第三章 不饱和链烃（课件）-《有机化学基础》脂肪烃的性质同步教学（化学工业出版社第4版）

一、取代反应 1.烷烃的卤代 卤代反应：烷烃与卤素在高温或光照条件下，烷烃分子中一个或多个氢原子被卤素原子取代的反应为。X2反应活性：F2>Cl2>Br2>I2,其中氟代反应太剧烈，难以控制；而碘代反应太慢，难以进行，常见的是氯代和溴代反应。 烷烃的卤代反应一般难以停留在一卤取代阶段，通常得到各卤代烃的混和物。如甲烷的氯代： 脂肪烃的性质 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 若要得到其中的某一产物，可以通过控制甲烷和氯的物料比来实现。如当反应在400~450ºC，CH4:Cl2=10:1时，主要产物为CH3Cl；而当CH4:Cl2=0.263:1时，主要产物为CCl4.。 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 伯碳原子： 烷烃分子中只与一个碳原子相连接的碳为伯碳原子或一级碳原子，用l°C表示 仲碳原子： 只与两个碳原子相连接的碳为仲碳原子又称为二级碳原子，用2°C表示 碳原子与三个碳原子相连接的碳为叔碳原子又称三级碳原子，用3°C表示 叔碳原子： 季碳原子： 与四个碳原子相连接的碳为季碳原子，又称四级碳原子，用4°C表示与伯、仲、叔碳原子相连接的氢原子，分别称为伯、仲、叔氢原子。 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 烷烃分子中各类氢原子与卤素反应的活性不同，试验证明伯氢、仲氢、叔氢的反应的活性依次增强。烃的卤代反应是制备卤代烃的方法之一，在工业上具有重要的应用价值。如： 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 练一练： 写出戊烷的同分异构体，并标记分子中各个碳原子的类型。 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 2.自由基取代反应机理 : 反应机理又称反应历程。它是指由反应物到产物所经历途径过程，是建立在实验基础上的一种理论假说。 烷烃的卤代反应属于自由基取代反应。自由基取代反应是通过共价键的均裂生成自由基而进行的链反应。它包括链引发、链增长、链终止3个阶段。 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 链引发: 链增长: 链终止: 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 知识拓展： 甲烷氯代反应机理为： 链引发——氯分子吸收能量均裂得到氯自由基，从而引发反应进行。 链增长——每步反应均为消耗一个自由基的同时产生一个新的自由基.氯自由基主要与甲烷分子碰撞生成甲基自由基，而氯自由基自相结合的几率很小；同样因大量氯分子存在，生成的甲基自由基自相作用的几率很小. 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 甲基自由基主要与氯分子作用生成一氯甲烷。当一氯甲烷达到一定浓度时，氯自由基 也可以和生成的一氯甲烷作用生成一氯甲烷自由基，它又可与氯分子作用，逐步生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷。 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 链终止－自由基之间相互结合生成化合物.当甲烷和氯的量减少时，各自由基相遇的几率也随之增加，它们相互作用的结果最终使反应链终止。 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 3.烯烃α－H原子的卤代反应 α－碳原子：与官能团直接相连的碳原子为α－碳原子 α－氢原子：α－碳原子上的氢原子称α－氢原子，受官能团的影响，α－氢原子有较强的活性，在一定的条件下被取代。 如：丙烯与氯气在光照或者加热的条件下生成3 －氯－1－丙烯： 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 *二、热裂反应 常温下烷烃很稳定，在高温及隔绝空气的条件下，有机物分子中的共价键断裂生成较小分子的反应叫做热裂反应。 热裂反应的应用 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 裂化有热裂化（一般在5MPa和500~600°C）和催化裂化（一般在常压450~500°C下进行，用硅酸铝为催化剂）两种，现在工业上一般采用催化裂化。在石油炼制过程中，通过分馏得到的汽油只占原油的10~20%，且质量不好，炼油工业中为提高汽油的产量和质量，一般采用裂热的方法，使原油中含碳原子较多的烷烃断裂成碳原子数较少的汽油组分(C6-C9)。由催化裂化得到的汽油已占汽油总产量的80％，而且质量较好。） 为了得到更多的化学工业基本原料乙烯、丙烯、丁烯等低级烯烃，化学工业上将石油馏分在更高温度（＞700°C）下进行深度裂化，以制得更多的低级烯烃，成为裂解。不同石油馏分在不同条件下进行裂解，可以得到以某些低级烯烃为主的裂解产物。 第十二章 脂肪烃 帮助 返回 下页 上页 知识窗