烷烃及自由基取代反应.PPTVIP

第五章 烷烃及自由基取代反应 1. 烷烃的结构 1. 烷烃的结构 1.稳定性 C—C；C—H 由于键能大；碳和氢电负性相近（C=2.6;H=2.15）,极性小而稳定。表现在对酸,碱,氧化剂,光,热等稳定 因此烷烃常用做溶剂，基质。 但在光照、高温催化剂条件下也能发生化学反应：卤代、氧化和裂解反应。 2.卤代反应 2.卤代反应 自由基的产生； 3.氧化反应 4.异构化反应 5.裂化反应 1.伍尔兹反应 2. Corey — House反应 3. 烯烃加氢反应 巩固练习： 巩固练习： 巩固练习： * * 5.1 烷烃的结构 5.2 烷烃的化学性质 5.3 烷烃的制备 烃类化合物(Hydrocarbons) 脂肪族(Aliphatic) 芳香族(Aromatic) 烷烃 Alkanes 烯烃 Alkenes 炔烃 Alkynes 脂环烃 Cyclic Aliphatic 1°碳原子 2°碳原子 3°碳原子 4°碳原子 伯碳原子 仲碳原子 叔碳原子 季碳原子 2. 烷烃的化学性质 2. 烷烃的化学性质 卤代反应 分子中的原子或基团被卤原子取代的反应称为卤代反应。 取代反应 分子中的原子或基团被其它原子或基团取代的反应称为取代反应。 2. 烷烃的化学性质 甲烷过量 氯气过量 2. 烷烃的化学性质 氢的相对活性 3° 2° 1°氢原子 卤素的活性 Cl Br 氟发生爆炸，碘不反应 反应活性： 2. 烷烃的化学性质 反应历程：自由基取代反应机制 链引发 链终止 链增长 光、热、引发剂 自由基相互结合 或加入抑制剂 放热 丙烷的氯化反应： 仲氢与伯氢活性之比为： 卤化反应的取向性: 异丁烷的单氯化反应： 叔氢与伯氢活性之比为： 氢原子卤化的次序（由易到难）：叔氢＞仲氢＞伯氢 卤化反应的取向性: 反应活性越大，选择性越差。对烷烃的卤化反应而言，氯的活性比溴大，但溴的选择性却比氯高。 烷烃卤化时，卤原子的选择性是 Br＞Cl＞F 97% 3% 99% 1% 反应活性与选择性: 热均裂产生 辐射均裂产生 单电子转移的氧化还原反应产生 光 H2O2 + Fe2+ HO? + HO- + Fe3+ RCOO- RCOO ? -e- 电解 自由基的稳定性：决定反应的主要产物 H=359.8kJ?mol-1(88kcal?mol-1) 苯甲基自由基 烯丙基自由基 三级丁基自由基 异丙基自由基 乙基自由基 甲基自由基 苯基自由基 共价键均裂时所需的能量称为键解离能。 键解离能越小，形成的自由基越稳定。 均裂 越是稳定的自由基，越容易形成 共 性 （1）反应机理包括链引发、链增长、链终止三个阶段。 （2）反应必须在光、热或自由基引发剂的作用下发生。 （3）溶剂的极性、酸或碱催化剂对反应无影响。 （4）氧气是游离基反应的抑制剂。 定义：由化学键均裂引起的反应称为自由基反应。 双自由基 单自由基 单自由基比双自由基稳定 自由基反应的共性; 2. 烷烃的化学性质 自动氧化 燃烧反应 控制氧化 完全燃烧生成CO2和H2O，燃料来源 如沼气、天然气、汽油等 老化的原因， SOD防衰老 一定条件下也可被氧化 2. 烷烃的化学性质 化合物由一种异构体转变成另一种异构体的反应叫做异构化反应，直链或支链少的烷烃可以异构化为支链多的烷烃。 异构化的异丁烷可用于生产异辛烷，增加汽油的辛烷值。 2. 烷烃的化学性质 高温无氧条件下，烷烃中C-C键和C-H断裂生成分子量较小的烷烃与烯烃，称之为烷烃裂解，石油化工中常常应用，用于生产各种燃料和基本化工原料。 3. 烷烃的制备 卤代烷与金属钠反应可制备烷烃，此反应称为伍尔兹反应。 2RCl + 2Na=R-R+2NaCl? R表烃基 自由基机理，需要两个烷烃相同，不然会得到混合物 2CH3CH2Cl + 2Na=CH3CH2CH2CH3 + 2NaCl 3. 烷烃的制备 二烃基铜锂与卤代烃之间的反应，可使用烷基不同的两种卤代烃来合成烷烃。 3. 烷烃的制备 通过烯烃的还原加氢反应制备烷烃。 4. 格式试剂反应 1、不属于有机物特点的是 ：