烷烃环烷烃和构象

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1、第一章 烷烃、环烷烃和构象由碳和氢两种元素所组成，通式为CnH2n+2的一类化合物称为烷烃，环烷烃的通式与烯烃相同(CnH2n)。烷烃、环烷烃分子中只存在单键，因此被称为是“饱和烃”。由于分子中碳原子的联结顺序和方式不同，烷烃存在同分异构现象。烷烃和一般的环烷烃对许多化学试剂是不活泼的。它不和一般的氧化剂和还原剂发生反应。由于碳和氢的电负性相当接近，烷烃分子中的碳氢只发生轻微的极化，结果，它一般不受碱的影响。烷烃分子中也没有未共享电子以提供被酸进攻的位置。因此，烷烃通常是不活泼的。   烷烃的主要反应是卤代和燃烧。在高温缺氧的条件下可以发生热裂反应，断裂为分子量较小的烷、烯并生成氢。卤代反

2、应是自由基反应是包括链引发、链传递和链终结的连锁反应。以甲烷的氯代为例：在卤代反应中，氢被游离基抽取的活性顺序是烯丙式氢这是由中间体游离基的稳定性所决定的。   卤素的反应活性是F2>Cl2>Br2；碘不发生反应。   氯与溴相比，Cl的活泼性较大，选择性较差，因此产物百分率受几率因素影响较大。Br的活泼性较小，但选择性较强，因此，产物受几率因素影响较小。这可以归结为活泼性一选择性原理：游离基活泼性越大则选择性就越小，产物越接近于从几率因素所能预料到的那种产物。烷烃的系统命名法(IUPAC法)如下：   （1） 选择一个最长的碳链为主链，视作母体，按主链所含碳原子数称为某烷。   （

3、2） 把侧链作为取代基，从距离取代基最近的一端开始依次用1,2,3…等阿拉伯数字给主链碳原子编号，把取代基的位次和名称写在母体名称之前。表示取代基位次的阿拉伯数字和汉字之间要加一短横。   （3）  同一主链上如有几个相同的取代基，取代基的位次号数应逐个注明，阿拉伯数字之间用“，”隔开。取代基的个数用二、三、四……等中文数字表示。如果含有几个不同的取代基，按“次序规则”依次列出，小的取代基写在前面，大的取代基写在后面。（4）  如有等长碳链均可作为主链时，应选择取代基较多的为主链。   （5）   如侧链还有取代基，从与主链相连的碳原子开始，把侧链的碳原子依次编号。侧链上取代基的位置就由

4、这个编号所得的号数来表示。把这个取代基的位置号数和名称写在侧链位置的后面和侧链名称的前面。   烷烃的系统命名法是相当简单的，但它趋势其他各类有机物命名的基础。掌握了烷烃的命名规则，也就在一定程度上掌握了大多数其他各类有机物的命名。所以在开始时务必下一定的工夫把它掌握好。第二章 烯烃烯烃是含有碳碳双键的不饱和烃，其通式是CnH2n。由于双键不能象单键一样自由旋转，所以烯烃可以产生几何异构现象。烯烃的结构特征是碳碳双键。烯烃的典型反应是亲电加成，可表示为：双键的反应活性来自于较弱的p键。   烯烃对亲电试剂的进攻是敏感的。如果烯烃和试剂都是不对称的，反应通过最稳定的正碳离子。（马尔柯夫尼可

5、夫规则：在酸和碳碳双键的离子型加成中，H+加到含氢较多的碳上）象烯烃跟HX,H2SO4,H2O+H+等试剂的反应。烯烃跟X2,X2+H2O等试剂的反应则经过卤瓮离子：硼氢化-氧化反应的最终结果，相当于烯烃加水，但它可以用来制备通过烯烃水合难以得到的一级醇。如果有过氧化物存在，HBr跟双键的加成是反马规则的。这是由于反应是按自由基历程进行的：烯烃在催化氢化时发生顺式加成：一摩尔烯烃催化加氢所放出的热量称为氢化热，氢化热可以用来衡量烯烃的稳定性。烯烃的稳定性一般遵循着如下顺序：                   四取代>三取代>二取代>一取代                        

6、             反式>顺式在不同条件下，烯烃可以被氧化成邻二醇，环氧化物，酮，醛或羧酸。烯烃的α-氢在高温或光照条件下可以发生a-卤代反应。N-溴代丁二亚胺（NBS)是烯丙式氢的选择溴化试剂：在适当条件下，烯烃可以进行二聚或通过离子或自由基机制进行加聚而生成聚合物。第三章  炔烃和二烯烃炔烃是含有碳碳叁键的不饱和烃，其通式为CnH2n-2。含有同数碳原子的炔烃和二烯烃是同分异构体，但是，它们在性质及结构上是不相同的。跟烯烃一样，炔烃可以发生亲电加成反应。炔烃可以被还原成烷烃，在适当条件下，炔烃可以发生立体选择性的还原反应。反式顺式炔烃经臭氧或高锰酸钾氧化，叁键断裂生成羧酸。炔烃也可

7、以跟亲核试剂发生加成反应：跟烯烃不同，随着碳的杂化轨道中s成分的增加，炔氢呈现出一定的酸性。共轭二烯烃能发生1,2-加成或1,4-加成。共轭二烯烃也能发生Diels-Alder反应。第四章脂肪烃脂肪烃是碳干为环状而性质和开链烃相似的烃类。   由于环的存在限制了碳碳单键的自由旋转，脂肪烃中存在几何异构现象。（反-1,2-二甲基环丙烷）（顺-1,2-二甲基环丙烷）脂肪烃的化学性质基本上就是开链烷烃和开链烯烃的