【文章內(nèi)容簡介】 基的一端開始，給主鏈上的碳原子編號。當(dāng)兩個相同取代基位于相同位次時，應(yīng)使第三個取代基的位次最小，依次類推；當(dāng)兩個不同取代基位于相同位次時，應(yīng)使小的取代基編號較小。⑶.命名：主鏈連有相同的取代基時，合并取代基，并在取代基名稱前，用二（di）、三（tri）、四（tetra）??數(shù)字表明取代基的個數(shù)。并在最前面標(biāo)明取代基的編號,各編號間用“，”隔開。主鏈上若連有不同的取代基，應(yīng)按“次序規(guī)則”將取代基先后列出，較優(yōu)基團(tuán)應(yīng)后列出。主要烷基的優(yōu)先順序是：異丙基amp。gt。丙基amp。gt。乙基amp。gt。甲基；在英文命名中，取代基是按字首的字母排列順序先后列出。 烷烴系統(tǒng)命名法與普通命名法的區(qū)別10 問題23 按IUPAC命名法，寫出化合物的中、英文名稱。并以此總結(jié)出系統(tǒng)命名法的命名規(guī)則。 問題24 寫出5甲基3，3二乙基6異丙基壬烷的結(jié)構(gòu)式，并指出各碳原子的類型。 小結(jié)：烷烴的命名是其他有機(jī)化合物命名的基礎(chǔ)，有機(jī)化合物即可以用普通命名法命名、也可以用系統(tǒng)命名法命名，只是適用的范圍不同，普通命名法只適用于部分較簡單的化合物，系統(tǒng)命名法適用于絕大部分的有機(jī)化合物，另外有些化合物還具有俗名。三．烷烴的構(gòu)象異構(gòu)烷烴分子中C—Cσ鍵旋轉(zhuǎn)或扭曲時，兩個碳原子上的氫原子在空間上的相對位置發(fā)生改變，其中每一種排列方式稱為一種構(gòu)象，不同構(gòu)象之間互稱為構(gòu)象異構(gòu)體。由于C—Cσ鍵可以旋轉(zhuǎn)任意角度，所以烷烴有無數(shù)構(gòu)象異構(gòu)體。構(gòu)象異構(gòu)體（conformational isomer）的分子構(gòu)造相同，但其空間排列不同，它是立體異構(gòu)體的一種。（一） 乙烷的構(gòu)象（conformation）乙烷沒有碳鏈異構(gòu)，但乙烷分子中的兩個碳原子可以圍繞 C—Cσ鍵旋轉(zhuǎn)，乙烷有無數(shù)構(gòu)象異構(gòu)體，其中有兩種典型的構(gòu)象：重疊式（eclipsed）和交叉式（staggered）。 重疊式 交叉式圖2－3 乙烷的兩種典型的構(gòu)象有機(jī)化合物的構(gòu)象常用兩種三維式表示，即鋸架式（sawhorse formula）和Newman投影式（Newman projection formula ）。鋸架式是從分子的側(cè)面觀察分子，較直觀地反映了碳原子和氫原子在空間的排列情況。Newman投影式是沿著C—C鍵軸觀察分子，從圓心伸出的三11 條線，表示離觀察者近的碳原子上的價鍵，而從圓周向外伸出的三條線，表示離觀察者遠(yuǎn)的碳原子上的價鍵。 圖2－4 乙烷球棍模型C－C鍵的旋轉(zhuǎn)（動畫）重疊式兩個碳原子上的氫原子相距最近，相互間的排斥力最大，分子的能量最高，是最不穩(wěn)定的構(gòu)象；交叉式兩個碳原子上的氫原子相距最遠(yuǎn)，相互間斥力最小，分子的能量最低，是最穩(wěn)定的構(gòu)象。見下圖： 圖2－5 乙烷構(gòu)象能量圖178。mol1，交叉式是乙烷穩(wěn)定的優(yōu)勢構(gòu)象。室溫下，178。mol1的能量，足以使C—C 鍵“自由”旋轉(zhuǎn)，各構(gòu)象間迅速轉(zhuǎn)換，無法分離出其中某一構(gòu)象異構(gòu)體，但大多數(shù)乙烷分子是以最穩(wěn)定的交叉式構(gòu)象存在。（二）正丁烷的構(gòu)象正丁烷分子在圍繞C2－C3σ鍵旋轉(zhuǎn)時，有4種典型的構(gòu)象異構(gòu)體，即對位交叉式、鄰位交叉式、部分重疊式和全重疊式。見下圖： 圖2－6 正丁烷繞C2－C3σ鍵旋轉(zhuǎn)的構(gòu)象對位交叉式：兩個體積較大的甲基處于對位，相距最遠(yuǎn)，此種構(gòu)象的能量最低。鄰位交叉式：兩個甲基處于鄰位，靠得比對位交叉式近，兩個甲基之間的Van der Waals斥力（或空間斥力）使這種構(gòu)象的能量較對位交叉式高，因而較不穩(wěn)定。全重疊式：兩個甲基及氫原子都各處于重疊位置，相互間斥力最大，分子的能量最高，是最不穩(wěn)定的構(gòu)象。部分重疊式：甲基和氫原子的重疊使其能量較高，但比全重疊式的能量低。正丁烷C2—C3 s鍵旋轉(zhuǎn)能量圖如下：12 圖2－7 正丁烷C2—C3 鍵旋轉(zhuǎn)時的能量曲線圖從正丁烷C2—C3 鍵旋轉(zhuǎn)時的能量曲線圖可見，4種構(gòu)象的穩(wěn)定性次序是： 正丁烷各種構(gòu)象之間的能量差別不太大。在室溫下分子碰撞的能量足可引起各構(gòu)象間的迅速轉(zhuǎn)化，因此正丁烷實(shí)際上是各構(gòu)象異構(gòu)體的混合物，主要是以對位交叉式和鄰位交叉式的構(gòu)象存在，前者約占63%，后者約占37%，其他兩種構(gòu)象所占的比例很小。隨著正烷烴碳原子數(shù)的增加，它們的構(gòu)象也隨之而復(fù)雜，但其優(yōu)勢構(gòu)象都類似正丁烷，是能量最低的對位交叉式。因此，直鏈烷烴碳鏈在空間的排列，絕大多數(shù)是鋸齒形，而不是直鏈，只是為了書寫方便，才將其結(jié)構(gòu)式寫成直鏈。 圖2－8 正己烷分子的球棍模型分子的構(gòu)象，不僅影響化合物的物理和化學(xué)性質(zhì)，而且影響蛋白質(zhì)、酶、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能以及藥物的構(gòu)效關(guān)系。許多藥物分子的構(gòu)象異構(gòu)與其生物活性的發(fā)揮密切相關(guān)。藥物受體一般只與藥物多種構(gòu)象中的一種結(jié)合，這種構(gòu)象稱為藥效構(gòu)象。不具有藥效構(gòu)象的藥物很難與藥物的受體結(jié)合，此種藥物生物活性很低或根本無活性。例如，抗震顫麻痹藥物多巴胺作用于受體的藥效構(gòu)象是對位交叉式。問題25多巴胺的結(jié)構(gòu)式為 ，畫出其對位交叉式的藥效構(gòu)象（考慮圍繞C1—C2鍵的旋轉(zhuǎn)）。問題26 畫出己烷圍繞C3—C4化學(xué)鍵旋轉(zhuǎn)時的最穩(wěn)定構(gòu)象和最不穩(wěn)定的構(gòu)象。小結(jié)：烷烴的C－Cs鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，烷烴具有無數(shù)個構(gòu)象異構(gòu)體；室溫下，各構(gòu)象異構(gòu)體不能分離；烷烴是各構(gòu)象異構(gòu)體的混合物，其中較穩(wěn)定構(gòu)象異構(gòu)體的比例較高。四．烷烴的物理性質(zhì)有機(jī)化合物的物理性質(zhì)，一般是指物態(tài)、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、密度、溶解度、折光率、旋光度和光譜性質(zhì)等。烷烴同系物的物理性質(zhì)常隨碳原子數(shù)的增加，而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化。在室溫和常壓下，C1～C4的正烷烴（甲烷至丁烷）是氣體，C5～C17 的正烷烴（戊烷至十13 七烷）是液體，C18和更高級的正烷烴是固體。烷烴分子間的作用力只有范德華力，是非極性或弱極性的化合物。根據(jù)“極性相似者相溶”的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，烷烴易溶于非極性或極性較小的苯、氯仿、四氯化碳、乙醚等有機(jī)溶劑，而難溶于水和其他強(qiáng)極性溶劑。液態(tài)烷烴作為溶劑時，可溶解弱極性化合物。烷烴的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、密度的變化規(guī)律見下圖沸點(diǎn)密度熔點(diǎn) 圖2－9 烷烴沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、密度隨碳數(shù)變化規(guī)律(鼠標(biāo)移至圖上有答案出現(xiàn)）沸點(diǎn)：正烷烴的沸點(diǎn)隨著碳原子的增多而有規(guī)律的升高。一般每增加1個碳原子，沸點(diǎn)升高20～30℃。同分異構(gòu)體，取代基越多，沸點(diǎn)越低。這是由于烷烴的碳原子數(shù)越多，分子間作用力越大；取代基越多，分子間有效接觸的程度越低，使分子間的作用力變?nèi)?。熔點(diǎn)：正烷烴的熔點(diǎn)隨著碳原子數(shù)的增多而升高，含偶數(shù)碳原子正烷烴的熔點(diǎn)高于相鄰的兩個含奇數(shù)碳原子正烷烴的熔點(diǎn)。在烷烴異構(gòu)體中，對稱性較好的烷烴比直鏈烷烴的熔點(diǎn)高，這是由于對稱性較好的烷烴分子，晶格排列較緊密，致使鏈間的作用力增大而熔點(diǎn)升高。 密度：正烷烴的密度隨著碳原子數(shù)的增多而增大，178。cm3左右時趨于穩(wěn)定。所有烷烴的密度都小于1g178。cm3 ，烷烴是所有有機(jī)化合物中密度最小的一類化合物。五．烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴是飽和烴，分子中只有牢固的C—C σ鍵 和C—H σ鍵,所以烷烴具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性。在室溫下，烷烴與強(qiáng)酸（如硫酸、鹽酸）、強(qiáng)堿（如氫氧化鈉）、強(qiáng)氧化劑（如重鉻酸鉀、高錳酸鉀）、強(qiáng)還原劑（如鋅加鹽酸、金屬鈉加乙醇）都不發(fā)生反應(yīng)。但在適宜的反應(yīng)條件下，如光照、高溫或在催化劑的作用下，烷烴也能發(fā)生共價鍵均裂的自由基（ free radical ）反應(yīng)。例如：烷烴的鹵代反應(yīng)1． 甲烷的鹵代在紫外光照射或高溫250～400℃ 的條件下，甲烷和氯氣混合可劇烈地發(fā)生氯代反應(yīng)，得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷（四氯化碳）和氯化氫的混合物。 甲烷與氯氣作用，產(chǎn)生一氯甲烷；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，過量的氯氣繼續(xù)與一氯甲烷作用，生成二氯甲烷；二氯甲烷進(jìn)一步與氯氣作用，生成三氯甲烷；三氯甲烷繼續(xù)反應(yīng)生成四氯甲烷，所以反應(yīng)的產(chǎn)物是4種氯代甲烷的混合物。若用超過量的甲烷與氯氣反應(yīng)，反應(yīng)就幾乎限止在一氯代反應(yīng)階段，生成一氯甲烷?？捎么朔椒ㄖ苽湟畸u代烴?！稃u素與甲烷的反應(yīng)活性順序?yàn)椋篎2amp。gt。Cl2amp。gt。Br2amp。gt。I2。氟代反應(yīng)十分劇烈，難以控制，強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量可破壞大多數(shù)的化學(xué)鍵，以致發(fā)生爆炸。碘最不活潑，碘代反應(yīng)難以進(jìn)行。因此，鹵代反應(yīng)一般是指氯代反應(yīng)和溴代反應(yīng)。（reaction mechanism）14 （1） 自由基的鏈反應(yīng)自由基的鏈反應(yīng)可分為鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止3個階段?！铈溡l(fā)（chaininitiating step）：形成自由基 氯分子從光或熱中獲得能量，Cl—Cl鍵均裂，生成高能量的氯自由基Cl178。 。自由基的反應(yīng)活性很高，一旦形成就有獲取一個電子的傾向，以形成穩(wěn)定的八偶體結(jié)構(gòu)?！?鏈增長（chainpropagating step）：延續(xù)自由基、形成產(chǎn)物 氯自由基使甲烷分子中的C—H鍵均裂，并與氫原子生成氯化氫分子和新的甲基自由基CH3178。 。 活潑的甲基自由基使氯分子的Cl—Cl鍵均裂，生成一氯甲烷。此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所放出的能量足以補(bǔ)償反應(yīng)②所需吸收的能量，因而可以不斷地進(jìn)行反應(yīng)，將甲烷轉(zhuǎn)變?yōu)橐宦燃淄椤?當(dāng)一氯甲烷達(dá)到一定濃度時，氯原子除了與甲烷作用外，也可