式）（交叉式）Eclipsed Conformation（重叠式）（重叠式）n(正正)丁烷的构象丁烷的构象 n 四种典型构象四种典型构象；nNewmanNewman投影式投影式画法；画法；n稳定性比较。稳定性比较。Conformations of n-Butane（正丁烷的构象）（正丁烷的构象）CH3CH2-CH2CH3Rotate about this bondCH3CH3CH3CH3HHHHHHHHGaucheAntiGaucheAnti（）对位交叉式为优势构象。对位对位交叉交叉式式邻位交叉式邻位交叉式部分部分重叠重叠式式全重全重叠式叠式第二节第二节 烷烃的命名法烷烃的命名法n一、普通命名法一、普通命名法n正、异、新；正、异、新；n伯、仲、叔、季伯、仲、叔、季碳原子。碳原子。n举例说明。举例说明。二、系统命名法二、系统命名法n常见的基团名称：常见的基团名称：nR-CH3-CH3CH2-烷基烷基甲基甲基乙基乙基Alkyl methyl ethylCH3CH2CH2-(CH3)2CH-正丙基正丙基异丙基异丙基propyl isopropyln烷烃的系统命名法的主要原则是：烷烃的系统命名法的主要原则是：n选选主主链链：选选连连续续不不断断的的最最长长碳碳链链作作主主链链，根根据据主主链链碳碳原原子子数数称称为为某某烷烷（母母体体），将将其它碳原子作为取代基。其它碳原子作为取代基。n主链编号：主链编号：从靠近取代基的一端从靠近取代基的一端，用阿拉伯数字依次为主链编号。用阿拉伯数字依次为主链编号。n取取代代基基处处理理：将将取取代代基基的的编编号号和和名名称称放放在在母体前面，中间用半字线连接。母体前面，中间用半字线连接。n相相同同的的取取代代基基合合并并，取取代代基基数数目目用用中中文文小小写写数数字字表表示示，取取代代基基的的位位次次需需一一一一标标出出，中中间间用逗号隔开。用逗号隔开。n不同的取代基在母体前面的排列依据基团的不同的取代基在母体前面的排列依据基团的“次序规则次序规则”进行比较后按进行比较后按“较优基团后列较优基团后列出出”原则列出。原则列出。n若若有有几几个个等等长长碳碳链链时时，要要选选含含有有最最多多取代基的碳链作主链。取代基的碳链作主链。n若在主链的两端等距离处有取代基且若在主链的两端等距离处有取代基且多于两个时，要使第三个取代基的位次多于两个时，要使第三个取代基的位次较小，依此类推。较小，依此类推。第三节第三节 烷烃的化学性质烷烃的化学性质n一、稳定性一、稳定性n二、卤代反应及二、卤代反应及反应机制反应机制n反反应应机机理理就就是是研研究究反反应应是是如如何何发发生生、如如何何发展、如何结束的。发展、如何结束的。n烷烷烃烃卤卤代代反反应应的的反反应应机机理理是是游游离离基基链链锁锁反反应（应（free radical chain reactionfree radical chain reaction）。）。1.1.甲烷的氯代反应甲烷的氯代反应2.2.反应机制反应机制n链引发链引发：n链增长链增长：n链终止链终止：CH3CH3CH3CH3HHHHHHHHGaucheAnti自由基反应示意图：自由基反应示意图：3.其它烷烃的卤代其它烷烃的卤代n丙烷一氯代产物有两种丙烷一氯代产物有两种：1-氯丙烷 2-氯丙烷 （43%）（57%）n丙烷分子中甲基上有丙烷分子中甲基上有6 6个个H H，而亚甲基上而亚甲基上只有只有2 2个个H H，理论上理论上1-1-氯丙烷的量应该是氯丙烷的量应该是2-2-氯丙烷的氯丙烷的3 3倍。但是实际上不是这样，倍。但是实际上不是这样，为什么？为什么？n从反应机制上分析。从反应机制上分析。n板书。板书。n结论：结论：n自由基的稳定性顺序为自由基的稳定性顺序为n3自由基自由基2自由基自由基1自由基自由基0自由基自由基n三、生物体内的自由基反应三、生物体内的自由基反应n自由基是近年来备受广大生命科学工作者关注自由基是近年来备受广大生命科学工作者关注的新内容，如蛋白质过氧化作用、糖化氧化作的新内容，如蛋白质过氧化作用、糖化氧化作用和体内用和体内NONO的生成及它们的生物学效应和病理的生成及它们的生物学效应和病理生理学意义等都自由基医学的热点问题。研究生理学意义等都自由基医学的热点问题。研究内容包括活性氧与免疫系统、细胞因子与自由内容包括活性氧与免疫系统、细胞因子与自由基、线粒体与自由基以及氧应激与神经退行性基、线粒体与自由基以及氧应激与神经退行性病变、细胞外超氧化物歧化酶、细胞外硒谷胱病变、细胞外超氧化物歧化酶、细胞外硒谷胱甘肽过氧化物酶、金属硫蛋白的抗氧化作用、甘肽过氧化物酶、金属硫蛋白的抗氧化作用、抗糖基化作用和抗蛋白氧化作用有关的酶醛酮抗糖基化作用和抗蛋白氧化作用有关的酶醛酮还原酶和多催化活性蛋白酶以及新的铁络合剂还原酶和多催化活性蛋白酶以及新的铁络合剂等；对自由基和活性氧作为第二信使在信号转等；对自由基和活性氧作为第二信使在信号转导通路中的作用、抗氧化酶等的基因调控以及导通路中的作用、抗氧化酶等的基因调控以及转录因子在基因调控中的作用也是研究重点。转录因子在基因调控中的作用也是研究重点。本章要点本章要点:n1.烷烃的结构特点烷烃的结构特点:n碳原子都是碳原子都是SP3杂化，所有的键都是杂化，所有的键都是键，键，键的特点。键的特点。n2.碳原子的种类碳原子的种类:n伯、仲、叔、季（伯、仲、叔、季（1级、级、2级、级、3级、级、4级）碳原子。级）碳原子。n3.烷烃的同分异构现象：烷烃的同分异构现象：n碳链异构和构象异构；构象异构的概念、定义、乙烷的两种典型构象、丁烷碳链异构和构象异构；构象异构的概念、定义、乙烷的两种典型构象、丁烷的四种典型构象的的四种典型构象的Newman投影式、稳定性比较。投影式、稳定性比较。n4.烷烃的系统命名法烷烃的系统命名法:n选主链、主链编号、取代基处理。选主链、主链编号、取代基处理。n5.烷烃的化学性质烷烃的化学性质:n稳定性、氧化、卤代。卤代反应机制稳定性、氧化、卤代。卤代反应机制自由基链锁反应；自由基链锁反应；n自由基的稳定性、取代活性比较。自由基的稳定性、取代活性比较。习题nP34：n1;3;7;8