人卫有机化学5-2第二章__烷烃和环烷烃.doc 联系客服

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增多,同时反应体系中的杂质或者反应容器也会消耗部分自由基,随着自由基的消亡殆尽,反应也随即终止。从上述烷烃卤代反应可以看出,反应一旦触发,就会产生连锁反应,直到自由基消耗完为止。例如爆炸、燃烧多属于这类反应。

2. 氧化反应 烷烃在常温下,不与氧化剂反应,但都可以在空气中燃烧,彻底氧化为二氧化碳和水,同时放出大量的热能。例如天然气中甲烷的燃烧:

点燃?? CO2 + 2 H2O + 热能 CH4 + 2O2 ??若氧气不足,则会生成有毒的一氧化碳和水。因而在使用天然气时,应保持室内通风,以免发生一氧化碳中毒。人体内也在不断地发生燃烧氧化反应,产生的能量供给细胞,不过体内的氧化反应非常缓和,不像甲烷燃烧那样剧烈。另外,为人体提供能量的不是甲烷,也并非其他烷烃,而是烃的衍生物——糖类和脂肪。

烷烃除了在点燃或者高温情况下能够发生燃烧氧化之外,也能在催化剂作用下被空气氧化。如石蜡等高级烷烃在高锰酸钾催化下,被空气中的氧气氧化生成多种脂肪酸。

中学和大学无机化学从电子得失和电子偏移的角度介绍过氧化还原反应,但是有机化合物均为共价化合物,电子的得失和偏移都不太容易判断。因而,有机化学常从得氧失氧和得氢失氢的角度来判定氧化还原反应。得氧或失氢的反应称为氧化反应;失氧或得氢的反应称为还原反应。氧化还原反应也是常见且重要的有机反应类型。

烷烃同系物的结构与甲烷相似,根据结构与性质的关系,由上面甲烷的性质可以推测其他烷烃的性质。这是学习有机化学的重要方法,也是学好有机化学的思维模式。

基于烷烃在物理和化学性质上的特点,也有一些在医药上的应用。最常见的有液体石蜡,液体石蜡是十八个碳到二十四个碳原子的烷烃混合物,常温是

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无色透明的液体,不溶于水和醇,溶于醚和氯仿。医药上用作缓泻剂;也常作基质,用于滴鼻剂或喷雾剂的配制。其次是固体石蜡,它是二十五个碳到三十四个碳原子的烷烃混合物,常温是白色蜡状固体。医药上用于蜡疗和调节软膏的硬度;也是制造蜡烛的原料。另外还有液体石蜡和固体石蜡的混合物凡士林,常含色素而呈黄色,是呈软膏状半固体,不溶于水,溶于乙醚和石油醚。因不被皮肤吸收,且化学性质稳定,不与药物起反应。因此,常用作软膏的基质。

第二节 环烷烃

分子中原子间以单键连接,且碳原子首尾连接成环状的烃称环烷烃(cycloalkanes)。环烷烃因其结构、性质与烷烃相似,又称脂环烃。

一、环烷烃的分类、命名与结构

(一) 环烷烃的分类

根据环烷烃分子中碳环的数目多少分类,只含一个碳环的称单环烷烃,含两个或以上的称为多环烷烃。

单环 多环

单环烷烃根据成环碳原子数目的不同,又可分为3碳、4碳的小环;5碳、6碳的中环和7碳以上的大环。其中5碳和6碳的环烷烃最为稳定,也最为重要和常见。

小环:

中环:

大环:

多环烷烃又可以根据环与环之间的连接形式不同进行分类。环与环之间共

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用一个碳原子的多环烷烃称为螺环烷烃;环与环之间共用两个及以上碳原子的多环烷烃称为桥环烷烃。

螺环

(二) 环烷烃的命名

桥环

1. 单环烷烃的命名 单环烷烃组成上比相应的开链烷烃少两个氢原子,通式为CnH2n。命名也与开链烷烃相似,将名称前冠以“环”字即可。如环戊烷、环己烷等。

环丙烷 环戊烷 环己烷

若环上有取代基,则以环烷烃为母体,取代基作支链,以最简单取代基连接的环碳开始给碳环编号,确定取代基的位次,称为“某基环某烷”。

甲基环己烷 1,4-二甲基环己烷(对二甲基环己烷)

1-甲基-4-异丙基环己烷

2. 螺环烃与桥环烃的命名 螺环烃是指环与环之间共用一个碳原子的多环烃,共用的碳原子称为螺原子。

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螺[2.4]庚烷

螺环烃的命名则是根据环上碳原子的总数称为螺某烷,在螺与某烷之间加 一方括号,其中用阿拉伯数字标明除螺原子外的每个环上碳原子的数目,按照由小到大的顺序排列,数字与数字之间用下角圆点隔开。

当螺环烃上带有取代基时,则从螺原子的邻位碳原子开始,先给小环编号, 经过螺原子后再给大环编号,以确定螺环烃上的取代基位次。

2-甲基螺[4.5]癸烷

桥环烃是指环与环之间共用两个及以上碳原子的多环烃。共用的碳原子称为桥头(或称桥墩)碳原子,从桥头一端到另一端的碳链称为桥路。

二环[2.2.1]庚烷

名称中的二环表示桥环烃中环的数目,庚烷表示桥环烃中环上所有碳原子数目,方括号中的数字表示除两桥头碳原子之外各桥路上的碳原子数,按从大到小顺序排列,各数字之间用下角圆点隔开。

当桥环烃上带有取代基时,则按先大环后小环的顺序编号。从一个桥头碳原子开始沿最长桥路到另一桥头碳原子,再沿次长桥路回到第一个桥头碳原子, 最短的桥路最后编号。

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