第2章烷烃(药学)课件.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 烷烃的异构体数目 碳原子数 异构体数 碳原子数 异构体数 4 2 8 18 5 3 9 35 6 5 10 75 7 9 20 366 319 (一) 烷烃的异构 1. 碳链异构 (carbon-chain isomerism) 正戊烷 异戊烷 新戊烷 2. 烷烃的构象异构 (conformational isomerism) 1. 乙烷的构象 因?单键旋转而使分子中原子或基团在空间产生不同的排列——构象。每一种空间排列就是一种构象, 因构象不同而产生的异构现象称构象异构。 乙烷的两种典型构象 交叉式 重叠式 构象的表示方法：透视式和纽曼投影式 交叉式 重叠式 锯架式 (透视式) 伞形式 (透视式) Newman投影式 优势构象 构象的能量分析 非键合原子间的斥力 乙烷是处于交叉、重叠以及介于两者之间的无数构象的动态平衡混合体系，但各种构象体存在的比率不同。 乙烷的重叠式内能最高，最不稳定， 交叉式内能最低，最为稳定，这种构象称为优势构象。 2. 丁烷的构象 完全重叠式 顺叠重叠 对位交叉式 反式交叉 邻位交叉式 部分重叠式 反错重叠 优势构象 丁烷各种构象的能差不大，室温下可迅速转化，正丁烷实际上是各种构象异构体的混合物，但对位交叉式为优势构象，约占68%，邻位交叉式约占32%，其它构象所占比例极小。 当直链烷烃碳原子数增加时，尽管构象也随之更复杂，但仍然主要以对位交叉式构象状态存在。所以直链烷烃绝大多数是锯齿形的。如正戊烷主要以第 1 种构象形式存在，第 3 种为全重叠构象，最不稳定。 正戊烷在液态和气态碳架运动的几种形式 高级直链烷烃的优势构象: 相邻碳的结构均为对位交叉 癸烷 C10H22 二十烷 C20H42 四、烷烃的物理性质 A. 物质状态 C4以下gas，C5~ C16liquid，C17 以上 solid。 B. 沸点 直链烷烃的沸点随碳原子数的增多而升高在 同分异构体中，分支程度越高，沸点越低。 C. 熔点 C4以上的正烷烃的熔点随着碳原子数增加而 升高。偶数碳原子的烷烃的熔点升高多些。 同分异构体中，对称性越高的熔点越高。 D. 溶解度 相似相溶 ( like dissolves like)。 bp(℃) 36.1 27.9 9.5 mp(℃) -129.8 -159.9 -16.8 一）稳定性 常做溶剂和基质材料 二） 氧化反应 燃烧 作燃料 控制氧化 用于工业生产烃的含氧衍生物 三） 热裂反应 用于工业炼油 在高温及没有氧气的条件下使烷烃分子中的 C-C键和C-H键发生断裂的反应称为热裂反应。 五、烷烃的化学性质 * 共价键都为σ键，键能大(C-H 390~435kJ/mol， C-C 345.6kJ/mol) * C、H电负性差别小，分子中的共价键不易极化 四）卤代反应 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 (Substitution reaction) 。被卤原子取代叫卤代 (Halogenation)。 1. 甲烷的卤代反应 若控制一定的反应条件和原料的用量比，可得其中一种氯代烷为主要的产物。 溴代与氯代类似 2. 其它烷烃的卤代反应 含有不同类型H的烷烃氯代时,可得到不同的氯代烃 CH3-CH2-CH3 + Cl2 光，25℃ CH3CH2CH2-Cl + CH3-CH-CH3 Cl 1-氯丙烷(45%) 2-氯丙烷(55%) 仲氢与伯氢的活性比： 2°/1°=（55/2）÷（45/6）= 3.67/1 仲氢比伯氢活泼 CH3CH2CH2CH3 + Cl2 光，25℃ CH3CH2CH2CH2-Cl + CH3CH2CHCH3 Cl 1-氯丁烷(28%) 2-氯丁烷(72%) 2°/1°=（72/4）÷（28/6）=