第二章 饱和脂肪烃
学习要求：
1.熟练掌握烷烃习惯及系统命名
2.熟练掌握烷烃的化学性质
3.掌握异构现象，尤其是如烷烃的构象
4.了解烷烃 典型化学反应历程，掌握
游离基、碳正离子等中间体的反应活性顺序
第一节 烷 烃
5.理解诱导效应、共轭效应及其特点与应用
重点：
烷烃的命名（包括烷烃的构象）及它们的化学性质
§ １ 烷烃的结构及同系列的概念
一、烷烃的结构
㈠ 结构特点
单键相连,C,SP3杂化,C-C, C-H均为 σ键
㈡ 烷烃的构象
1.构象含义
这种通过单键的旋转而形成的、可以相互转变的、
原子在空间的不同的排列方式称为 构象 。
2.构象的表示：
常用纽曼投影式，简称 纽曼式,
圆圈表示投影时后面的碳原子，交叉点表示
投影时前面的碳原子。
1
2
H
HH
H
1
2
H
H
交叉式（优势构象）
H
HH
H
H
H
1
2
重叠式
乙烷的两种典型构象
丁烷：
C H 3 C H 2 C H 2 C H 3
C H 3
HH
H
C H 3
H
全交叉式
H
C H 3H
H
C H 3
H
斜（部分）交叉式
C H 3
HH
H
H
C H 3
半（部分）重叠式
C H 3
HH
C H 3
H
H
全重叠式
(优势构象 )
丁烷的构象
㈢ 烷烃的异构
1.构造异构：碳架异构
CH3CH2CH2CH2CH3 (CH3)2CHCH2CH3 C(CH3)4
正戊烷 异戊烷 新戊烷
2.立体异构（构型异构）
二、同系列
CnH2n+2 同系物 结构上有共同特点
物理性质,随分子量有规律变化
化学性质,类似，但也有特殊性
§ 2 烷烃的命名
一、碳原子、氢原子的类型及烷基的概念
C H
3
C H
2
C H C C H
3
C H
3
C H
3
C H
3
伯 碳
仲 碳 叔 碳
季 碳
烷基 CnH2n+1— C H
3 C H 2 C H 2
丙基
（ C H 3 ) 2 C H
异丙基
C H 3 C H 2 C H C H 3
仲丁基
( C H 3 ) 3 C
叔丁基
二、烷烃的命名
㈠ 习惯命名法
习惯命名法一般只适用于简单的，含碳较少的烷烃。
基本原则是根据分子中碳原子的数目而称为某烷。
C < or = 10 甲，乙 …… 癸 ; C > 10 十一,十二 …...
CH3CH2CH2CH3
正丁烷
(CH3)2CHCH2CH3
异戊烷
C(CH3)4
新戊烷
C H 3 ( C H 2 ) 8 C H 3
癸 烷
十 二 烷
㈡ 系统命名法
1.选主链 2.编号 3.写出化合物的名称
4.最低系列原则
5.最长碳链不止一条，选择使取代基最多为主链
C H 3
C H 3 C H 2 C H C H 2 C H 3
C H 3 ( C H 2 ) 1 0 C H 3
C H 3
C H 3 C H 2 C H C H 2 C H 3
3-甲基戊烷
C H 3 C H 2 C H C H C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H C H 3
C H 3 C H 3 C H
3
1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0
左往右,3,4,9
右往左,2,7,8
2,7,8 - 三 甲 基 癸 烷最低系列原则
C H 3 C H C C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C C H 3
C H 3 C H 3
C H 3
C H 3
C H 3
C H 3 C H 2 C H 2 C H C H C H 2 C H 2
C H 2 C H 3
C H 3
C H 3
4 - 甲 基 - 5 - 乙 基 辛 烷
2, 2, 7, 7, 8 - 五 甲 基 辛 烷
C H 3 C H C H C H C H 2 C H 2 C H 3
C H 3 C H 3 C H C H 3
C H 2 C H 3
2, 3, 5 - 三 甲 基 - 4 - 丙 基 庚 烷
§ 3 烷烃的化学性质
一,氧化反应
有 机 反 应 中
氧 化
还 原
加 氧
去 氢
去 氧
加 氢
C n H 2 n + 2 3 n + 12 O 2 n C O 2+ ( n + 1 ) H 2 O+
二,卤代反应
有机化合物分子中的氢原子被其它原子或基团
取代的反应总称为 取代反应
或 光 照
C H 4 + C l 2 C H 3 C l + H C l
光 照C H
3 C H 2 C H 3 + B r 2
B r
９ ７ ％ ３ ％
C H 3 C H C H 3 + C H 3 C H 2 C H 2 B r
条件,光照或加热
反应活性,F2>Cl2>Br2>I2
叔氢 >仲氢 >伯氢
§ 4 游离基 (自由基 )取代反应历程
反应历程,化学反应所经历的中间过程，也叫反应机理
中间体, 决定整个反应关键步骤的产物，又是
下一步的反应物。
反应类型（ 键的断裂）：
A:B → A,+ B,均裂 自由基反应
A:B→ A + + B- 异裂 离子型反应
一,游离基 的结构
㈠ 结构
C n H 2 n + 1 C H 3 C H 2 R 3C
C H 3 H HC H 3 +
S P 3 S P 2
C R
R
R
P 轨 道
1 2 0
°
甲烷自由基结构
C H 3 H HC H 3 + H = 4 3 5 K J m o l - 1
C H 3 C H H C H 3 C H 2 + HH = 4 1 0 K J m o l - 1
C H 3 C H 2 C H H C H 3 C H 2 C H 2 + HH = 4 1 0 K J m o l - 1
C H 3 C H C H 3
H C H 3 C H C H 3
+ H
H = 3 9 8 K J m o l - 1
C H 3 C H 2 C H C H 3
H
C H 3 C H 2 C H C H 3 + H
H = 3 9 8 K J m o l - 1
( C H 3 ) 3 C H ( C H 3 ) 3 C H+H = 3 8 5 K J m o l - 1
㈡ 稳定性
游离基 稳定性次序为：
叔 游离基 ＞仲 游离基 ＞伯 游离基
二,烷烃氯代反应历程
链 引 发 C l, C l 光 2 C l
链 传 递
C l H C l
C l 2 C H 3 C l C l
+C H 4 C H
3 +
+C H 3 +
链 终 止
C l 2
C H 3 C H 3 C H 3
C l C H 3 C l
C l + C l
C H 3 +
C H 3 +
………..
光 照C H
3 C H 2 C H 3 + B r 2
B r
９ ７ ％ ３ ％
C H 3 C H C H 3 + C H 3 C H 2 C H 2 B r
原因：
C H 3 C H 2 C H 2
C H 3 C H C H 3
+C H 3 C H 2 C H 3 B r
稳 定
第二节 脂环烃
学习要求：
1.熟练掌握单环脂环烃的命名
2.掌握小环化合物的化学性质
3.掌握环己烷及其衍生物的优势构象
一,脂环烃概述
含义：分 类
饱 和 程 度
环 的 数 目
饱 和 脂 环 烃
不 饱 和 脂 环 烃
单 环 烃
双 环 烃
多 环 烃
桥 环 烃
螺 环 烃
小 环 3 - 4
个 碳
个 碳
普 通 环 5 - 7
中 环 8 - 1 1
大 环 1 1> 个 碳
个 碳
单 环 烃
㈠ 单环脂环烃
1.命名
1,3 - 二 甲 基 环 己 烷
4 - 甲 基 环 己 烯
C 2H 5
5-甲基 -1,3-环戊二烯
( C H 2 ) 4 C H 3
环 丁 基 戊 烷
C H 2 C H 2
1,2 - 二 环 己 基 乙 烷 顺 - 1, 2 - 二 甲 基 环 己 烷
反 - 1, 2 - 二 甲 基 环 己 烷
㈡ 多环脂环烃
1.螺环烃
3.联环烃
环 丙 基 环 丙 烷 1,2-二环丙基环丙烷
二、脂环烃的物理性质
脂环烃的物理性质与相应的链烃相似，但环烷烃的熔点、
沸点和比重都较相应的烷烃要高些。
脂环烃不溶于水，比水轻，易溶于有机溶剂。
㈠ 游离基取代反应
B r 2
或 3 0 0 ℃
紫 外 线
+ B r H B r+
B r 2
紫 外 线
+
C H 3
B r H B r+
C H 3
三,环烷烃的化学性质
㈡ 小环化合物的 加成反应
1.催化加氢
H 2 N i
8 0 ℃
+
C H 3 C H 2 C H 3
H 2 N i
1 2 0 - 1 8 0 ℃
+
C H 3 C H 2 C H 2 C H 3
H 2
P t
> 3 0 0 ℃
+ C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H 3
2.加卤素
B r 2
室 温
C C l 4
+ B r C H 2 C H 2 C H 2 B r
B r 2 C C l
4
+ B r C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 B r
3.加 HX
C H 3 H B r+
C H 3 C H C H 2 C H 3
B r
室 温
H B r+ 不反应
环丙烷和环丁烷都能使溴的四氯化碳溶液褪色。
但它们 不能使高锰酸钾溶液褪色,因为环烷烃
不易发生氧化反应。
鉴别：丙烷、环丙烷、丙烯
C H 3 C H 2 C H 3
C H 3 C H = C H 2
B r 2
C C l 4
不 反 应
褪 色
褪 色 K M n O 4
褪 色
不 反 应
㈢ 氧化反应及燃烧
+ O 2 C o
1 0 0 ℃
1 a t m
H O O ( C H 2 ) 4 C O O H
( C H 2 ) n + 23 n O 2n C O 2 + n H 2 O
平均每 -CH2的燃烧热 KJ/mol,
环丙烷 > 环丁烷 > 环戊烷 > 环己烷
环的稳定性：
环己烷 >环戊烷 > 环丁烷 > 环丙烷
四、环烷烃的结构与构象
㈠ 影响环烷烃稳定性的因素
1.角张力 2.扭转张力 3.范德华力
㈡ 环丙烷的结构
㈢ 环己烷的结构与构象
椅式构象
角张力 0
扭转张力 0
范氏力很小优势构象
1
2
3
4
5
6
0, 2 5
船式构象：
角张力 0 扭转张力大
范氏力很大
平伏键 （ e 键） 直立键 （ a 键）
6个 a键,3个朝上,3个朝下；
6个 e键,3个平伏朝上,3个平伏朝下
1
234
5 6
环己烷的一元或多元取代物的稳定构象
R
H
H
H
R
H
环 己 烷 一 元 取 代 物 椅 式 构 象 的 翻 转
可见取代基在 e键稳定
比较顺 -1,2-二甲基环己烷同反 -1,2-二甲基环己烷
的稳定性
顺（ e a )
C H 3
C H 3
反（ e e ) 稳定
C H 3
C H 31
2
3
4
5
6
同理：顺－１，３和反－１,4二取代环己烷分别比
反－１，３和顺－１，４二取代环己烷稳定
画出 1-甲基 -3-异丙基环己烷的优势构象
C H 3 C H ( C H
3 ) 2
学习要求：
1.熟练掌握烷烃习惯及系统命名
2.熟练掌握烷烃的化学性质
3.掌握异构现象，尤其是如烷烃的构象
4.了解烷烃 典型化学反应历程，掌握
游离基、碳正离子等中间体的反应活性顺序
第一节 烷 烃
5.理解诱导效应、共轭效应及其特点与应用
重点：
烷烃的命名（包括烷烃的构象）及它们的化学性质
§ １ 烷烃的结构及同系列的概念
一、烷烃的结构
㈠ 结构特点
单键相连,C,SP3杂化,C-C, C-H均为 σ键
㈡ 烷烃的构象
1.构象含义
这种通过单键的旋转而形成的、可以相互转变的、
原子在空间的不同的排列方式称为 构象 。
2.构象的表示：
常用纽曼投影式，简称 纽曼式,
圆圈表示投影时后面的碳原子，交叉点表示
投影时前面的碳原子。
1
2
H
HH
H
1
2
H
H
交叉式（优势构象）
H
HH
H
H
H
1
2
重叠式
乙烷的两种典型构象
丁烷：
C H 3 C H 2 C H 2 C H 3
C H 3
HH
H
C H 3
H
全交叉式
H
C H 3H
H
C H 3
H
斜（部分）交叉式
C H 3
HH
H
H
C H 3
半（部分）重叠式
C H 3
HH
C H 3
H
H
全重叠式
(优势构象 )
丁烷的构象
㈢ 烷烃的异构
1.构造异构：碳架异构
CH3CH2CH2CH2CH3 (CH3)2CHCH2CH3 C(CH3)4
正戊烷 异戊烷 新戊烷
2.立体异构（构型异构）
二、同系列
CnH2n+2 同系物 结构上有共同特点
物理性质,随分子量有规律变化
化学性质,类似，但也有特殊性
§ 2 烷烃的命名
一、碳原子、氢原子的类型及烷基的概念
C H
3
C H
2
C H C C H
3
C H
3
C H
3
C H
3
伯 碳
仲 碳 叔 碳
季 碳
烷基 CnH2n+1— C H
3 C H 2 C H 2
丙基
（ C H 3 ) 2 C H
异丙基
C H 3 C H 2 C H C H 3
仲丁基
( C H 3 ) 3 C
叔丁基
二、烷烃的命名
㈠ 习惯命名法
习惯命名法一般只适用于简单的，含碳较少的烷烃。
基本原则是根据分子中碳原子的数目而称为某烷。
C < or = 10 甲，乙 …… 癸 ; C > 10 十一,十二 …...
CH3CH2CH2CH3
正丁烷
(CH3)2CHCH2CH3
异戊烷
C(CH3)4
新戊烷
C H 3 ( C H 2 ) 8 C H 3
癸 烷
十 二 烷
㈡ 系统命名法
1.选主链 2.编号 3.写出化合物的名称
4.最低系列原则
5.最长碳链不止一条，选择使取代基最多为主链
C H 3
C H 3 C H 2 C H C H 2 C H 3
C H 3 ( C H 2 ) 1 0 C H 3
C H 3
C H 3 C H 2 C H C H 2 C H 3
3-甲基戊烷
C H 3 C H 2 C H C H C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H C H 3
C H 3 C H 3 C H
3
1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0
左往右,3,4,9
右往左,2,7,8
2,7,8 - 三 甲 基 癸 烷最低系列原则
C H 3 C H C C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C C H 3
C H 3 C H 3
C H 3
C H 3
C H 3
C H 3 C H 2 C H 2 C H C H C H 2 C H 2
C H 2 C H 3
C H 3
C H 3
4 - 甲 基 - 5 - 乙 基 辛 烷
2, 2, 7, 7, 8 - 五 甲 基 辛 烷
C H 3 C H C H C H C H 2 C H 2 C H 3
C H 3 C H 3 C H C H 3
C H 2 C H 3
2, 3, 5 - 三 甲 基 - 4 - 丙 基 庚 烷
§ 3 烷烃的化学性质
一,氧化反应
有 机 反 应 中
氧 化
还 原
加 氧
去 氢
去 氧
加 氢
C n H 2 n + 2 3 n + 12 O 2 n C O 2+ ( n + 1 ) H 2 O+
二,卤代反应
有机化合物分子中的氢原子被其它原子或基团
取代的反应总称为 取代反应
或 光 照
C H 4 + C l 2 C H 3 C l + H C l
光 照C H
3 C H 2 C H 3 + B r 2
B r
９ ７ ％ ３ ％
C H 3 C H C H 3 + C H 3 C H 2 C H 2 B r
条件,光照或加热
反应活性,F2>Cl2>Br2>I2
叔氢 >仲氢 >伯氢
§ 4 游离基 (自由基 )取代反应历程
反应历程,化学反应所经历的中间过程，也叫反应机理
中间体, 决定整个反应关键步骤的产物，又是
下一步的反应物。
反应类型（ 键的断裂）：
A:B → A,+ B,均裂 自由基反应
A:B→ A + + B- 异裂 离子型反应
一,游离基 的结构
㈠ 结构
C n H 2 n + 1 C H 3 C H 2 R 3C
C H 3 H HC H 3 +
S P 3 S P 2
C R
R
R
P 轨 道
1 2 0
°
甲烷自由基结构
C H 3 H HC H 3 + H = 4 3 5 K J m o l - 1
C H 3 C H H C H 3 C H 2 + HH = 4 1 0 K J m o l - 1
C H 3 C H 2 C H H C H 3 C H 2 C H 2 + HH = 4 1 0 K J m o l - 1
C H 3 C H C H 3
H C H 3 C H C H 3
+ H
H = 3 9 8 K J m o l - 1
C H 3 C H 2 C H C H 3
H
C H 3 C H 2 C H C H 3 + H
H = 3 9 8 K J m o l - 1
( C H 3 ) 3 C H ( C H 3 ) 3 C H+H = 3 8 5 K J m o l - 1
㈡ 稳定性
游离基 稳定性次序为：
叔 游离基 ＞仲 游离基 ＞伯 游离基
二,烷烃氯代反应历程
链 引 发 C l, C l 光 2 C l
链 传 递
C l H C l
C l 2 C H 3 C l C l
+C H 4 C H
3 +
+C H 3 +
链 终 止
C l 2
C H 3 C H 3 C H 3
C l C H 3 C l
C l + C l
C H 3 +
C H 3 +
………..
光 照C H
3 C H 2 C H 3 + B r 2
B r
９ ７ ％ ３ ％
C H 3 C H C H 3 + C H 3 C H 2 C H 2 B r
原因：
C H 3 C H 2 C H 2
C H 3 C H C H 3
+C H 3 C H 2 C H 3 B r
稳 定
第二节 脂环烃
学习要求：
1.熟练掌握单环脂环烃的命名
2.掌握小环化合物的化学性质
3.掌握环己烷及其衍生物的优势构象
一,脂环烃概述
含义：分 类
饱 和 程 度
环 的 数 目
饱 和 脂 环 烃
不 饱 和 脂 环 烃
单 环 烃
双 环 烃
多 环 烃
桥 环 烃
螺 环 烃
小 环 3 - 4
个 碳
个 碳
普 通 环 5 - 7
中 环 8 - 1 1
大 环 1 1> 个 碳
个 碳
单 环 烃
㈠ 单环脂环烃
1.命名
1,3 - 二 甲 基 环 己 烷
4 - 甲 基 环 己 烯
C 2H 5
5-甲基 -1,3-环戊二烯
( C H 2 ) 4 C H 3
环 丁 基 戊 烷
C H 2 C H 2
1,2 - 二 环 己 基 乙 烷 顺 - 1, 2 - 二 甲 基 环 己 烷
反 - 1, 2 - 二 甲 基 环 己 烷
㈡ 多环脂环烃
1.螺环烃
3.联环烃
环 丙 基 环 丙 烷 1,2-二环丙基环丙烷
二、脂环烃的物理性质
脂环烃的物理性质与相应的链烃相似，但环烷烃的熔点、
沸点和比重都较相应的烷烃要高些。
脂环烃不溶于水，比水轻，易溶于有机溶剂。
㈠ 游离基取代反应
B r 2
或 3 0 0 ℃
紫 外 线
+ B r H B r+
B r 2
紫 外 线
+
C H 3
B r H B r+
C H 3
三,环烷烃的化学性质
㈡ 小环化合物的 加成反应
1.催化加氢
H 2 N i
8 0 ℃
+
C H 3 C H 2 C H 3
H 2 N i
1 2 0 - 1 8 0 ℃
+
C H 3 C H 2 C H 2 C H 3
H 2
P t
> 3 0 0 ℃
+ C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H 3
2.加卤素
B r 2
室 温
C C l 4
+ B r C H 2 C H 2 C H 2 B r
B r 2 C C l
4
+ B r C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 B r
3.加 HX
C H 3 H B r+
C H 3 C H C H 2 C H 3
B r
室 温
H B r+ 不反应
环丙烷和环丁烷都能使溴的四氯化碳溶液褪色。
但它们 不能使高锰酸钾溶液褪色,因为环烷烃
不易发生氧化反应。
鉴别：丙烷、环丙烷、丙烯
C H 3 C H 2 C H 3
C H 3 C H = C H 2
B r 2
C C l 4
不 反 应
褪 色
褪 色 K M n O 4
褪 色
不 反 应
㈢ 氧化反应及燃烧
+ O 2 C o
1 0 0 ℃
1 a t m
H O O ( C H 2 ) 4 C O O H
( C H 2 ) n + 23 n O 2n C O 2 + n H 2 O
平均每 -CH2的燃烧热 KJ/mol,
环丙烷 > 环丁烷 > 环戊烷 > 环己烷
环的稳定性：
环己烷 >环戊烷 > 环丁烷 > 环丙烷
四、环烷烃的结构与构象
㈠ 影响环烷烃稳定性的因素
1.角张力 2.扭转张力 3.范德华力
㈡ 环丙烷的结构
㈢ 环己烷的结构与构象
椅式构象
角张力 0
扭转张力 0
范氏力很小优势构象
1
2
3
4
5
6
0, 2 5
船式构象：
角张力 0 扭转张力大
范氏力很大
平伏键 （ e 键） 直立键 （ a 键）
6个 a键,3个朝上,3个朝下；
6个 e键,3个平伏朝上,3个平伏朝下
1
234
5 6
环己烷的一元或多元取代物的稳定构象
R
H
H
H
R
H
环 己 烷 一 元 取 代 物 椅 式 构 象 的 翻 转
可见取代基在 e键稳定
比较顺 -1,2-二甲基环己烷同反 -1,2-二甲基环己烷
的稳定性
顺（ e a )
C H 3
C H 3
反（ e e ) 稳定
C H 3
C H 31
2
3
4
5
6
同理：顺－１，３和反－１,4二取代环己烷分别比
反－１，３和顺－１，４二取代环己烷稳定
画出 1-甲基 -3-异丙基环己烷的优势构象
C H 3 C H ( C H
3 ) 2
