大学课件脂环烃

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1、 3.1 分类和命名分类和命名 3.1.1 分类分类 第三章第三章 脂环烃脂环烃饱和、不饱和饱和、不饱和单环、二环、多环单环、二环、多环http:/ 命名命名CH3CH2CH3123456CH3CH3CH(CH3)2124531甲基甲基3乙基环己烷乙基环己烷1,1二甲基二甲基3异丙基环戊烷异丙基环戊烷一、单环脂环烃的命名一、单环脂环烃的命名法则：法则：1、与烷烃相似，只在烷字前加、与烷烃相似，只在烷字前加“环环”字；字；环丙烷环丙烷环己烷环己烷2、取代基的位次尽可能的小，如有两个不同的基团，、取代基的位次尽可能的小，如有两个不同的基团，较小的基团的位次较小；较小的基团的位次较小；http:/

2、环己烯3、也可以作为取代基、也可以作为取代基2-甲基-4-环丙基己烷二、含有双键的单环烷烃：编号时使双键的位次最小二、含有双键的单环烷烃：编号时使双键的位次最小ExampleExample1，4-二甲基环己烷3-甲基-1-环己烯环戊二烯CH3CH2CHCH2CHCH3CH3CH3http:/ 2、命名法则：根据成环的原子总数称为螺某烷、命名法则：根据成环的原子总数称为螺某烷,螺字后面螺字后面用用 表示出每个成环原子的数目表示出每个成环原子的数目,小环在前小环在前,大环在后大环在后(都都不包括螺原子不包括螺原子),),中间用圆点隔开中间用圆点隔开;编号从小环到螺原子到大编号从小环到螺原子到大环环

3、,同时编号兼顾取代基同时编号兼顾取代基,使取代基的编号之和尽可能小。使取代基的编号之和尽可能小。2，6-二甲基-9-乙基螺45癸烷螺24庚烷螺45癸烷http:/ 表示出每个成环原子的数目,大环在前,小环在后,中间用圆点隔开,最后表示出两个桥头碳原子之间的原子数目;编号从桥头碳原子到大环,到另外一个桥头碳,到小环,到其他共用原子,同时兼顾取代基的编号二环410庚烷四、桥环烃四、桥环烃1、定义：两个或两个以上的环共用两个或两个以上的、定义：两个或两个以上的环共用两个或两个以上的原子的脂环烃原子的脂环烃二环220己烷http:/ 脂环烃的性质脂环烃的性质二、三元环的加成反应二、三元环的加成反应用途

4、：鉴别三元环化合物H2,NiCH3CH2CH380oCCH2BrCH2CH2BrBr2,CCl4Br2,CCl4BrBr三、三、五、六元五、六元环的取代反应环的取代反应BrBr2,hvhttp:/ 脂环烃的结构和稳定性脂环烃的结构和稳定性一、1885年拜尔（A.Von.Baeyer）张力学说：假说成环的原子都 在同一个平面上，并排成正多边行，由于键角的变化引起张 力，键角变化越大，环的张力也越大，且环的稳定性也随张 力的变大而降低，则环的活性也越大。3.3.1 张力学说张力学说 环丙烷环丙烷 环丁烷环丁烷 环戊烷环戊烷 环己烷环己烷 60 90 108 120偏转偏转 49.5 19.5 1.

5、5 -10.5 二、常见环的张力偏转程度二、常见环的张力偏转程度http:/ mol 化合物化合物 完全燃烧完全燃烧 生成生成CO2+H2O放出的热量放出的热量表表 2.2 一些环烷烃的燃烧热一些环烷烃的燃烧热分子燃烧热分子燃烧热/(kJmol-1)-CH2-的的平均燃烧热平均燃烧热/(kJmol-1)环丙烷环丙烷 3 2091 697环丁烷环丁烷 4 2744 686环戊烷环戊烷 5 3320 664环己烷环己烷 6 3951 659环庚烷环庚烷 7 4637 662环辛烷环辛烷 8 5310 664环壬烷环壬烷 9 5981 665环癸烷环癸烷 10 6636 664环十五烷环十五烷 15

6、 9885 660开链烷烃开链烷烃 659 名称名称环大小环大小与开链烷烃与开链烷烃燃烧热的差燃烧热的差/(kJmol-1)38275035651http:/ 环戊烷环戊烷 环丁烷环丁烷 环丙烷环丙烷环的张力越小，相应的环烷烃越稳定。环的张力越小，相应的环烷烃越稳定。原因：原因：1.角张力角张力 环丙烷环丙烷 环丁烷环丁烷 环戊烷环戊烷 环己环己烷烷 105.5 111 接近接近109.5 109.5偏差越来越小偏差越来越小 2.扭转张力扭转张力 3.范德华张力范德华张力http:/ 环己烷的构象环己烷的构象 环己烷的碳骨架不是平面结构，环己烷的碳骨架不是平面结构，C键角为键角为109.5。通

7、过旋转。通过旋转键键和键角的改变，可以得到两种构象：和键角的改变，可以得到两种构象：椅型椅型 船型船型http:/ 环己烷船型构象环己烷船型构象 图图 2.15 环己烷椅型和船型构象的模型环己烷椅型和船型构象的模型 http:/ 椅型构象和船型构象可以相互转变，椅型构象和船型构象可以相互转变，但椅型构象比船型构象稳定：但椅型构象比船型构象稳定：0.25 nm1234560.18 nm1234563HHHHHHHHHHHH12456CH2CH2HHHHHHHH145362椅型构象稳定的原因：椅型构象稳定的原因：所有的键处于交叉式所有的键处于交叉式http:/ 原子在一个原子在一个平面上；平面上；

8、C2、C4、C6 原子在另一个平面上。原子在另一个平面上。12个个CH 键分为两类：键分为两类：6个个CH 键处于键处于 直立键直立键(a键键)，6个个CH 键处于平伏键键处于平伏键(e键键)。aaaaaahttp:/ 环己烷可以由一种椅型构象翻转成另一环己烷可以由一种椅型构象翻转成另一种椅型构象，原来的种椅型构象，原来的a键变为键变为e键，原来的键，原来的e键键变为变为a键：键：翻翻转转一种椅型构象经半椅型、纽船型、船型翻转一种椅型构象经半椅型、纽船型、船型翻转成另一种椅型构象。在能量上：成另一种椅型构象。在能量上：椅型构象椅型构象 纽船型构象纽船型构象 船型构象船型构象 半椅型构象半椅型构

9、象 http:/ 环己烷的构象翻转环己烷的构象翻转http:/ 取代环己烷的构象取代环己烷的构象 3.5.1 一取代环己烷的构象一取代环己烷的构象13CH3HHHCH3H1322445566 当取代基处在当取代基处在a 键时，它与键时，它与3,5位的位的H原子原子存在着非键张力，使得构象不稳定而翻转。存在着非键张力，使得构象不稳定而翻转。同时，取代基与相邻碳原子上的同时，取代基与相邻碳原子上的CH2处于邻位交叉，而当取代基处于处于邻位交叉，而当取代基处于e 键上时，键上时，取代基与相邻碳原子上的取代基与相邻碳原子上的CH2处于对位处于对位交叉交叉http:/ 键上稳定。键上稳定。http:/

10、键的构象越稳定：键的构象越稳定：CHHHC(CH3)3H0.01%99.9%CH3CH3H3CCH3HHHCH3H5%95%http:/ b、通过构象分析1，3-二甲基环己烷顺和反结构的稳定性例题：写出顺例题：写出顺-1，2-二甲基环己烷的稳定构象二甲基环己烷的稳定构象规律：两个基团相同，先把其中一个基团放在e-键，再根据顺反 关系确定另外一个基团的位置（a-键或e-键）HHCH3CH3HCH3CH3HHH3CHCH3HH3CCH3HCH3H3CCH3CH3http:/ 另外一个基团的位置。HHCH3C(CH3)3HC(CH3)3CH3HHOHOHHOHHHOHhttp:/ 十氢萘反反-十氢萘十氢萘3.6、十氢萘的构象、十氢萘的构象2、构象顺顺-十氢萘十氢萘 H2,NiHHHH.HHHHhttp:/