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烷烃

2019-12-30 09:56:33   1  举报

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大学基础有机化学知识点

有机化学

烷烃

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大纲/内容

命名

多环化合物

1.稠环化合物

（相当于有一个数目为0的桥的桥环化合物）

步骤类似于桥环命名，区别在于【】内写成【x，x，0】（0表示桥上碳原子数为0）

2.桥环化合物（核心）

1.找出桥头碳

2.从桥头碳开始命名，包含所有官能团（要求总数最小）

3.命名（注意格式）

例：2-甲基-3-乙基双环【2，2，1】庚-2-烯

1.“2-甲基-3-乙基”是按照编号以此命名的官能团

2.“双环”是说明除开了桥外还要两个环（其值相当于将桥环化合物的环系切断为开链所需要的最少次数）

3.【2，2，1】表示一共有两个环，环上C原子数目分别是2，2，桥的碳原子数是1（括号内用阿拉伯数字从大到小给出每一个碳桥上不包括桥头碳原子的碳原子数目，数字之间用逗号隔开）

4.“庚”表示环上的C原子总数（也就是【】内数字合加上C原子数之和）

5.“-2-烯”表示主体的官能团以及官能团的位置

3.螺环化合物

类似于桥环化合物，区别在于桥环化合物中的“双环”会变成“螺”

注意：排序是从小环开始

构象

什么是构象

分子中的原子（团）在空间的不同排列方式

怎么表示构象

1.Nemman投影式

沿C-C键轴观察，后面的碳原子用圆圈表示，取代基连接在圆周上；前面的碳原子用圆心表示，取代基连接在圆心上，同碳上的其他三根键在投影式上互为120°

怎么计算构象的稳定性

扭转能

根据各个构象的扭转能总和判断构象的稳定性，扭转能越大，越不稳定（扭转能题目会给出，注意对于重叠式也要考虑到间位上的扭转能）

向位

环己烯椅式构相中的C-H键有两种，分别称为两类向位

差异

a键（直立键）

非氢a键（就是有取代基而不是单纯的h的键）和同侧a氢键之间会有一股斥力叫做1，3-张力，会使得其更加不稳定（相对于e键位、）

e键（平伏键）

大取代基一般都是在e键上

联系

环翻转后a键变成e键，e键变成a键

在翻转过程中，两取代基关系不会变，如，两者关系总是反式关系，则，两个会分别位于a键和e键上，翻转后，这种向位相反的结果也不会变化

Barton规则（利用ae键判断优势构象）

取代基占有更多e键的通常构成优势构象

必须占据a键时，大取代基占e键会更稳定

相关：环烷烃的顺反异构

环上不同碳上的两个取代基可有在环平面同侧或异侧的立体构型关系而有顺反异构（同侧为顺，异侧为反）

顺反和a、e键之间的关系

1.3.5为a键，2.4.6为e键的是顺式

1.2均为a（e）键就是反式

总之，除非a，e键交替，否则就是反式

极端构象

重叠式

前后的键相互重叠

交叉式

前后的键刚好错开

通常情况下，相邻碳上的两个大取代基处于对位的时候因为分最远而稳定，但是，如果β-取代基是醇的话在邻位将会形成分子内氢键，反而更稳定。（注意观察投影式，如果其中既有-OH又有如-NH2、-OH、-F这种基团在的话就要考虑到分子内氢键）

稠环烷烃的构象

桥头上的氢用一个粗圆点来表示向位朝上，不画表示向位朝下

最稳定的构象

先画出中间一个环己烯的椅式构象，再根据并联环的顺/反关系给出越多的椅式构象越好

卤代反应

结果

卤素原子取代烷烃中的氢，最后生成氢卤酸和卤代烃（每种不同环境的氢原子取代得到不同的卤代烃）

条件

高温或者光照

活性

氟>氯>溴>碘

氟气反应过于剧烈，产生爆炸；碘代反应可逆而且强烈偏向烷烃和碘，难以生成

机理

自由基链过程

第一步：链引发

自由基活性物种产生

氯气中CI-CI键断裂，产生氯原子

第二步：链传递

消耗一个自由基活性物质的同事又生成了新的自由基活性物质

氯原子攻击甲烷夺取带单电子的氯原子，产生甲基自由基<br>甲基自由基攻击氯气夺取带单电子的氯原子，产生产物以及一个氯原子<br>

（甲基自由基的生成是决速步）

第三步：链终止

消耗自由基活性物资使链传递不再发生

氯原子遇到甲基自由基相互结合<br>两个甲基自由基相互结合<br>

产物比例问题

对于不同的烷烃

中间产生的烷烃的自由基越稳定，对应产物比例越高

（季碳自由基>叔碳自由基>仲>伯）

其他

环烷烃的张力

张力大小排序：C3>C4>C5>C6<C7

三元环张力最大，反应性最强；四元环比三元环稳定一些；五元环和开链烷烃相差无几；大环烷烃和开链结构已经相差无二

结果：三元环容易开环（开环后根据环外基团不同，可能有不同的情况）；五元环难以开环

环烷烃的开环和取代

环丙烷、环丁烷、环戊烷与氢气在Pt催化下氢化开环

(温度分别为80、120、300)

三元环与卤化氢发生开环反应，氢和卤素分别加到产物链烃的两头；卤原子加到有取代基的碳原子的异构体为多数

大于等于5的环烷烃可与卤素进行自由基反应（高温+卤素气体），生产卤代环烷烃

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