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1、第五章饱和烃本讲稿第一页，共五十五页5.1 烷烃的分类和结构烷烃的分类和结构烷烃中只有烷烃中只有 CC 单键和单键和 CH 键，可以认为键，可以认为 CC、CH 键是烷烃的官能团。键是烷烃的官能团。在烷烃中，在烷烃中，C 原子是原子是 sp3 杂化，碳所形成化学键杂化，碳所形成化学键都是都是 键。碳原子有伯碳、仲碳、叔碳和季键。碳原子有伯碳、仲碳、叔碳和季碳的区别。碳的区别。本讲稿第二页，共五十五页 1.1.链烷烃链烷烃分子中碳与碳原子之间连接成链的烷烃称为分子中碳与碳原子之间连接成链的烷烃称为链烷链烷烃烃，也称开链烷烃或脂肪烷烃。链烷烃分子通式为，也称开链烷烃或脂肪烷烃。链烷烃分子通式为Cn
2、H2n+2（n为整数）。为整数）。在链烷烃中，碳原子不都是连成一条链，可以分支在链烷烃中，碳原子不都是连成一条链，可以分支链。如丁烷链。如丁烷 CH3CH2CH2CH3，异己烷异己烷(CH3)2CHCH2CH2CH3，新己烷，新己烷(CH3)3CCH2CH3。分子中只有一条碳链的烷烃，称为直链烷烃或分子中只有一条碳链的烷烃，称为直链烷烃或正构正构烷烃。烷烃。分子中含有支链的烷烃称为异构烷烃或支链烷烃分子中含有支链的烷烃称为异构烷烃或支链烷烃。本讲稿第三页，共五十五页1.环烷烃环烷烃(1)(1)单环烷烃单环烷烃分子中只含一个环的烷烃称为分子中只含一个环的烷烃称为单环烷烃单环烷烃，单，单环烷烃的分
3、子通式为环烷烃的分子通式为C Cn nH H2 2n n。如：环丙烷。如：环丙烷 、乙基环戊烷、乙基环戊烷 。(2)(2)双环烷烃双环烷烃 联环烷烃联环烷烃：碳环以单键直接相连结的双环：碳环以单键直接相连结的双环烷烃称为联环烷烃。如联二环己烷烷烃称为联环烷烃。如联二环己烷 本讲稿第四页，共五十五页 稠环烷烃稠环烷烃：两个环共用相邻的两个碳原子：两个环共用相邻的两个碳原子形成的烷烃称为稠环烷烃。如二环形成的烷烃称为稠环烷烃。如二环4.4.0癸烷（十氢化萘）癸烷（十氢化萘）螺环烷烃螺环烷烃：两个环共用一个碳原子的烷烃：两个环共用一个碳原子的烷烃称为螺环烷烃。如螺称为螺环烷烃。如螺3.4辛烷辛烷 桥
4、环烷烃桥环烷烃：两个环共用两个不直接相连的：两个环共用两个不直接相连的碳原子的烷烃称桥环烷烃。如二环碳原子的烷烃称桥环烷烃。如二环2.2.1庚烷（降冰片烷）庚烷（降冰片烷）套环烷烃套环烷烃：两环的碳原子不相连接，而是：两环的碳原子不相连接，而是两个碳环互相套起来，如两个碳环互相套起来，如 本讲稿第五页，共五十五页(3)多环烷烃多环烷烃立方烷立方烷 棱烷棱烷蓝烷蓝烷金刚烷金刚烷扭烷扭烷这些化合物的合成，对有机化合物的结构理论提出了这些化合物的合成，对有机化合物的结构理论提出了新的新的挑战挑战。本讲稿第六页，共五十五页5.2 5.2 链烷烃的物理性质链烷烃的物理性质一、直链烷烃的物理常数与相对分子
5、质量的关系一、直链烷烃的物理常数与相对分子质量的关系本讲稿第七页，共五十五页从表中可看出：从表中可看出：C1C4烷烃是气体，烷烃是气体，C5C16烷烃为液体，烷烃为液体，C17烷烃为固体。烷烃为固体。随着烃中随着烃中碳数增加，熔点增加，沸点增加碳数增加，熔点增加，沸点增加。随着烃中碳数增加，相对密度随着烃中碳数增加，相对密度d420增加，逐增加，逐渐接近渐接近0.8。随着烃中碳数增加，折射率随着烃中碳数增加，折射率nD20增加，总是增加，总是大于大于1。这种随着相对分子质量的增减，物理常数这种随着相对分子质量的增减，物理常数呈规律的变化在有机化合物中是一种普遍现呈规律的变化在有机化合物中是一种
6、普遍现象。在其他类化合物中也有类似的规律。象。在其他类化合物中也有类似的规律。本讲稿第八页，共五十五页二、沸点二、沸点在正构烷烃中，相对分子质量增加，沸点在正构烷烃中，相对分子质量增加，沸点增加；但随着相对分子质量的增加，每增增加；但随着相对分子质量的增加，每增加一个加一个CH2，沸点升高的幅度很快减，沸点升高的幅度很快减少下来。如：少下来。如：7 22 73差差/309.7303195.8174-88.6-161沸点沸点/C19H40C18H38C11H24C10H22CH3CH3CH4本讲稿第九页，共五十五页在同分异构体中：正构烷烃沸点异构烷烃在同分异构体中：正构烷烃沸点异构烷烃沸点；支链
7、数增加，沸点降低；分子的对称沸点；支链数增加，沸点降低；分子的对称性增加，沸点升高性增加，沸点升高。49.74 57.99 60.27 63.28 68.95CH3C(CH3)2CH2CH3CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3CH3CH(CH3)CH2CH2CH3CH3CH2CH(CH3)CH2CH3CH3(CH2)4CH3沸点高低取决于液体分子间力的大小，链烷烃的稳定沸点高低取决于液体分子间力的大小，链烷烃的稳定构象是分子中碳链呈锯齿状排列。因此，有上述规律。构象是分子中碳链呈锯齿状排列。因此，有上述规律。本讲稿第十页，共五十五页带支链的烷烃，支链的存在，阻碍了分子中带支链的烷烃，支链的
8、存在，阻碍了分子中主链的紧密排列，因此沸点低。主链的紧密排列，因此沸点低。沸点沸点/36289.5本讲稿第十一页，共五十五页三、熔点三、熔点正构烷烃的熔点随着相对分子质量的增加正构烷烃的熔点随着相对分子质量的增加而增加。而增加。碳原子数碳原子数正构烷烃碳数与熔点的关系正构烷烃碳数与熔点的关系本讲稿第十二页，共五十五页X射线衍射测得，射线衍射测得，偶数碳烷烃在晶体中排列偶数碳烷烃在晶体中排列比奇数碳的排列紧密比奇数碳的排列紧密。烷烃的熔点也与分子的烷烃的熔点也与分子的对称性对称性有关，对称性有关，对称性好，分子在晶格中排列紧密，分子间力大，好，分子在晶格中排列紧密，分子间力大，熔点高。例如熔点高
9、。例如:烷烃的熔点与分子结构对称性的关系烷烃的熔点与分子结构对称性的关系本讲稿第十三页，共五十五页四、相对密度四、相对密度d420烃比水轻，烃比水轻，d4201；正构烷烃相对分子质量；正构烷烃相对分子质量增加，增加，d420增加；同分异构体中，支链数增加；同分异构体中，支链数多，多，d420变小：变小：新戊烷新戊烷0.6135异戊烷异戊烷0.6201戊烷戊烷0.6262(CH3)4C(CH3)2CHCH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3碳数与相对密度的关系碳数与相对密度的关系本讲稿第十四页，共五十五页五、溶解性五、溶解性烷烃溶于有机溶剂中，不溶于水。烷烃溶于有机溶剂中，不溶于水。“相似者相
10、似者相相溶溶”普遍适用的经验规律。普遍适用的经验规律。六、折光率六、折光率n nD D2020折光率折光率，又称折光指数、折射率，是光在空气中速度与，又称折光指数、折射率，是光在空气中速度与在液体中速度之比：在液体中速度之比：nD20=C空气中光速空气中光速/C液体中光速液体中光速1。相对。相对分子质量增加，其中电子也增多，分子质量增加，其中电子也增多，nD20增加。增加。本讲稿第十五页，共五十五页（1）烷烃的裂解反应与异构化反应）烷烃的裂解反应与异构化反应1.裂解反应裂解反应(1)热裂解热裂解5.3 化学性质化学性质本讲稿第十六页，共五十五页(2)(2)催化裂解催化裂解高碳数烷烃，如柴油、沥
11、青、渣油、甚至原油都能高碳数烷烃，如柴油、沥青、渣油、甚至原油都能进行裂解反应。进行裂解反应。工业上应用：制备工业上应用：制备CH2=CH2、CH2=CHCH3等低碳数烯等低碳数烯烃，热裂解反应是自由基型反应，而催化裂解是离子型反烃，热裂解反应是自由基型反应，而催化裂解是离子型反应。伴随着异构化、环化、芳构化、脱氢、缩合和聚合等应。伴随着异构化、环化、芳构化、脱氢、缩合和聚合等多种反应，所得的产物十分复杂，产物的分离过程也很复多种反应，所得的产物十分复杂，产物的分离过程也很复杂。杂。本讲稿第十七页，共五十五页1.异构化反应异构化反应链烷烃在强酸催化下，可进行异构反应：链烷烃在强酸催化下，可进行
12、异构反应：工业上应用工业上应用：将直链烷烃转化成支链烷烃，提高油品：将直链烷烃转化成支链烷烃，提高油品的质量。的质量。本讲稿第十八页，共五十五页（2）烷烃的卤代反应）烷烃的卤代反应C-C 和和 C-H 键，非极性键，键能大：键，非极性键，键能大：C-C 347.3 kJ/mol，C-H 414 kJ/mol。烷烃的取代反应烷烃的取代反应：烷烃分子中的氢原子被其：烷烃分子中的氢原子被其它原子或基团代替的反应称取代反应。它原子或基团代替的反应称取代反应。卤代（卤化）反应卤代（卤化）反应：烷烃分子中的氢原子被：烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代的反应称为卤代反应或卤卤素原子取代的反应称为卤代反应或卤化
13、反应。化反应。本讲稿第十九页，共五十五页1.氯代反应氯代反应甲烷和氯在强光作用下，产生碳黑：甲烷和氯在强光作用下，产生碳黑：如果在漫散射光或加热时，得到一氯甲烷、二氯如果在漫散射光或加热时，得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物：甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物：本讲稿第二十页，共五十五页工业生产上若得到单一的氯代甲烷是很难实工业生产上若得到单一的氯代甲烷是很难实现的，但调节反应物甲烷与氯的摩尔比，可现的，但调节反应物甲烷与氯的摩尔比，可以得到以某一产物为主的混合物：以得到以某一产物为主的混合物：100.26311主要产物主要产物烷烃分子中不同氢原子被氯代的速率不同。烷烃分子中不同
14、氢原子被氯代的速率不同。（28%）（72%）（64%）（36%）主要产物主要产物本讲稿第二十一页，共五十五页1.溴代反应溴代反应烷烃也能与溴反应，生成溴代烷，但反应活性没有生成烷烃也能与溴反应，生成溴代烷，但反应活性没有生成氯代烷的大。氯代烷的大。（97%）（3%）（痕量（痕量）（99%）本讲稿第二十二页，共五十五页实验测定三种氢的活性为：实验测定三种氢的活性为：3(-H):2(-H):1(-H)=1600:82:1烷烃不同氢的溴代反应活性遵循下面的规律：烷烃不同氢的溴代反应活性遵循下面的规律：CH3-H 1(-H)2(-H)3(-H)1.氟代反应和碘代反应氟代反应和碘代反应氟氟与烷烃的反应非
15、常迅速，能引起爆炸，工业上很少应用。与烷烃的反应非常迅速，能引起爆炸，工业上很少应用。碘碘与烷烃的反应是一个平衡反应，只有及时除去生成的还原性与烷烃的反应是一个平衡反应，只有及时除去生成的还原性产物碘化氢，反应才可能生成较多的碘代烷。产物碘化氢，反应才可能生成较多的碘代烷。本讲稿第二十三页，共五十五页1.反应活性与选择性反应活性与选择性反应活性反应活性：指某一反应的反应速度。：指某一反应的反应速度。反应选择性反应选择性：指某一反应可能生成几种产物，：指某一反应可能生成几种产物，其中一种产物占总产物的百分含量称为其中一种产物占总产物的百分含量称为该反应对这种产物的选择性。该反应对这种产物的选择性
16、。卤素与烷烃的取代反应的反应活性是：卤素与烷烃的取代反应的反应活性是：氟代氯代溴代碘代氟代氯代溴代碘代实际应用中主要是烷烃的氯代反应和溴代反实际应用中主要是烷烃的氯代反应和溴代反应。氯的取代反应比溴的取代反应活性应。氯的取代反应比溴的取代反应活性大，但对仲氢和叔氢的选择性却比溴小。大，但对仲氢和叔氢的选择性却比溴小。本讲稿第二十四页，共五十五页卤素取代烷烃中不同氢的选择性表卤素取代烷烃中不同氢的选择性表21000018001I21600821Br25.13.81Cl21.81.31F23-H2-H1-H卤素卤素一条较普遍的规律：一条较普遍的规律：反应活性越大，往往对产物的选反应活性越大，往往对
17、产物的选择性越小。择性越小。本讲稿第二十五页，共五十五页烷烃卤代反应机理烷烃卤代反应机理1.反应机理：反应机理：对反应的整个过程的描述称为反应机理，它对反应的整个过程的描述称为反应机理，它包括一系列基元反应。包括一系列基元反应。2.自由基反应：自由基反应：自由基反应的最本质特征是生成反应自由基反应的最本质特征是生成反应中间体中间体自由基自由基，自由基反应分三步：，自由基反应分三步：链引发链引发、链增长链增长和和链终止链终止。烷烃的。烷烃的C-H键是键是非极性键，氯代反应是在光照或高温下进非极性键，氯代反应是在光照或高温下进行，是自由基反应。行，是自由基反应。本讲稿第二十六页，共五十五页链引发链
18、引发链增长链增长反应（反应（3）（2）（3）（2）一一直循环反应下去，直至自由基消亡。直循环反应下去，直至自由基消亡。本讲稿第二十七页，共五十五页链终止链终止在链增长反应中：在链增长反应中：本讲稿第二十八页，共五十五页反应反应-能量图如下能量图如下：本讲稿第二十九页，共五十五页反应反应-能量图如下：能量图如下：本讲稿第三十页，共五十五页生成活性中间体生成活性中间体CH3的反应过渡态能量大，的反应过渡态能量大，即活化能即活化能E大，是反应控制步骤。大，是反应控制步骤。中间体较稳定中间体较稳定(能量较低能量较低)时，其过渡态也较时，其过渡态也较稳定，能量较低，即需要的活化能小，稳定，能量较低，即需
19、要的活化能小，反应易进行。反应易进行。生成碳自由基的稳定性与键的解离能有关生成碳自由基的稳定性与键的解离能有关:本讲稿第三十一页，共五十五页碳自由基的能量排序为：碳自由基的能量排序为：3o(-R)2o(-R)1o(-R)2o(-R)1o(-R)CH3定性判断反应进行难易程度的结论：定性判断反应进行难易程度的结论：中间体碳自由基的稳定性与形成碳自由基的中间体碳自由基的稳定性与形成碳自由基的过渡态的稳定性是一致的。即稳定的自由过渡态的稳定性是一致的。即稳定的自由基，其过渡态也稳定，反应活化能较低，反基，其过渡态也稳定，反应活化能较低，反应速率较快。应速率较快。本讲稿第三十二页，共五十五页（3 3）
20、烷烃的其它取代反应）烷烃的其它取代反应1.硝化反应硝化反应烃与硝基化试剂反应，在烃分子上取代一个烃与硝基化试剂反应，在烃分子上取代一个氢原子，生成硝基化合物的反应称为硝化反氢原子，生成硝基化合物的反应称为硝化反应。应。烃中不同氢的硝化反应活性遵循：烃中不同氢的硝化反应活性遵循：3o(-H)2o(-H)1o(-H)CH3 H硝化反应产物复杂，除取代反应外，还有烃分子断硝化反应产物复杂，除取代反应外，还有烃分子断链的反应。链的反应。本讲稿第三十三页，共五十五页1.氯磺酰化反应氯磺酰化反应烃分子中的氢被氯磺酰基（烃分子中的氢被氯磺酰基（-SO2Cl）替代的）替代的反应称为反应称为氯磺酰化反应氯磺酰化
21、反应。50oC高碳数磺酰氯是碳酸氢铵的吸湿剂，高碳数磺酰氯高碳数磺酰氯是碳酸氢铵的吸湿剂，高碳数磺酰氯碱性水解产物就是一种阴离子洗涤剂。碱性水解产物就是一种阴离子洗涤剂。氯磺酰化反应是自由基型反应，反应要在光照下进行。氯磺酰化反应是自由基型反应，反应要在光照下进行。本讲稿第三十四页，共五十五页（4）烷烃的氧化反应）烷烃的氧化反应氧化反应氧化反应：在有机物分子中引入氧原子的反：在有机物分子中引入氧原子的反应称为氧化反应。有时把有机化合物的应称为氧化反应。有时把有机化合物的脱去氢原子的反应也称氧化反应脱去氢原子的反应也称氧化反应。1.完全氧化反应完全氧化反应烃类燃烧放出的能量称为燃烧焓（燃烧烃类燃
22、烧放出的能量称为燃烧焓（燃烧热），现代的实验技术可以精确的测定燃烧热），现代的实验技术可以精确的测定燃烧焓值。焓值。本讲稿第三十五页，共五十五页异异 构构 体体CH3(CH2)6CH3(CH3)2CH(CH2)4CH3(CH3)3C(CH2)3CH3(CH3)3CC(CH3)3名称名称辛烷辛烷2-甲基庚甲基庚烷烷2,2-二甲基二甲基己烷己烷2,2,3,3-四四甲基丁烷甲基丁烷-r Hm/kjmol-15474.25469.25462.15455.4本讲稿第三十六页，共五十五页燃烧焓燃烧焓-r Hm 值反映了反应物的焓值反映了反应物的焓 H值高值高物，即反映了异构体的稳定性：物，即反映了异构体的
23、稳定性：n-CnH2n+2 比比 i-CnH2n+2 能量高，不稳定能量高，不稳定在在CnH2n+2中支键数增中支键数增多，多，H值小，稳定值小，稳定每一摩尔每一摩尔-CH2-的的-r Hm 660 kJmol-1烷烃的最大用途就是作为燃料，是目前人类的主要烷烃的最大用途就是作为燃料，是目前人类的主要能源。能源。本讲稿第三十七页，共五十五页1.部分氧化反应部分氧化反应使用催化剂，控制反应条件可使烷烃部分氧使用催化剂，控制反应条件可使烷烃部分氧化得到醇、醛、酮、酸等化合物。化得到醇、醛、酮、酸等化合物。合成甲醛合成甲醛合成环己酮合成环己酮合成醋酸合成醋酸合成脂肪合成脂肪酸酸氧化反应的产物很复杂，
24、难分离纯化。氧化反应的产物很复杂，难分离纯化。本讲稿第三十八页，共五十五页1.有机化合物的有机化合物的爆炸极限爆炸极限甲烷的爆炸极限是甲烷的爆炸极限是5.53%14%，甲烷在空气，甲烷在空气中的体积分数达到这个范围，遇明火爆炸，中的体积分数达到这个范围，遇明火爆炸，而在这个范围之外燃烧亦不爆炸。而在这个范围之外燃烧亦不爆炸。大多数有机化合物都有此性质。化工厂、煤大多数有机化合物都有此性质。化工厂、煤矿爆炸事故多源于此矿爆炸事故多源于此。本讲稿第三十九页，共五十五页5.4 小环烷烃的结构及不稳定性小环烷烃的结构及不稳定性1.按环上碳原子的数目可分为三元环、四元环、五元环按环上碳原子的数目可分为三
25、元环、四元环、五元环和六元环等。习惯上又分为小环（和六元环等。习惯上又分为小环（C3C4）、普通环）、普通环（C5C7）、中环（）、中环（C8C11）和大环（）和大环（C12）。）。2.小环烷烃的不稳定性小环烷烃的不稳定性(1)天然存在的主要是五、六元环烷烃。合成了三元环天然存在的主要是五、六元环烷烃。合成了三元环和四元环烷烃，发现三元、四元环烷烃不稳定。和四元环烷烃，发现三元、四元环烷烃不稳定。本讲稿第四十页，共五十五页(2)角张力概念的提出角张力概念的提出1885年拜尔提出环状化合物年拜尔提出环状化合物“张力学说张力学说”。环。环越小，角张力越大。后来环己烷构象提出越小，角张力越大。后来环
26、己烷构象提出来，拜尔的理论开始被怀疑。来，拜尔的理论开始被怀疑。(3)环烷烃燃烧焓的测定环烷烃燃烧焓的测定单环烷烃由单环烷烃由-CH2-构成，链烷烃的每个构成，链烷烃的每个-CH2-的平均燃烧焓是的平均燃烧焓是 658.6 kJmol-1。本讲稿第四十一页，共五十五页某些环烷烃的燃烧焓值（单位：某些环烷烃的燃烧焓值（单位：kJmol-1，298K)26.63.8662.4700658.6627.05.4664.05109.627.4686.24115.538.5697.13n(-cHm/n-658.6)-cHm/n-658.6-cHm/n本讲稿第四十二页，共五十五页n(-Hc /n-658.6
27、)-Hc /n-658.6-Hc /n00658.61422.11.7660.21315.61.3659.91264.05.0664.51150.05.0663.61049.55.5664.1940.05.0663.68燃烧焓测定结果说明燃烧焓测定结果说明，小环分子确实能量高，不稳定，小环分子确实能量高，不稳定，环越小，能量越高环越小，能量越高。本讲稿第四十三页，共五十五页(4)物理方法测定结果：物理方法测定结果：测得环丙烷测得环丙烷 C-C-C 键角键角 105.5o（比正常（比正常 sp3 杂杂化键角化键角 109.5o 小），小），H-C-H 键角键角114o（比正（比正常烷烃常烷烃10
28、9.5o大），大），C-C 键长键长 0.151 nm（比正（比正常常 0.154 nm 短），短），C-H 键长键长 0.108 nm（比正（比正常常 0.109 nm 短）。短）。本讲稿第四十四页，共五十五页3 3、环丙烷碳环的结构、环丙烷碳环的结构C-C 键，变成了键，变成了“弯曲键弯曲键”或或香蕉键香蕉键，键不，键不牢，有牢，有角张力角张力存在，环不稳定。存在，环不稳定。本讲稿第四十五页，共五十五页近代杂化理论认为，环丙烷碳是近代杂化理论认为，环丙烷碳是 sp3 不等性杂不等性杂化。化。C-C 键相当于键相当于 sp5 杂化；杂化；C-H 键接近键接近 sp2 杂化。杂化。“角张力角张
29、力”的存在是小环烷烃不稳定的主要原的存在是小环烷烃不稳定的主要原因因，此外，环丙烷上，此外，环丙烷上 C-H 键是键是重叠构象重叠构象，存，存在在键的扭转张力。键的扭转张力。本讲稿第四十六页，共五十五页3、小环烷烃的加成反应、小环烷烃的加成反应除小环烷烃有易加成反应的特殊性质外，环除小环烷烃有易加成反应的特殊性质外，环烷烃的性质与链烷烃的化学性质相似。烷烃的性质与链烷烃的化学性质相似。1.加氢反应加氢反应从反应的条件看出从反应的条件看出：随着环的增大，开环反应较困随着环的增大，开环反应较困难难。本讲稿第四十七页，共五十五页1.加卤素反应加卤素反应2.加卤化氢反应加卤化氢反应常利用这一反应来鉴定
30、三元环的存在。常利用这一反应来鉴定三元环的存在。本讲稿第四十八页，共五十五页1.加成反应的加成反应的区域选择性区域选择性和和立体选择性立体选择性加成反应主要发生在加成反应主要发生在含氢最多和含氢最少的含氢最多和含氢最少的两个碳原子的两个碳原子的 C-C C-C 键上键上，像卤化氢这种极性像卤化氢这种极性试剂，试剂，带部分正电荷的带部分正电荷的 H 原子加到含氢较多原子加到含氢较多的碳原子上的碳原子上。本讲稿第四十九页，共五十五页5、其它环烷烃的性质、其它环烷烃的性质比较稳定的环烷烃的化学性质与链烷烃的相似。比较稳定的环烷烃的化学性质与链烷烃的相似。本讲稿第五十页，共五十五页6 6、稠环烷烃、稠
31、环烷烃1.十氢化萘十氢化萘稠环化合物通常看成相应稠环芳烃的衍生物，稠环化合物通常看成相应稠环芳烃的衍生物，常用稠环芳烃衍生物命名，十氢化萘。常用稠环芳烃衍生物命名，十氢化萘。十氢化萘有两种异构体，都是由两个环己烷稠十氢化萘有两种异构体，都是由两个环己烷稠合而成。合而成。顺式十氢化萘顺式十氢化萘:本讲稿第五十一页，共五十五页顺式十氢化萘分子的两个环己烷环可以在热运顺式十氢化萘分子的两个环己烷环可以在热运动中翻转，结果是动中翻转，结果是 e 键变键变键，键，键变键变 e 键，键，两者是构象异构，简称两者是构象异构，简称异象体异象体。顺式十氢化萘在环的下方有四个顺式十氢化萘在环的下方有四个 键氢原子
32、拥挤，键氢原子拥挤，分子能量高，不稳定。反式十氢化萘分子结构平展，分子能量高，不稳定。反式十氢化萘分子结构平展，比较稳定，顺式和反式是构型异构，常温下不能互比较稳定，顺式和反式是构型异构，常温下不能互相转变。两者能量差相转变。两者能量差11.5kJmol-1。但在。但在 530C 和钯和钯碳催化剂存在下，可以互相转化，达到动态平衡，反碳催化剂存在下，可以互相转化，达到动态平衡，反式占式占 91%。本讲稿第五十二页，共五十五页十氢化萘是重要溶剂。十氢化萘是重要溶剂。1.金刚烷金刚烷 金刚烷的结构可以看成是金刚石晶体的一部分，金刚烷的结构可以看成是金刚石晶体的一部分，因此得名。熔点特别高（因此得名
33、。熔点特别高（270C）。如果引进取代）。如果引进取代基后，熔点就迅速降低。金刚烷是无张力环，比较稳基后，熔点就迅速降低。金刚烷是无张力环，比较稳定，能溶于烃类溶剂中。桥头氢原子容易被卤素取代定，能溶于烃类溶剂中。桥头氢原子容易被卤素取代生成卤代金刚烷。金刚烷在石油中含量为百万分之四，生成卤代金刚烷。金刚烷在石油中含量为百万分之四，可以从石油中直接分离出来。可以从石油中直接分离出来。本讲稿第五十三页，共五十五页本讲稿第五十四页，共五十五页金刚烷可以由二聚异戊二烯合成：金刚烷可以由二聚异戊二烯合成：金刚烷是医药行业的原料，制备退烧药物金刚烷是医药行业的原料，制备退烧药物金刚烷胺盐酸盐。金刚烷胺盐酸盐。本讲稿第五十五页，共五十五页