第五章-烷烃及自由基取代反应PPT课件.ppt

第五章第五章烷烃烷烃及自由基取代反及自由基取代反应应5.1 烷烃的结构5.2 烷烃的化学性化学性质质5.3 烷烃的制备1.烃类烃类化合物化合物(Hydrocarbons)脂肪族脂肪族(Aliphatic)芳香族芳香族(Aromatic)烷烃烷烃Alkanes烯烃烯烃Alkenes炔炔烃烃Alkynes脂脂环烃环烃Cyclic Aliphatic2.1.烷烃烷烃的的结结构构1碳原子碳原子2碳原子碳原子3碳原子碳原子 4碳原子碳原子伯碳原子伯碳原子仲碳原子仲碳原子叔碳原子叔碳原子季碳原子季碳原子3.1.烷烃烷烃的的结结构构4.2.烷烃烷烃的化学性的化学性质质o1.稳稳定性定性CC；CH 由于由于键键能大；碳和能大；碳和氢电负氢电负性相近性相近（C=2.6;H=2.15）,极性小而极性小而稳稳定。表定。表现现在在对对酸酸,碱碱,氧化氧化剂剂,光光,热热等等稳稳定定 因此因此烷烃烷烃常用做溶常用做溶剂剂，基，基质质。但在光照、高温催化但在光照、高温催化剂剂条件下也能条件下也能发发生化学反生化学反应应：卤卤代、氧化和裂解反代、氧化和裂解反应应。5.2.烷烃烷烃的化学性的化学性质质o2.卤卤代反代反应应卤卤代反代反应应分子中的原子或基分子中的原子或基团团被被卤卤原子取代的反原子取代的反应应称称为为卤卤代反代反应应。取代反取代反应应分子中的原子或基分子中的原子或基团团被被其它原子或基其它原子或基团团取代的取代的反反应应称称为为取代反取代反应应。6.2.烷烃烷烃的化学性的化学性质质o2.卤卤代反代反应应甲甲烷过烷过量量氯氯气气过过量量7.2.烷烃烷烃的化学性的化学性质质氢氢的相的相对对活性活性 3 2 1氢氢原子原子卤卤素的活性素的活性 Cl Br 氟氟发发生爆炸，生爆炸，碘碘不反不反应应反反应应活性：活性：8.2.烷烃烷烃的化学性的化学性质质反反应历应历程：程：自由基取代反自由基取代反应应机制机制链链引引发发链终链终止止链链增增长长光、光、热热、引、引发剂发剂自由基相互自由基相互结结合合或加入抑制或加入抑制剂剂放放热热9.丙丙烷烷的的氯氯化反化反应应：仲仲氢氢与伯与伯氢氢活性之比活性之比为为：卤卤化反化反应应的取向性的取向性:10.异丁异丁烷烷的的单氯单氯化反化反应应：叔叔氢氢与伯与伯氢氢活性之比活性之比为为：氢氢原子原子卤卤化的次序（由易到化的次序（由易到难难）：）：叔叔氢氢仲仲氢氢伯伯氢氢卤卤化反化反应应的取向性的取向性:11.反反应应活性越大，活性越大，选择选择性越差。性越差。对烷烃对烷烃的的卤卤化反化反应应而言，而言，氯氯的活性比溴大，但溴的的活性比溴大，但溴的选择选择性却比性却比氯氯高。高。烷烃卤烷烃卤化化时时，卤卤原子的原子的选择选择性是性是 BrClF 97%3%99%1%反反应应活性与活性与选择选择性性:12.自由基的自由基的产产生；生；热热均裂均裂产产生生辐辐射均裂射均裂产产生生单电单电子子转转移的氧化移的氧化还还原反原反应产应产生生光光H H2 2O O2 2 +Fe +Fe2+2+HO +HO HO +HO-+Fe +Fe3+3+RCOO RCOO-RCOO RCOO-e-e-电电解解13.自由基的自由基的稳稳定性：定性：决定反决定反应应的主要的主要产产物物 H H=359.8kJ=359.8kJ molmol-1-1(88(88kcalkcal molmol-1 1)苯甲基自由基苯甲基自由基 烯烯丙基自由基丙基自由基 三三级级丁基自由基丁基自由基 异丙基自由基异丙基自由基乙基自由基乙基自由基 甲基自由基甲基自由基 苯基自由基苯基自由基共价共价键键均裂均裂时时所需的能量称所需的能量称为键为键解离能。解离能。键键解离能越小，形成的自由基越解离能越小，形成的自由基越稳稳定。定。均裂均裂14.共共 性性（1 1）反）反应应机理包括机理包括链链引引发发、链链增增长长、链终链终止三个止三个阶阶段。段。（2 2）反）反应应必必须须在光、在光、热热或自由基引或自由基引发剂发剂的作用下的作用下发发生。生。（3 3）溶）溶剂剂的极性、酸或碱催化的极性、酸或碱催化剂对剂对反反应应无影响。无影响。（4 4）氧气是游离基反）氧气是游离基反应应的抑制的抑制剂剂。定定义义：由化学：由化学键键均裂引起的反均裂引起的反应应称称为为自由基反自由基反应应。双自由基双自由基单单自由基自由基单单自由基比双自由基自由基比双自由基稳稳定定自由基反自由基反应应的共性的共性;15.2.烷烃烷烃的化学性的化学性质质o3.氧化反氧化反应应自自动动氧化氧化燃燃烧烧反反应应控制氧化控制氧化完全燃完全燃烧烧生成生成CO2和和H2O，燃料来源燃料来源如沼气、天然气、汽油等如沼气、天然气、汽油等老化的原因，老化的原因，SOD防衰老防衰老一定条件下也可被氧化一定条件下也可被氧化16.2.烷烃烷烃的化学性的化学性质质o4.异构化反异构化反应应化合物由一种异构体化合物由一种异构体转变转变成另一种异构体的反成另一种异构体的反应应叫做叫做异构化反异构化反应应，直直链链或支或支链链少的少的烷烃烷烃可以异构化可以异构化为为支支链链多的多的烷烃烷烃。异构化的异丁异构化的异丁烷烷可用于生可用于生产产异辛异辛烷烷，增加汽油的辛，增加汽油的辛烷值烷值。17.2.烷烃烷烃的化学性的化学性质质o5.裂化反裂化反应应高温无氧条件下，高温无氧条件下，烷烃烷烃中中C-C键键和和C-H断裂生成分子断裂生成分子量量较较小的小的烷烃烷烃与与烯烃烯烃，称之，称之为为烷烃烷烃裂解，裂解，石油化工中常常石油化工中常常应应用，用于生用，用于生产产各种燃料各种燃料和和基本化工原料基本化工原料。18.3.烷烃烷烃的制的制备备o1.伍伍尔尔兹兹反反应应卤卤代代烷烷与金属与金属钠钠反反应应可制可制备烷烃备烷烃，此反，此反应应称称为为伍伍尔尔兹兹反反应应。2RCl+2Na=R-R+2NaClR表表烃烃基基自由基机理，需要两个自由基机理，需要两个烷烃烷烃相同，不然会得到混合物相同，不然会得到混合物 2CH3CH2Cl+2Na=CH3CH2CH2CH3+2NaCl 19.3.烷烃烷烃的制的制备备o2.CoreyHouse反反应应二二烃烃基基铜锂铜锂与与卤卤代代烃烃之之间间的反的反应应，可使用，可使用烷烷基不同基不同的两种的两种卤卤代代烃烃来合成来合成烷烃烷烃。20.3.烷烃烷烃的制的制备备o3.烯烃烯烃加加氢氢反反应应通通过烯烃过烯烃的的还还原加原加氢氢反反应应制制备烷烃备烷烃。o4.格式格式试剂试剂反反应应21.巩固巩固练习练习：1、不属于有机物特点的是、不属于有机物特点的是：A大多数有机物大多数有机物难难溶于水，易溶于有机溶溶于水，易溶于有机溶剂剂 B有机物反有机物反应应比比较较复复杂杂，一般反，一般反应较应较慢慢 C绝绝大多数有机物受大多数有机物受热热不易分解，而且不易燃不易分解，而且不易燃烧烧 D绝绝大多数有机物是非大多数有机物是非电电解解质质，不易，不易导电导电、熔点低。、熔点低。2、mol甲甲烷烷和和1mol氯氯气在光照条件下气在光照条件下发发生反生反应应，产产物中物物中物质质的量最多的是的量最多的是 CH3Cl HCl CH2Cl2 CHCl322.巩固巩固练习练习：3、IUPAC命名：命名：23.巩固巩固练习练习：4、写出下列反、写出下列反应应的主的主产产物或条件：物或条件：24.