第一章飽和烴

1、第一部分第一部分有機化合物的母體有機化合物的母體烴烴烴烴: 分子中只含有碳和氫兩種元素的有分子中只含有碳和氫兩種元素的有機化合物稱為碳氫化合物，簡稱烴機化合物稱為碳氫化合物，簡稱烴 。烴脂肪烴芳香烴飽和脂肪烴飽和烴不飽和烴烷烴飽和脂環(huán)烴環(huán)烷烴烯烴炔烴二烯烴不飽和脂環(huán)烴飽和脂肪烴不環(huán)烯烴環(huán)炔烴單環(huán)芳香烴多環(huán)芳香烴稠環(huán)芳香烴 根據(jù)烴分子中碳原子的連結(jié)方式，可分為：根據(jù)烴分子中碳原子的連結(jié)方式，可分為： n第一章第一章 飽和烴飽和烴 定義定義 飽和烴分子中的碳原子都是以飽和烴分子中的碳原子都是以單鍵相連，碳原子的其余價鍵完全被單鍵相連，碳原子的其余價鍵完全被氫原子所飽和。氫原子所飽和。CH4C2H6

2、C3H8C4H10C5H12CH2H2CCH2環(huán)丙烷環(huán)丁烷環(huán)己烷烷烴環(huán)烷烴第一節(jié)第一節(jié) 烷烴烷烴 烷烴的通式烷烴的通式 一、烷烴的通式、同系列和同分異構(gòu)現(xiàn)象一、烷烴的通式、同系列和同分異構(gòu)現(xiàn)象同系列同系列 具有同一通式，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似，相互具有同一通式，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似，相互間相差一個或幾個間相差一個或幾個CH2的一系列化合物的一系列化合物。CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 . .CH4 C2H6 C3H8通式為通式為CnH2n+2同系差：CH2同系物：同系列中的各個化合物例如：CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH3同分異構(gòu)現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象：

3、分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的現(xiàn)象。分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的現(xiàn)象。C5H12僅由碳原子僅由碳原子連接順序和方式不同連接順序和方式不同而產(chǎn)生的同分異構(gòu)而產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)象稱現(xiàn)象稱構(gòu)造異構(gòu)現(xiàn)象構(gòu)造異構(gòu)現(xiàn)象。因分子中的原子或基團在。因分子中的原子或基團在空空間排列不同間排列不同而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象稱而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象稱立體異構(gòu)現(xiàn)象立體異構(gòu)現(xiàn)象。 僅由僅由碳鏈骨架碳鏈骨架不同而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象稱為碳鏈異構(gòu)。不同而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象稱為碳鏈異構(gòu)。 碳鏈異構(gòu)碳鏈異構(gòu) (丁烷與異丁烷丁烷與異丁烷) 構(gòu)造異構(gòu)（結(jié)構(gòu)異構(gòu)）官能團異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)（結(jié)構(gòu)異構(gòu)）官能團異構(gòu) (甲醚與乙醇甲醚與乙醇) 位置異構(gòu)位置異構(gòu) (丙醇與異丙醇丙醇與異

4、丙醇) 同分異構(gòu)同分異構(gòu) 互變異構(gòu)互變異構(gòu) (烯醇式與酮式烯醇式與酮式) 構(gòu)象異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu) 立體異構(gòu)立體異構(gòu) 順反異構(gòu)順反異構(gòu) 構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu) 旋光異構(gòu)（對映異構(gòu)）旋光異構(gòu)（對映異構(gòu)）從從丁烷丁烷開始出現(xiàn)開始出現(xiàn)碳鏈異構(gòu)體碳鏈異構(gòu)體HCCCHH H H H H H HCCCCHH H H HH H H HHCCCHH H H H H H-C-HH鏈鏈端被端被-CH3 取代取代中間被中間被-CH3 取代取代HH書寫碳鏈異構(gòu)體的方法書寫碳鏈異構(gòu)體的方法n例如：例如：C5H12n 先寫出直鏈：n去掉一個碳：n去掉兩個碳：CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3

5、CH35個碳有3種異構(gòu)體， 6個碳有5種異構(gòu)體 隨著分子中碳原子數(shù)目的增加，異構(gòu)體的數(shù)目明顯增加。碳原子數(shù)異構(gòu)體數(shù)碳原子數(shù)異構(gòu)體數(shù)4211159531380279154347107520366319 伯碳原子（一級碳原子 ,1）與一個碳原子相連伯氫 仲碳原子（二級碳原子,2 ）與二個碳原子相連仲氫 叔碳原子（三級碳原子,3 ）與三個碳原子相連叔氫 季碳原子（四級碳原子,4 ）與四個碳原子相連CH3CHCH2CCH3CH3CH3CH31234OOOO1O1O季氫？伯、仲、叔和季碳原子伯、仲、叔和季碳原子 二二 、 烷烴的命名烷烴的命名 1. 普通命名法普通命名法CH3(CH2)10CH3 CH3

6、CH2CH2CH2CH3 戊烷十二烷碳原子數(shù)在十以內(nèi)時，用天干甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示,碳原子數(shù)在十以上時用十一、十二.等中文數(shù)字表示1）對直鏈烷烴： 碳原子數(shù)+“烷” （2）用正、異、新等來區(qū)別異構(gòu)體 直鏈烷烴用正字表示；CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷 CH3CHCH2CH3CH3異戊烷 在鏈端第二個碳原子上連有一個甲基鏈端第二個碳原子上連有一個甲基且無其它支鏈的烷烴，稱“異”某烷 ；末端具有末端具有 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)CH3-CH-CH3 在鏈端第二個碳原子上連有兩個甲基且無其它支鏈的烷烴，稱“新”某烷CH3CCH3CH3CH3新戊烷CH3CCH2CH3CH3CH3新己烷末端

7、具有末端具有 結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，CH3-C-CH3CH3 例如例如:異丙基異丙基-CH2CH2CH3 丙基丙基CH3CH3 -CH2CH3 乙基乙基CH3CH2CH3CH3-CH-CH3CH4 -CH3 甲基甲基-H-H中間碳中間碳-H鏈鏈端碳端碳-H 烷烴分子中去掉一個烷烴分子中去掉一個氫原子氫原子后，剩下的原子團叫后，剩下的原子團叫烷基烷基。烷基是烷基是一價基一價基，通式為，通式為CnH2n+1，常用，常用R-代表烷基。代表烷基。 烷基的名稱由相應(yīng)的烷烴而得。烷基的名稱由相應(yīng)的烷烴而得。 2烷基的命名烷基的命名縮寫縮寫符號符號名稱名稱構(gòu)造式構(gòu)造式縮寫縮寫符號符號名稱名稱構(gòu)造式構(gòu)造式CH3-CH-

8、CH3CH3-CH2-CH-CH3-CH-CH2CH3CH3-C-CH3CH3CH3-CH3-CH2CH3-CH2CH2CH3-CH2(CH2)2 CH3甲基甲基乙基乙基正丙基正丙基異丙基異丙基正丁基正丁基異丁基異丁基-CH2CH2CHCH3CH3-CH2-C-CH3CH3CH3-C-CH2CH3CH3CH3仲丁基仲丁基叔丁基叔丁基叔戊基叔戊基新戊基新戊基異戊基異戊基MeEtn-Pri-Prn-Bui-Bus-But-Bui-Pentt-Pent neo- Pent常見的烷基名稱常見的烷基名稱 我國現(xiàn)在使用的有機化學(xué)命名法是參考國際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(International Union

9、of Pure and Applied Chemistry 簡稱IUPAC)命名原則，并結(jié)合我國的文字特點于1960年制定，1980年由中國化學(xué)會加以增減修訂的有機化學(xué)命名原則。 3. 系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法 （1）選擇主鏈 選擇含碳原子數(shù)目最多的碳鏈作為主鏈，稱某烷。主鏈以外的其它烷基看做主鏈上的取代基。分子中如有等長碳鏈時，選分支最多的碳鏈為主鏈。CH3CH2CH2 CH CH2CH3CH3_CH CH3_CH CH3_CH3CH3CH2CH2 CH CH2CH312主鏈：最長的、取代基最多的碳鏈視為母體正確的選擇是2，不是1。 （2）編號：由距離支鏈最近的一端開始。 將支鏈的位置和名稱寫在

10、母體名稱的前面，阿拉伯?dāng)?shù)字和漢字之間必須加一半短線隔開。CH3CH2CH2CHCH2CH3CH3123456己烷 3-甲基 （3）相同的取代基合并。CH3CH3CH3CH3CH2CH2CCHCH32，2，3-三甲基己烷 取代基的數(shù)目用二、三、四表示，寫在取代基的前面，其位次必須逐個注明，位次的數(shù)字之間要用逗號隔開。n （4）不同取代基排列的順序，是將“次序規(guī)則” 所規(guī)定的“較優(yōu)”基團列在后面。(P51)CH2CH3 CHCHCH2CH2CH3CH3CH3n2-甲基-4-乙基己烷 n幾種烴基的優(yōu)先次序為n(CH3)3C (CH3)2CH CH3CH2CH2 CH3CH2 CH3 1 2 3 4

11、5 6 （1）將與雙鍵碳原子直接相連的原子按原子）將與雙鍵碳原子直接相連的原子按原子序數(shù)大小排列，原子序數(shù)大者為序數(shù)大小排列，原子序數(shù)大者為“較優(yōu)較優(yōu)”基團；基團；若為同位素，則質(zhì)量高者為若為同位素，則質(zhì)量高者為“較優(yōu)較優(yōu)”基團?；鶊F。 次序規(guī)則次序規(guī)則：如：Br2Cl2 CH3 HI Br Cl S P F O N C D H CH(CH3)2 CH2CH3 （2）如果與雙鍵碳原子直接相連的原子的原）如果與雙鍵碳原子直接相連的原子的原子序數(shù)相同，采用外推法。子序數(shù)相同，采用外推法。 C (CH3)3 CH(CH3)2 CH2CH2CH3 CH2CH3CH3 中與碳相連的是：H、H、H CH2

12、CH3中與碳相連的是：C、H、H 例如： CH2CH3 CH3 H基團_CH=CH2 C OCOOHCHNCCCH可分別 看作：CH2CH2COOOOOHHCHCHCHNCCCNN： （3）當(dāng)基團含有重鍵時，可以把看作是以）當(dāng)基團含有重鍵時，可以把看作是以單鍵與兩個或三個原子相連。單鍵與兩個或三個原子相連。CH2CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH3CH3CH CHCHCH2CH2CH3CH3_n 6-丙基-4-異丙基癸烷1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （5）編號應(yīng)遵循“最低系列”原則 逐次比較不同方向編號的取代基的位次，最先遇到的位次最小者，為“最低系列”。 即取代基編號依次均

13、應(yīng)是最小的。 1 2 3 4 5 6 7 8CH3CHCHCH2CH CH2CH CH3CH3CH3CH2CH3CH3左 右取代基位次依次為：8 7 6 5 4 3 2 1右 左取代基位次依次為：2 3 5 72 4 6 7n 2，3，7-三甲基-5-乙基辛烷n 2，3，7，7，8，10-六甲基十一烷n（而不是 2，4，5，5，9，10-六甲基十一烷）CH3 CHCH2CH2CH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH2CH CHCHCH3CH31234567891011 CH3CH2CH2CCHH2CCHCH3 CH2CHCH3CH3CH3CH3CH312345672,3,6-三甲基三甲基-4

14、-乙基乙基-4-丙基庚烷丙基庚烷 CH3CHCH2CH3CH2CH3CH33,3-二甲基二甲基戊戊烷烷 選取主鏈選取主鏈選擇最長的碳鏈為主鏈。支鏈當(dāng)作取代基。選擇最長的碳鏈為主鏈。支鏈當(dāng)作取代基。 編號編號從靠近支鏈的一端開始，編號時應(yīng)盡可能使取代從靠近支鏈的一端開始，編號時應(yīng)盡可能使取代 基具有最低編號?；哂凶畹途幪?。如：如： CH3-CH2-CH2-CH-CH3CH2-CH3CH3-CHCH2CH-CH2CH3CH2CH3CH2CH2CH3CH3CH2CHCH2CH-CH2CH2CH3CH3CH2CH32 16 5 4 32 16 7 8 3 4 51 2 3 4 5 6 7 8總結(jié)：

15、當(dāng)幾種可能的編號方向時，應(yīng)當(dāng)選定使取代基具有當(dāng)幾種可能的編號方向時，應(yīng)當(dāng)選定使取代基具有“最最低系列低系列”的那種編號（即順次逐項比較各系列的不同位次，的那種編號（即順次逐項比較各系列的不同位次，最先遇到位次最小者定為最低系列）最先遇到位次最小者定為最低系列）。兩端一樣長時，從小取代基一端開始編號。兩端一樣長時，從小取代基一端開始編號。CH3-CHCH-CH2-CH2-C-CH3CH3CH3 CH3CH3CH3CHCH2CH2CH2CH2CHCHCH2CH3CH3 CH3CH3CH3CH2CHCH2CHCH2CH3CH3 CH2CH3從左到右：從左到右：2，3，6，6從右到左：從右到左：2，2

16、，5，61 2 3 4 5 6 7 7 6 5 4 3 2 11 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 102, 7, 8-三三甲基甲基癸癸烷（不叫烷（不叫3,4,9-3,4,9-三三甲基甲基癸癸烷）烷）3-甲基甲基-5-5-乙基乙基庚庚烷烷 “先小后大，同基合并先小后大，同基合并”烴基大小的次序按烴基大小的次序按“優(yōu)先次序高者列后優(yōu)先次序高者列后”的原則排序的原則排序甲基甲基乙基乙基丙基丙基丁基丁基戊基戊基己基己基異戊基異戊基異丁基異丁基異丙基異丙基CH3-CHC-CH2-CH2-CH3CH3 CH2CH3CH3 2, 3-二二甲基甲基-3-3-乙基乙基己己烷烷1 2

17、3 4 5 6 有不同取代基時，把小取代基名稱寫在前面，有不同取代基時，把小取代基名稱寫在前面，大取代基寫在后面。相同取代基合并起來，取代基大取代基寫在后面。相同取代基合并起來，取代基數(shù)目用二、三、數(shù)目用二、三、 等表示。等表示。 三、烷烴的分子結(jié)構(gòu)三、烷烴的分子結(jié)構(gòu)HHHHC 1甲烷和乙烷的分子結(jié)構(gòu)甲烷和乙烷的分子結(jié)構(gòu)正四面體CH4 CH3CH3C-C鍵可以自由旋轉(zhuǎn) 由于C的價鍵分布呈四面體型且C-C鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，使3個C以上的烷烴碳鏈非直線分布而是呈鋸齒狀。n 由于繞單鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中的原子或基團在空間的不同排列方式，叫做構(gòu)象。構(gòu)象異構(gòu)：由于單鍵旋轉(zhuǎn)而使分子中原子或基團在空間的不同排

18、布方式所引起的異構(gòu)現(xiàn)象。2.乙烷和正丁烷的構(gòu)象 構(gòu)象的兩種表示方法構(gòu)象的兩種表示方法 1. 透視式交叉式重疊式CHHHCHHHCHHHCHHH前面碳原子后面碳原子HHHHHHHHHHHH紐曼投影式：疊放在一起2. 紐曼投影式： n 交叉式 重疊式HHHHHHHHHHHH 乙烷處于交叉式構(gòu)象時，兩個碳上的氫原子相距最遠，相互排斥力最小，因而內(nèi)能最低。重疊式構(gòu)象內(nèi)能最高。乙烷的交叉式構(gòu)象為優(yōu)勢構(gòu)象 室溫時，乙烷的各種構(gòu)像之間能迅速相互轉(zhuǎn)化，因而不能分離出乙烷的某一構(gòu)象異構(gòu)體。 乙烷各種構(gòu)象的內(nèi)能變化乙烷各種構(gòu)象的內(nèi)能變化 CH3CH3HHCH3HHCH3CH3HHHHCH3HCH3HHHHCH3H

19、H HCH3HH HHH3CCH3CH3HHHH轉(zhuǎn)60。轉(zhuǎn)60。轉(zhuǎn)60。轉(zhuǎn)60。轉(zhuǎn)60。轉(zhuǎn)60。轉(zhuǎn)60。丁烷的四種極端構(gòu)象式丁烷的四種極端構(gòu)象式:對位交叉式是優(yōu)勢構(gòu)象式全重疊式部分重疊式鄰位交叉式對位交叉式。HHCH3CH3HCH3例：將化合物例：將化合物 的的Newman投影式改為透視式投影式改為透視式 HHCH3CH3HCH3CH3HCH3HHCH3 四、烷烴的物理性質(zhì)四、烷烴的物理性質(zhì)n1. 物質(zhì)狀態(tài) n4個碳以下為氣態(tài)，5C至16C為液態(tài) 17C以上為固體n2. 沸點 n 直鏈烷烴的沸點隨分子量的增加而有規(guī)律地升高。在同數(shù)碳原子的烷烴異構(gòu)體中，支鏈愈多，沸點愈低。n3. 熔點 烷烴的熔

20、點基本上也是隨分子量增加而升高。偶數(shù)碳的稍高些。n4.溶解度 相似相溶,不易溶于水n5.相對密度 小于1， 但隨分子量增加而升高。五、烷烴的化學(xué)性質(zhì)五、烷烴的化學(xué)性質(zhì)n 烷烴的化學(xué)性質(zhì)很不活潑。在常溫下，烷烴與強酸、強堿、強氧化劑、強還原劑等都不易起反應(yīng)。熱能(n+1)-1CH4O2O2CO22H2O+ 890 kJ molCn3n+12nCO2H2OH2n+2+n1氧化與燃燒氧化與燃燒原因：原因： C-C及及C-H鍵較牢固，鍵較牢固，鍵能較大，極性小鍵能較大，極性?。–-C 鍵能為鍵能為345.6 KJ/mol；C-H 鍵能為鍵能為415.3 KJ/mol） 2熱裂反應(yīng)熱裂反應(yīng)n 烷烴在隔絕

21、空氣的條件下進行的分解叫熱裂反應(yīng)。CH4CH3CH2CH2CH3CH2=CHCH2CH3CH3CH=CHCH3CH2=CHCH3CH2=CH2CH3CH3+ H2熱裂 有機化合物分子中的原子或原子團被其他有機化合物分子中的原子或原子團被其他原子或原子團原子或原子團代替代替的反應(yīng)稱取代反應(yīng)。有的反應(yīng)稱取代反應(yīng)。有機化合物分子中的原子或原子團被機化合物分子中的原子或原子團被鹵素原鹵素原子取代子取代的反應(yīng)稱鹵代反應(yīng)。的反應(yīng)稱鹵代反應(yīng)。 （）鹵代反應(yīng)CCl4CHCl3Cl2Cl2Cl2CH2Cl2或光或光或光CH3Cl或光Cl2CH4 3鹵代反應(yīng)及游離基取代反應(yīng)機理鹵代反應(yīng)及游離基取代反應(yīng)機理 CH4

22、+Cl2光或CH3ClHCl 甲烷氯代反應(yīng)較難停留在一取代階段所得產(chǎn)物是氯代烷的混合物。鹵代反應(yīng)的機理是什么呢？作如下試驗：甲烷和氯氣混合物在黑暗出長期放置不反應(yīng)甲烷和氯氣混合物在黑暗出長期放置不反應(yīng)（2 2）將氯氣用光照射后，在黑暗處放置一段時間在與甲）將氯氣用光照射后，在黑暗處放置一段時間在與甲烷反應(yīng)，反應(yīng)不能進行；但若立即通入甲烷，反應(yīng)立烷反應(yīng)，反應(yīng)不能進行；但若立即通入甲烷，反應(yīng)立即發(fā)生即發(fā)生（3 3）若將甲烷用光照射，與氯氣混合，反應(yīng)不能進行）若將甲烷用光照射，與氯氣混合，反應(yīng)不能進行鹵代反應(yīng)的先決條件：氯氣光照，立即與甲烷混合，進行連鎖反應(yīng) 反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物所經(jīng)過的反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物

23、所經(jīng)過的途徑途徑或或過程過程叫做反叫做反應(yīng)歷程或反應(yīng)機理應(yīng)歷程或反應(yīng)機理。通過通過反應(yīng)歷程反應(yīng)歷程可以告訴我們：可以告訴我們：反應(yīng)分幾步進行；反應(yīng)分幾步進行； 反應(yīng)的中心在哪里；反應(yīng)的中心在哪里；分子內(nèi)部如何調(diào)整分子內(nèi)部如何調(diào)整（包括鍵的變形、電子云（包括鍵的變形、電子云分分 布情況、鍵的破裂與形成等）布情況、鍵的破裂與形成等）烷烴鹵代反應(yīng)的機制烷烴鹵代反應(yīng)的機制 （2） 游離基取代反應(yīng)機理 鏈引發(fā)ClCl光2ClClCH4HClCH3+CH3CH3ClClCH3Cl+Cl鏈增長ClCH3Cl+HClCH2Cl+CH2Cl+Cl2CH2Cl2+Cl 鏈終止Cl+ClCl2CH3CH3+CH3C

24、H3CH3+ClCH3Cl 游離基反應(yīng)通常包括三個階段：鏈的引發(fā)、鏈的增長、鏈的終止 (3) 其他烷烴的鹵代CH3CH2CH3+Cl2CH3CH2CH2ClCH3CHCH3Cl45%55%1氯丙烷2或光+氯丙烷=55/245/6=仲氫伯氫1:3.8 伯氫與仲氫的相對活性為：n 伯氫與叔氫的相對活性為：n 63/9：37/1=1：537%63%氯丙烷甲基2氯丙烷1甲基2+CH2ClCCH3CH3HClH異丁烷光或2Cl2+CCH3CH3CH3CCH3CH3CH3n烷烴中各種氫的活性順序為：n 叔（3）氫仲（2）氫伯（1）氫越穩(wěn)定的游離基越容易生成，其反應(yīng)速率也越快越穩(wěn)定的游離基越容易生成，其反應(yīng)

25、速率也越快游離基的穩(wěn)定性支配著反應(yīng)的游離基的穩(wěn)定性支配著反應(yīng)的取向取向和和活性活性。形成各種類型的游離基所需的能量按如下次序降低：形成各種類型的游離基所需的能量按如下次序降低： CH 3 1 2 3 形成游離基的能量越小，這種游離基越穩(wěn)定，故游離基形成游離基的能量越小，這種游離基越穩(wěn)定，故游離基的穩(wěn)定性次序為：的穩(wěn)定性次序為：3 2 1 CH3RRR烷烴中各種氫的活性順序為：烷烴中各種氫的活性順序為： 叔（叔（3）氫仲（）氫仲（2）氫伯（）氫伯（1）氫）氫活性可由鍵的離解能或游離基的穩(wěn)定性來解釋：叔氫的離解能最小，該鍵最易斷裂，所以叔氫最活潑。游離基的穩(wěn)定性順序：3R. 2R. 1R. CH3

26、 .叔游離基叔游離基 仲仲 伯伯 CH3 .下列自由基穩(wěn)定性最大的是下列自由基穩(wěn)定性最大的是_。、ACH3B、CH3CHCH3C、CH3CH2CH2D、CH3CCH3CH3.D Dn第二節(jié)第二節(jié) 環(huán)烷烴環(huán)烷烴 分子中具有碳環(huán)結(jié)構(gòu)的烷烴稱為環(huán)烷烴。單環(huán)烷烴的 通式為通式為C Cn nH H2n2n ，與單烯烴是同分異構(gòu)體與單烯烴是同分異構(gòu)體 一、環(huán)烷烴的分類、異構(gòu)和命名一、環(huán)烷烴的分類、異構(gòu)和命名小環(huán)：34個C普通環(huán)：57個C中環(huán)：812個C大環(huán)：12個C以上環(huán)的多少單環(huán)烴多環(huán)烴螺環(huán) ：兩環(huán)共用 一個碳橋環(huán)：兩環(huán)共用 兩個或三個碳聯(lián)環(huán)隔離多環(huán)1單環(huán)烷烴單環(huán)烷烴 只有一個碳環(huán)的烷烴屬于單環(huán)烷烴。

27、單環(huán)烷烴分類：單環(huán)烷烴分類： 小環(huán)（三、四元環(huán)），普通環(huán)（五-七元環(huán)），中環(huán)（八-十二元環(huán)），大環(huán)（十二元環(huán)以上）。 單環(huán)烷烴的異構(gòu)單環(huán)烷烴的異構(gòu) n 從含四個碳的環(huán)烷烴開始，除具有相應(yīng)的烯烴同分異構(gòu)體外，還有碳環(huán)異構(gòu)體。 CH2CH3CH3環(huán)丙烷CH2CH2CH甲基環(huán)丁烷CH2CH2CHCH2環(huán)戊烷CH2CH2CH2CH2CH2乙基1,1-二甲基環(huán)丙烷1,2-二甲基環(huán)丙烷CH3CH2CHCHCH3CH2CH2CCH3CH3(1)沒有取代基時，只是在只是在“某烷某烷”前加一前加一“環(huán)環(huán)”字字CH2H2CCH2環(huán)丙烷環(huán)丁烷環(huán)己烷單環(huán)烷烴的命名單環(huán)烷烴的命名:單環(huán)烷烴的命名與烷烴基本相同環(huán)丙烷（簡

28、寫）CHCH3CH3CH3CH3CH31,4-二甲基環(huán)己烷1-甲基2-異丙基環(huán)戊烷（2）若有一個取代基時，稱為“某基環(huán)某烷”；多個取代基時，按最低系列編號，表示方法同烷烴；先寫小基團，后寫大基團或或1-1-甲基甲基-3-3-異丙基環(huán)己烷異丙基環(huán)己烷 CH2CH2CH2CH2CH-CH3CHCH(CH3)21 12 23 34 45 56 6（3 3） 若環(huán)烴中有雙鍵時，編號應(yīng)從雙鍵開始，且使編號若環(huán)烴中有雙鍵時，編號應(yīng)從雙鍵開始，且使編號的數(shù)的數(shù) 值最小。值最小。1 12 23 34 45 56 61,3-1,3-環(huán)己二烯環(huán)己二烯（4）若環(huán)中有雙鍵也有支鏈時，編號從雙鍵起，且要使支鏈若環(huán)中有雙

29、鍵也有支鏈時，編號從雙鍵起，且要使支鏈 編號盡可能最小。編號盡可能最小。CH33-3-甲基環(huán)戊烯甲基環(huán)戊烯1 12 23 34 45 51 12 23 34 45 56 61,6-1,6-二甲基環(huán)己烯二甲基環(huán)己烯3-甲基CH3CH2CH2CHCH2CH3環(huán)丙基戊烷1CH3C2H5CH(CH3)21-甲基-2-乙基 -5-異丙基 環(huán)己烷（5）較復(fù)雜時，可將 環(huán)作為取代基（6）順、反環(huán)烷烴 受環(huán)的限制，受環(huán)的限制，鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。環(huán)上取代基在空間的鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。環(huán)上取代基在空間的 位置不同，產(chǎn)生順反位置不同，產(chǎn)生順反( (幾何幾何) )異構(gòu)。異構(gòu)。 順順(cis)： 兩個取代基在環(huán)同側(cè)；兩個取代

30、基在環(huán)同側(cè)； 反反(trans)： 兩個取代基在環(huán)異側(cè)。兩個取代基在環(huán)異側(cè)。順順-1, 4-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷 反反-1, 4-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷HCH3H3CHHCH3H3CHCH3CH3H CH3 H3C H 2多環(huán)烷烴多環(huán)烷烴 （1）橋環(huán)）橋環(huán) 兩個或兩個以上碳環(huán)共用兩個以上碳原子的稱為橋環(huán)烴 。橋環(huán)烴命名橋環(huán)烴命名 含有兩個或多個碳環(huán)的環(huán)烷烴屬于多環(huán)烷烴。多環(huán)烷烴分為橋環(huán)、螺環(huán)等。 a: 首先找出橋頭碳b：編號時從一個橋頭開始，先最長橋，再次長橋，短橋最后編號c:有取代基時，使之編號最小(只涉及二環(huán)橋環(huán)烴只涉及二環(huán)橋環(huán)烴: 含含2個橋頭個橋頭C, 3座橋座橋) 書寫形式：

31、環(huán)數(shù)長橋碳數(shù).次長橋碳數(shù).小橋碳數(shù)成環(huán)的碳原子總數(shù)稱為某烷注：計算各橋所含碳原子數(shù)時，橋頭碳原子不計入注：計算各橋所含碳原子數(shù)時，橋頭碳原子不計入1）雙環(huán)橋環(huán)烴命名）雙環(huán)橋環(huán)烴命名橋頭碳原子：兩環(huán)共用的碳原子。橋：兩個橋頭碳原子之間的碳鏈或一個鍵。橋頭碳橋頭碳橋橋橋(3)(1)(2)二環(huán) 3.2.1 辛烷12345672,7,7-三甲基二環(huán)2.2.1 庚烷 2甲基8乙基二環(huán)4.3.0壬烷CH3CH2CH3 橋環(huán)化合物命名時，有取代基時，應(yīng)使取代基編號較小 。 二環(huán)4.4.0癸烷12345二環(huán)2.2.1庚烷CH3CH31234567891,7-二甲基二環(huán)3.2.2壬烷 C12345678螺3.4

32、辛烷編號：小環(huán)螺碳大環(huán)。書寫：螺小環(huán)碳數(shù).大環(huán)碳數(shù)環(huán)的碳原子總數(shù)稱為某烷 （2）螺環(huán)）螺環(huán) 脂環(huán)烴分子中兩個碳環(huán)共用一個碳原子的稱為螺環(huán)烴。 注：各環(huán)所含碳原子數(shù)，螺碳原子不計入注：各環(huán)所含碳原子數(shù)，螺碳原子不計入 CH3CH3CH2CH2CH3CHCH2CCH2CH2CH2 5-甲基螺3.4辛烷 1，6-二甲基螺3.5壬烷 螺環(huán)烴命名時，有取代基的要使其編號較小。但先小環(huán)后大環(huán)原則不變C2H5CH3912345678C2H5CH3102-2-甲基甲基-6-6-乙基螺乙基螺4.54.5癸烷癸烷 CH3H3C123456783,6-3,6-二甲基二環(huán)二甲基二環(huán)3.2.1-6-3.2.1-6-辛烯

33、辛烯 CH3H3C 二、環(huán)烷烴的分子結(jié)構(gòu) HHHHH114。105.560。 環(huán)丙烷分子結(jié)構(gòu)環(huán)丙烷分子結(jié)構(gòu) 環(huán)丙烷分子中角張力大，不穩(wěn)定，易開環(huán)。 環(huán)丁烷與環(huán)戊烷分子結(jié)構(gòu)環(huán)丁烷與環(huán)戊烷分子結(jié)構(gòu) 環(huán)丁烷環(huán)戊烷 環(huán)戊烷、環(huán)己烷分子中的碳原子不在一個平面上，碳碳鍵的夾角接近或保持109.5，所以都比較穩(wěn)定。 三、環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)三、環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì) 環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)與烷烴類似。三元和四元環(huán)烷烴由于分子中存在張力，在化學(xué)性質(zhì)上比較活潑，它們與烯烴相似，可以發(fā)生開環(huán)加成反應(yīng)生成鏈狀化合物。 1開環(huán)反應(yīng)開環(huán)反應(yīng) （1）催化加氫）催化加氫 CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH3。c。cNiH2+2008

34、0H2Ni 環(huán)己烷、環(huán)庚烷在此條件下不發(fā)生加氫反應(yīng)。322232CHCHCHCHCHHtP300 （2）加溴）加溴 +CH2CH2CH2Br2CCl4BrBr+CH2CH2CH2CH2Br2BrBr 環(huán)丙烷在室溫下與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成1,3-二溴丙烷，使溴水褪色鑒別。 在加熱條件下環(huán)丁烷與溴發(fā)生加成反應(yīng)，生成1,4-二溴丁烷。（3）加鹵化氫）加鹵化氫 環(huán)丙烷、環(huán)丁烷與鹵化氫發(fā)生加成反應(yīng)生成鹵代烷。環(huán)戊烷、環(huán)己烷不易發(fā)生反應(yīng)。CH2CH2CH2CH2BrCH3CH2CH2Br+HBrHBr 環(huán)開裂發(fā)生在環(huán)開裂發(fā)生在含氫最多含氫最多和和含氫最少含氫最少的兩個的兩個碳原子之間，氫加在含氫最多的碳原子

35、上。碳原子之間，氫加在含氫最多的碳原子上。CH3CH3CHCH3HBrCH3CCHCH3BrCH3CH3CCH2小環(huán)（三、四元環(huán)）易加成，大環(huán)（五、六元環(huán)）易取代例：用化學(xué)方法鑒別環(huán)己烷、環(huán)丁烷、環(huán)丙烷。例：用化學(xué)方法鑒別環(huán)己烷、環(huán)丁烷、環(huán)丙烷。 Br2室溫不褪色褪色Br2加熱不褪色褪色 2氧化反應(yīng) 常溫下環(huán)烷烴與一般氧化劑不起作用，即使常溫下環(huán)烷烴與一般氧化劑不起作用，即使環(huán)丙烷也不起反應(yīng)，因此環(huán)丙烷也不起反應(yīng)，因此可用高錳酸鉀鑒別環(huán)可用高錳酸鉀鑒別環(huán)烷烴和烯烴烷烴和烯烴。 甲基環(huán)丙烷丁烯不褪色褪色甲基環(huán)丙烷丁烯丁烷丁烯甲基環(huán)丙烷丁烷褪色不褪色H+ Br2/CCl4 用化學(xué)方法鑒別下列化合物： 1-丁烯，甲基環(huán)丙烷，丁烷 KMnO4/ 四、環(huán)烷烴的立體化學(xué) 1 1環(huán)烷烴的順反異構(gòu)環(huán)烷烴的順反異構(gòu) 環(huán)烷烴中由于環(huán)的存在限制了C-C 鍵的自由旋轉(zhuǎn)，如果有兩個或兩個以上的環(huán)碳原子連有不同取代基時，就會得到不同構(gòu)型，產(chǎn)生順反異構(gòu)。 CH3CH3HHHCH3CH3H順-1，2-二 甲基環(huán)丙烷 反-1，2