第2章-饱及烃.pptVIP

2.6 烷烃的化学性质 烷烃没有官能团，和其他各类有机物相比，分子中的σ键键能大，极性小，化学性质最稳定。 不易发生化学反应（一般在常温下与强酸、强碱、氧化剂、还原剂难反应） ;不易发生异裂反应。 但在高温，光照或催化剂作用下，烷烃分子中的C-H可以均裂，发生自由基反应。 2.6.1 取代反应 取代反应：烷烃分子中氢原子被其它原子或基团所取代的反应。 1. 卤化反应：在光照射下，或高温下，烷烃分子中的氢原子能逐步被氯取代，得到不同的产物。如甲烷在350—400 oC时： 取代（卤代）反应及其反应机理（历程） 1. 甲烷氯代反应的事实 CH4 + Cl2 室温、避光 不反应 或400-500℃ 光 ◆ 较难停留在一氯化阶段； ◆ 产物主要是四种氯甲烷的混合物； ◆ CH4过量主要得到CH3Cl ，Cl2过量主要得到CCl4 ； ◆ 反应活性：F2＞Cl2＞Br2＞I2 2、甲烷氯代反应机理——自由基取代反应 ① Cl︰Cl 光或热 2Cl? 氯自由基 连锁反应（链反应）—分为链引发、链增长和链终止三个阶段。 链引发 链增长 链终止 Cl? + CH3? Cl? + Cl? CH3? + CH3? Cl2 CH3Cl CH3CH3 反复进行 反复进行 自由基之间互相碰撞 ② Cl? + CH4 CH3? + HCl 慢 ③ CH3? + Cl2 CH3Cl + Cl? 快 形成CH3 一步活化能最高， 是反应速率决定步骤； 该步形成的自由基越稳定，反应速率越快。 丙烷的氯化反应事实： 仲氢与伯氢活性之比为： 3、 卤化反应的取向与自由基的稳定性 按照不同种类H的比例理论产率为: 75% 、25% 异丁烷的一元氯化反应事实： 氢的活性比： 氢原子被取代活性：叔氢＞仲氢＞伯氢 Why？ 烷基自由基的稳定性次序为： (CH3)3C· ＞ (CH3)2CH· ＞ CH3CH2· ＞ CH3· 3 自由基 2 自由基 1 自由基 甲基自由基 越是稳定的自由基，越容易形成。 总结： 烷烃中，氢原子的活性顺序为： 叔氢原子仲氢原子伯氢原子 氯化时，叔氢：仲氢：伯氢 = 5：4：1 原因：叔C—H键解离能较小，易断裂，被Cl.夺取 自由基的稳定性顺序： (CH3)3C·(CH3)2CH·CH3CH2·CH3· 4、 反应活性与选择性 烷烃卤化 反应活性：F2＞Cl2＞Br2 反应选择性：Br2 ＞Cl2 ＞F2 反应活性越高，选择性越差。 97% 3% 54% 46% Br2、Cl2是常用卤化试剂 溴的活性比氯小，溴原子取代烷烃分子中 活性较大的氢原子，比取代活性较小的氢原子容易得多。 溴化时，叔氢：仲氢：伯氢 = 1600：82：1 例题1 光 写出下列反应的主要产物: 2.6.2 氧化反应 适当条件下，直链或支链少的烷烃可以异构化为支链多的烷烃。 适当条件下可部分氧化为醇、醛、酮、羧酸等含氧化合物。 2.6.3 异构化反应 可提高汽油的辛烷值 2.6.4 裂化反应 烷烃在没有氧气存在下进行的热分解反应。 热裂化—无催化剂的裂化反应，提高油品的产量及质量。 催化裂化——有催化剂的裂化反应，生产高品质油品。 裂解—深度热裂化，生产小分子有机化工原料。 第2节 环烷烃 2.8、环烷烃的分类 ★ 按环上碳原子的饱和程度，可分为： 单环烷烃(通式CnH2n) 单环烯烃(通式CnH2n-2) 单环炔烃(通式CnH2n-4) 环戊烷 环辛炔 环己烯 脂环烃的构造异构现象比脂肪烃复杂 环戊烷 1,1-二甲基环丙烷 乙基环丙烷 甲基环丁烷 1,2-二甲基环丙烷 试写出环烷烃C5H10的构造异构体： ★按照分子中所含碳环的数目，可分为： 单环脂环烃 二环脂环烃 多环脂环烃 环己烷 环戊二烯 甲基环己烷 十氢化萘 降冰片烷 螺[2,4]庚烷 立方烷 棱烷 篮烷 金刚烷 只有单键而C\H比值高(高度不饱和) 2.9 环烷烃的命名 单环脂环烃 (1) 在相应烷烃名称前加“环”字，称为“环某烷”； (2) 使所有取代基编号尽可能小； 甲基环戊烷 1,2-二甲基环己烷 1-甲基-3-乙基环己烷 (3) 环烯(或炔)烃编号时，把1,2位留给双(或三)键碳原子。 3,5-二甲基环己烯 5-甲基环辛炔 1位可以是乙基吗? 注意:命名时双(或三)键位次一般可以省略,若不省略如何命名? 二环环烷烃：分子碳架中含有两个碳环的烃 联二环己烷（两个环一般