大学 有机化学 讲稿 教案 重点 自学

（一）烷烃的碳链异构

分子式相同，碳原子连接方式不同而产生的同分异构现象，称为碳链异构，其异构体称为碳链异构体，它是构造异构的一种。

甲烷、乙烷和丙烷分子中的碳原子，只有一种连接方式，所以无碳链异构体。 丁烷（C4H10）有两种不同的异构体；戊烷（C5H12）有三种异构体。

随着烷烃分子中碳原子数的增多，同分异构体的数目也随之增加。如：己烷C6H14有5个异构体，庚烷C7H16有9个异构体，十二烷C12H26 有355个异构体?。 (二)烷烃的命名

烷烃的命名原则是各类有机化合物命名的基础。烷烃的命名采用两种命名法：普通命名法、系统命名法。 1、普通命名法

1～10个碳原子的直链烷烃，分别用词头甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示碳原子的个数，词尾加上“烷”。如CH4 （甲烷）、C2H6 （乙烷）、C3H8（丙烷）、C10H22（癸烷）。10个碳原子以上的烷烃用中文数字命名。如C11H24 （十一烷）、C12H26（十二烷）、 C20H42（二十烷）。

烷烃的英文名称是在meth-，eth-，prop-，but- 等表示碳原子数的词头后，加上词尾-ane。 部分烷烃的英文名称

烷烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 英文名称 methane ethane propane butane pentane hexane heptane octane nonane decane 结构式 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)4CH3 CH3(CH2)5CH3 CH3(CH2)6CH3 CH3(CH2)7CH3 CH3(CH2)8CH3 烷烃异构体可用词头“正（normal或n-）、异（iso或i-）、新（neo）”来区分。 “正”表示直链烷烃，常常可以省略。 “异”表示末端为“新”表示末端为

，此外别无支链的烷烃。 ，此外别无支链的烷烃。

★普通命名法只适用于一些直链或含碳原子数

较少的烷烃异构体的命名。对于结构比较复杂的烷烃，就必须采用系统命名法。 2、系统命名法（IUPAC命名法）

1892年，日内瓦国际化学会议首次拟定了有机化合物系统命名原则，此后经IUPAC（International Union of Pure and Apllied Chemisty）多次修订，所以也称为IUPAC 命名法。我国根据这个命名原则，结合汉字特点，制定出我国的有机化合物系统命名法，即有机化合物命名规则。

烷烃系统命名法是将带有侧链的烷烃看作是直链烷烃的烷基取代衍生物，所以在学习系统命名法之前先学习取代基的命名。

★烃分子中去掉一个氢原子，所剩下的基团，称为烃基；脂肪烃基用R—表示；烷基的通式为CnH2n+1。烷基的中文命名是把相应的烷烃命名中的“烷”字改为“基”字。其英文命名是将烷烃词尾的-ane改为-y1，常见的烷基结构和名称如下：

此外，两价的烷基称为亚基，三价的烷基称为次基。

★烷烃系统命名法规则

⑴.选主链：选择含有取代基最多的、连续的最长碳链为主链，根据主链所含碳原子数命名为“某烷”。

⑵.编号：主链上若有取代基，则从靠近取代基的一端开始，给主链上的碳原子编号。当两个相同取代基位于相同位次时，应使第三个取代基的位次最小，依次类推；当两个不同取代

基位于相同位次时，应使小的取代基编号较小。 ⑶.命名：主链连有相同的取代基时，合并取代基，并在取代基名称前，用二（di）、三（tri）、四（tetra）??数字表明取代基的个数。并在最前面标明取代基的编号,各编号间用“，”隔开。

主链上若连有不同的取代基，应按“次序规则”将取代基先后列出，较优基团应后列出。主要烷基的优先顺序是：异丙基>丙基>乙基>甲基；在英文命名中，取代基是按字首的字母排列顺序先后列出。

3、烷烃系统命名法与普通命名法的区别

小结：烷烃的命名是其他有机化合物命名的基础，有机化合物即可以用普通命名法命名、也可以用系统命名法命名，只是适用的范围不同，普通命名法只适用于部分较简单的化合物，系统命名法适用于绝大部分的有机化合物，另外有些化合物还具有俗名。 三．烷烃的构象异构

烷烃分子中C—Cσ键旋转或扭曲时，两个碳原子上的氢原子在空间上的相对位置发生改变，其中每一种排列方式称为一种构象，不同构象之间互称为构象异构体。由于C—Cσ键可以旋转任意角度，所以烷烃有无数构象异构体。构象异构体（conformational isomer）的分子构造相同，但其空间排列不同，它是立体异构体的一种。 （一） 乙烷的构象（conformation）

乙烷没有碳链异构，但乙烷分子中的两个碳原子可以围绕 C—Cσ键旋转，乙烷有无数构象异构体，其中有两种典型的构象：重叠式（eclipsed）和交叉式（staggered）。

重叠式 交叉式

图2－3 乙烷的两种典型的构象

有机化合物的构象常用两种三维式表示，即锯架式（sawhorse formula）和Newman投影式（Newman projection formula ）。锯架式是从分子的侧面观察分子，较直观地反映了碳原子和氢原子在空间的排列情况。Newman投影式是沿着C—C键轴观察分子，从圆心伸出的三条线，表示离观察者近的碳原子上的价键，而从圆周向外伸出的三条线，表示离观察者远的碳原子上的价键。

图2－4 乙烷球棍模型C－C键的旋转（动画）

重叠式两个碳原子上的氢原子相距最近，相互间的排斥力最大，分子的能量最高，是最不稳定的构象；交叉式两个碳原子上的氢原子相距最远，相互间斥力最小，分子的能量最低，是最稳定的构象。见下图：

图2－5 乙烷构象能量图