第二章 烷烃与环烷烃1.ppt

* 有机化合物分子中的氢原子（或其它原子、基团）被另一原子或基团取代的反应称为取代反应。被卤原子取代叫卤代(halogenation)。 (二) 卤代反应 动画模拟: 甲烷的氯代实验 氯甲烷(Methyl chloride) 1. 甲烷的氯代反应 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(五、化学性质) * 生成的一氯甲烷还会继续被氯代, 生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳四种产物的混合物。 工业上把这种混合物作为溶剂使用。 CH3-Cl + Cl2 —— CH2Cl2 + HCl 二氯甲烷 CHCl3 + Cl2 —— CCl4 + HCl 四氯化碳 CH2Cl2 + Cl2 —— CHCl3 + HCl 三氯甲烷 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(五、化学性质) * 2. 甲烷的氯代反应机制 反应机制是对某个化学反应逐步变化过程的详细描述。 烷烃卤代反应是游离基的链反应(free-radical chain reaction), 其历程分 3步进行： ① 链引发(chain-initiating step)：形成自由基。 动画模拟:甲烷氯代反应机制 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(五、化学性质) * 在链增长阶段, 当一氯甲烷达到一定浓度时, 氯原子除了同甲烷作用外，也可与一氯甲烷作用，结果生成二氯甲烷。以同样方式，可生成氯仿及四氯化碳。 Cl· + CH3Cl — CH2Cl· + HCl CH2Cl· + Cl2 — CH2Cl2 + Cl· Cl· + CH2Cl2 — CHCl2· + HCl CHCl2· + Cl2 — CHCl3 + Cl· Cl· + CHCl3 — CCl3· + HCl CCl3· + Cl2 — CCl4 + Cl· ②链增长(chain-propagating step)：延续自由基，形成 产物. 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(五、化学性质) * Cl· + Cl· → Cl:Cl CH3· + Cl· → CH3Cl CH3· + CH3· → CH3CH3 ③链终止(chain-terminating step)：消除自由基 加入少量能抑制自由基生成或降低自由基活性的抑制剂可减慢反应速度或终止反应。 甲烷的溴代及其它烷烃的卤代反应机制与氯代相似。 反应活性：F2 Cl2 Br2 I2 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(五、化学性质) * 3. 烷烃卤代反应的取向 含有不同类型H的烷烃氯代时, 可得到不同的氯代烃。 55% 45% 伯氢与仲氢的活性比： 仲氢比伯氢活泼 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(五、化学性质) * 37% 63% 伯氢与叔氢的活性比： 实验结果表明：室温下3°、2°、1°氢原子对氯代反应的相对活性之比约为5:4:1, 并与烷烃的结构基本无关。 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(五、化学性质) * 2°/1°=（97/2）÷（3/6）= 97/1 溴代也生成相应的溴代物。且溴代比氯代反应的选择性更强。 烷烃溴代时仲氢与伯氢的活性比： 99% 痕量 卤代反应活性：叔氢仲氢伯氢; F2 Cl2 Br2 I2 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(五、化学性质) * 4. 烷烃自由基的构型与稳定性 甲基、异丙基、叔丁基自由基的结构 中心碳原子为sp2杂化 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(五、化学性质) * 不同类型的C—H键离解能不同，离解能越小，生成的自由基稳定性越大。其稳定性顺序：3°2°1° ·CH3 自由基的稳定性次序决定着反应的取向和反应活性。 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(五、化学性质) * * 第二章 烷烃和环烷烃 五、烷烃的化学性质 第一节 烷 烃 一、烷烃的结构 二、异构和命名 三、构象异构 四、烷烃的物理性质 一、脂环烃分类和命名 第二节 环烷烃 二、结构和稳定性 四、环己烷