有机化学课件 第2章 烷烃和环烷烃.ppt

上海交通大学化学化工学院 图2.11 正链烷烃的熔点与分子中所含碳原子数目的关系 对称性大的烷烃的熔点要高一些。例如，八个碳原子的正辛烷的熔点是-56℃，而它的异构体2，2，3，3-四甲基丁烷的熔点是101℃，沸点是106℃，它的沸点与熔点相差仅5℃。 上海交通大学化学化工学院 问题 2.12 比较下列各组化合物的沸点高低，并说明理由。 （1）丁烷和异丁烷 （2）正辛烷和2，2，3，3-四甲基丁烷 （3）庚烷，2-甲基乙烷和3，3-二甲基戊烷 问题 2.13 比较下列各组化合物的熔点高低，并说明理由。 （1） 正戊烷，异戊烷，和新戊烷 （2）正辛烷和2，2，3，3-四甲 基丁烷 上海交通大学化学化工学院 六．烷烃的化学性质 1. 取代反应 条件：400－500℃，CH4:Cl2=10:1 反应活性：FClBrI 直接氟化反应过于激烈，难以控制，直接碘化由于反应吸热， 较难进行。需要反应顺利须加入氧化剂，破坏反应中生成的HI。 上海交通大学化学化工学院 环烷烃与烷烃一样，在光或热的引发下，可以发生卤代反应。 上海交通大学化学化工学院 反应机理：（reaction mechanism） 产生烷基自由基的一步是控速步骤 上海交通大学化学化工学院 自由基反应一般在气相或非极性溶剂中进行，应排除氧气的存在。 此外： 烷烃卤化反应中的能量变化： （1）热效应： H = (434.7 +242.4) — (351.1 + 430.5)= –104.5(kJ·mol–1) 反应的第一、二步是吸热反应，所以链的引发需要光照或高温加热来提供能量，但总的反应是放热反应，因此，连锁反应一旦引起，反应即可迅速进行。 上海交通大学化学化工学院 烷烃卤化反应中的能量变化：（2）能线图 取代位置的选择及自由基的稳定性 比较伯、仲、叔氢的选择性： 叔氢∶仲氢∶伯氢＝5∶4∶1 叔氢仲氢伯氢 活化能：叔氢 仲氢 伯氢 离解能：叔氢仲氢伯氢 376.6 393.3 405.8 自由基稳定性： 上海交通大学化学化工学院 2. 加成反应 上海交通大学化学化工学院 （1）加氢 上海交通大学化学化工学院 （2）加卤素 （3）加卤化氢 环的破裂发生在含氢最多和含氢最少的2个碳原子之间，卤素加到含氢较少的碳原子上。 3. 氧化反应 引入氧或除去氢为氧化,引入氢或去掉氧为还原。 例如： 一般，产物复杂，难于得到纯净的产物，实验室制备意义不大，但工业上可控制条件，得到一系列产物。 例如: C12～C18可以替代动物油脂，作肥皂，称为皂用酸。 上海交通大学化学化工学院 油脂 甲烷氧化还可以制备甲醛等有机工业原料，如： 异构化反应： 应用于石油工业，提高汽油的产量（异辛烷）。 裂化反应: 七、 烷烃的来源和制法 天然来源于石油和天然气。 石油的馏分： bp：40－200℃ 汽油：C4－C8， 天然气：75％ CH4， 15％乙烷，5％丙烷 实验室制备：（纯） 1.烯烃加氢： 2.卤代烷反应 3. Wurtz合成法 一般伯卤代烷产率较高 4.Kolbe合成法 反应历程： 5. Crey—House 合成 * SJTU 第2章 烷烃和环烷烃 上海交通大学化学化工学院 烃：有机物中只含有碳和氢两种元素的化合物。 按照不同的分类标准可分为 烃 直链 支链 链烃 环烃 单环 多环 烃 上海交通大学化学化工学院 上海交通大学化学化工学院 一. 链烃的通式和同分异构 1．通式： CnH2n+2 2．同系列：具有同一通式，组成上相差CH2及其整数倍的一系列化合物。 同系物：同系列中的各个化合物互称为同系物。 系差 ：CH2 同系物的特点：化学性质相似，有特例。 3．同分异构： 构造式：能反映出化合物成键顺序的表示式。 同分异构体：分子式相同，但构造不同的化合物。 上海交通大学化学化工学院 例： 正戊烷 b.p.:36.1℃ 异丁烷 b.p.:29.9℃ 新戊烷b.p.:9.4 ℃ 构造异构： 简式：省略化学键 CH3(CH2)3CH3, CH3CH2CH(CH3)2, C(CH3)4 上海交通大学化学化工学院 二、 烷烃的命名 烷基的概念 烷基：从烷烃中去掉一个氢原子后余下的原子团。 通式：CnH2n+1－，或R－。 上海交通大学化学化工学院 上海交通大学化学化工学院 开链烷烃的命名 （1）习惯命名法