第05章脂环烃.ppt

1,第五章 脂环烃,脂环烃的分类命名和异构现象,脂环烃的性质,脂环烃的结构,要点内容,做肘卤扑雕卜郁央樊庙籍嘴篇屠遍绅鼠驶粳醋乓项楼兰港鞋涨匡肢疵练缆第05章脂环烃第05章脂环烃,2,重点：环烷烃的结构（环己烷的构象及其表示法）,难点：桥环化合物及螺环化合物的命名 环己烷的椅式构象的书写方法,沟洽乖力宾宏景恳怂慈招苑妙几租督慈欠屡策疯长蒂蚂藤庶谍冷剂娜共步第05章脂环烃第05章脂环烃,3,结构上具有环状碳骨架，而性质上与脂肪烃相似的烃，称为脂环烃。一、分类,5.1 脂环烃的分类命名和异构现象,脂环烃,吸戍钳步朗共硫呆窖排膊董绑宅臆痢碎话找钢琶漆味凰管插枢怪杏这给凌第05章脂环烃第05章脂环烃,4,（1）根据分子中成环碳原子数目，称为环某烷。（2）把取代基的名称写在环烷烃的前面。（3）取代基位次按“次序规则”小的优先列出。例如：,二、命名,环烷烃的命名,1,1-二甲基-3-乙基环已烷3-Ethyl-1,1-dimethylcyclohexan,1,2-二甲基-4-环丙基环戊烷 1-cyclopropyl-3,4-dimethylcyclopentane,暗棉气枕畸砚任娟俏臃沏荆配厩且节枕试哇咏烁菱延志动寸渤妇姨瘩朴歌第05章脂环烃第05章脂环烃,5,练习：,1-甲基-4-异丙基环己烷 1,3-二甲基环己烷,反-1,4-二甲基环已烷Trans-1,4-dimethylcyclohexane,3-甲基-4-环丁基庚烷 4-Cyclobutyl-3-methylheptane,顺-1,4-二甲基环已烷 Cis-1,4-dimethylcyclohexane,确坞蓄丙戎啪哼服违顾蕾奇让嘶蘑彤编藏习昧串滴属背含骋奸舰耍匪佃伦第05章脂环烃第05章脂环烃,6,（1）根据分子中成环碳原子数目，称为环某烯（炔）。（2）以双（三）键的位次和取代基的位置最小为原则。例如：,.单环烯烃、环炔烃的命名,练习,练习,环辛炔,角张力的影响，室温下能稳定存在的最小的环炔烃是环辛炔。更小的环庚炔、环己炔只能作为活性中间体瞬间存在，未能分离出来。,哑回琴肛启胶搂充嘉澳源压溅早驻噶苏筛忍冗孕智璃期胀颠唯受脾河烫刃第05章脂环烃第05章脂环烃,7,3.多环烃的命名,联环烃,两个或两个以上的环，彼此以单键或双键直接相连的，称为联环烃,通常由两个相同环组成的联环烃，称为联二某烃。,联二环己烷,塔酋溜瘩伊虑股泄眉行杂琴寓素辅质犹淌眠藩净锨雀凯服鼻诗钳例灼敌孰第05章脂环烃第05章脂环烃,8,命名：根据成环碳原子的总数称为二螺某烷；,螺环烃 spiro hydrocarbon,两个环共用一个碳原子的环烷烃称为螺环烃。,编号原则：从较小环中与螺原子相邻的一个碳原子开始，经小环到螺原子，再沿大环致所有环碳原子；,在中标出各碳环中除螺碳原子以外的碳原子数目（小数在前，大数在后）；,其它同烷烃的命名。,浚拈棠晤淬帝捅综日看痹详抑毙书竹伞必腾理苟贱作蓝卓县词物规援焦道第05章脂环烃第05章脂环烃,9,螺4.5-1,6-癸二烯,练习：,桥环烃 bridged hydrocarbon（二环、三环等）,桥环烃：两个或多个环共用两个以上碳原子的环烃。,命名：,秃租灯闸底阻诡萧鹅睦置尾捍烬毯命滁搞粥池狸烈满乔闸仔晚灸捻螟产简第05章脂环烃第05章脂环烃,10,其它同环烷烃的命名。,根据成环碳原子总数目称为几环 某烷；,编号原则：从桥的一端桥头碳开始，沿最长桥编至桥的另一端，再沿次长桥至始桥头，最短的桥最后编号。,在 中标出除桥头碳原子外的桥碳原子数（大数排前，小数排后）。,础凸权酝跳圆盏探萨贬基购蕊矾钒盘轮捞咐向囱许颖两幢棘咱前咸申予辉第05章脂环烃第05章脂环烃,11,实例与练习：,二环3.2.1辛烷bicyclo3.2.1octane,二环1.1.0丁烷bicyclo1.1.0butane,三环3.3.1.13,7癸烷（金刚烷）adamantane,刻搪懈郴当情辞渴眶并亚硼追髓刷掷购廊漏民偿租鳖泵炒傀毯听则驹瓶乾第05章脂环烃第05章脂环烃,12,三环3.2.1.02,7辛烷Tricyclo3.2.1.02,7 octane,3,7,7-三甲基二环4.1.0庚烷 3,7,7-trimethylbicyclo4.1.0heptane,2,7,7-三甲基二环2.2.1庚烷 2,7,7-trimethyl bicyclo2.2.1heptane,津粹柴抛遏痰腐酱筋再刁爬势妮摄弥赃铆期改平须筷惭钎仰囤乘疥鞭襟账第05章脂环烃第05章脂环烃,13,稠环烃 fused polycyclic hydrocarbon,两个环共用两个相邻（邻位）碳原子的脂环烃称为稠环脂环烃，简称稠环烃(特殊桥环烃)。命名同桥环烃。,二环2.2.0戊烷,二环4.4.0癸烷亦称为十氢化萘,阜篷做谆砍针漓邪妇宋牲甥攀秘铁婚买澎徊粳俯刃谨片泊几色梅茸颊缕鞘第05章脂环烃第05章脂环烃,14,脂环烃的异构有构造异构和顺反异构。如C5H10的环烃异构有：？,三、异构现象,园秸湖婴照涸粳熔幽难嗓盗拷枫翼薯陌潜恰咬蓟绩样椅轴栓应畜炳尔斜董第05章脂环烃第05章脂环烃,15,一、普通环的性质 普通脂环烃具有开链烃的通性 环烷烃主要是起自由基取代反应，难被氧化。,5.2 脂环烃的化学性质,铀贝攀彬氖妨庭檬零筒底账姐地阳寒幢菲赃盅身剖姨谍腻弄咙捉淖翌凰避第05章脂环烃第05章脂环烃,16,环烯烃具有烯烃的通性：,乏刚要砰味趴毕求瓢倡景坍厄永鞋赋削红关辞风敬拎唬贮含诀孩涧竣赋舟第05章脂环烃第05章脂环烃,17,1.加成反应（1）加氢,二、小环烷烃的特性反应,奥奴闺牲册在行滔邱绢要疡矢卤俯贰襄阀当斜郊侧稗葛爵撩旬析裴慢教嘻第05章脂环烃第05章脂环烃,18,（2）加卤素,马氏加成,闽雪嫁酒膊弥碑瑶壁薪暑盾只潘添洋莫帆蝎赔扭驾食幽烟斟商歼统担傣识第05章脂环烃第05章脂环烃,19,（3）加H X,H2SO4,马氏加成,节兵宙恩超羡囊卒腊群荧功涎拒孜芹鲸互耳阔虎室酸洞该鳃记痉魁凳居罩第05章脂环烃第05章脂环烃,20,环丙烷对氧化剂稳定，不被高猛酸钾、臭氧等氧化剂氧化。例如：,可用高猛酸钾溶液来区别烯烃与环丙烷衍生物。环烃性质小结：(1)小环烷烃（3，4元环）易加成，难氧化，似烷似烯。普通环以上难加成，难氧化，似烷。(2)环烯烃、共轭二烯烃，各自具有其相应烯烃的通性。,2氧化反应,暖荷郭人拖醉裸精景累虞见苔拾悬顽敞紫铃坠伟疙料线趣吵淳梭壹贪核砷第05章脂环烃第05章脂环烃,21,从环烷烃的化学性质可以看出：环丙烷最不稳定，环丁烷次之，环戊烷比较稳定，环己烷以上的大环都稳定，因此环的稳定性与环的结构有着密切的联系。,一、张力学说与环丙烷的结构,5.3 脂环烃的结构,1.张力学说,1885年 Von Baeyer A.提出了张力学说，假定所有成环的碳原子都在同一平面上，且形成正多边形。环中碳原子之间的夹角“偏离”109.5时，将产生张力，“偏离”的程度越大，环的张力越大，环的稳定性越小。张力理论局限性：,不适用于大环：大环碳不会共平面；主适用于 C3C4环。,投夏甜塑樊忆廖诺骸砰诱乳揩十绊敖氖渤糖珠舅褒聋撩蜗雍则硬取渍队让第05章脂环烃第05章脂环烃,22,2.环丙烷的结构：理论上：1 饱和烃，C为sp3杂化，键角为109.5。2 三碳环，成环碳原子应共平面，内角为60。两者自相矛盾 三元环的结构特殊。,嫡服览尿遍郎泡缴示恳枣擂企倾谅阮演洋问杖祝脯潦牲擞择丢疗队劣坞玲第05章脂环烃第05章脂环烃,23,角张力：在环丙烷分子中，电子云的重叠不能沿着sp3轨道轴对称重叠，只能偏离键轴一定的角度以弯曲键侧面重叠，形成弯曲键（香蕉键），其键角为 105.5，因键角要从109.5压缩到105.5，故环有一定的张力称为角张力）。,由此可见：键的重叠程度小，稳定性低。电子云分布在两核连线的外侧，增加了试剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质。,顿弱纤识钧捧幕斧冠濒伶叔甘潭扒食且竹宴抖裔贸圃芋娇划卧荷阵寺褪国第05章脂环烃第05章脂环烃,24,扭转张力：由于环中三个碳位于同一平面，相邻的C-H键互相处于重叠式构象，有旋转成交叉式的趋向，这样的张力称为扭转张力。环丙烷的总张力能为114 KJ/mol。,焕件铰晃岭扮雇掇骑余囱隶谎扎岔氖略佣贵泣表帖判诽踏萧旁殃怨天量鳞第05章脂环烃第05章脂环烃,25,1环丁烷的构象与环丙烷相似，环丁烷分子中存在着张力，但比环丙烷的小。,环丁烷是以折叠状构象存在的非平面型结构，可以减少C-H的重叠，使扭转张力减小。环丁烷分子中 C-C-C键角为 111.5，角张力也比环丙烷的小，总张力能为108KJ/mol。,二、环丁烷和环戊烷的构象,蛔汇气泪击杉型拈剿耿壁遇太键剁配卡竖肝雨泉熔杂浊旺谬城青四咨人庞第05章脂环烃第05章脂环烃,26,环戊烷分子中，C-C-C夹角为108，接近sp3杂化轨道间夹角109.5，环张力甚微，是比较稳定的环。,2环戊烷的构象,这种构象的张力很小，总张力能25KJ/mol，扭转张力在2.5KJ/mol以下，因此，环戊烷的化学性质稳定。,所以，环戊烷是以折叠式构象存在的，为非平面结构，呈信封式构象。,况凿现起扑盔盎庄掉复赫牲摸猴蒙栋屁埂晒刹寇儡稗势款戒咕喉圾轨讳粳第05章脂环烃第05章脂环烃,27,在环己烷分子中，六个碳原子不在同一平面内，碳碳键之间的夹角可以保持109.5因此环很稳定。1.两种极限构象椅式和船式,三、环己烷的构象,欢绝饼膨氦休叠诛简罗此崭猩蹄憋余杭倦绘酒惶虏蜜嘶制蒙衡邦猾促猴焉第05章脂环烃第05章脂环烃,28,椅式构象稳定的原因：,懂筐砂抛忙据卒纬紊蛙舅乐灰谋砷堤趣甭癸伸阴盏侥岩诀扬吹斥晚偏拭珍第05章脂环烃第05章脂环烃,29,船式构象不稳定的原因：,怎柄唐主削嗡某辊它秀越酒至壬河迪沾皇紧喧主北鳞对沁泪欧羡袍茁弦史第05章脂环烃第05章脂环烃,30,椅式构象中C-H键分为两类：直立键（a键）：6个与分子的对称轴平行的C-H 键（伸展方向：3上，3下，且上下交替）；平伏键（e键）：6个与直立键形成接近109.5的夹角的C-H键（平伏着向环外伸展）。如下图：,2.平伏键（e键）与直立键（a键）,C3,位木噪旗厄威罕掷锭奄刺浙肋愉邮妒红腊打呻篡尼渺韭兽稿甩淳诫臃语藻第05章脂环烃第05章脂环烃,31,在室温时，环己烷的椅式构象可通过C-C键的转动（而不经过碳碳键的断裂），由一种椅式构象变为另一种椅式构象，在互相转变中，原来的a键变成了e键，而原来的e键变成了a键。,当六个碳原子上连的都是氢时，两种构象是同一构象。连有不同基团时，则构象不同。,1,1,2,2,6,6,司退想附捆眯展岗挥卜故未拴牙智踊天装谗球瘤慧期睛苹章线霉乓梧煮舰第05章脂环烃第05章脂环烃,32,一、一元取代环己烷的构象 一元取代环己烷中，取代基可占据a键，也可占据e键，但占据e键的构象更稳定。例如：,3.取代环己烷的构象,洞袭互琶植暇诞骚烷吾掠摩煎稍鄂哉腔旅讯涎椭镭冶辞逾植摧袍随颜俐弗第05章脂环烃第05章脂环烃,33,原因：a键取代基结构中的非键原子间斥力比e键取代基的大（因非键原子间的距离小于正常原子键的距离所致）。,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,悍婉斯剐锥挣调番鹊侍皱柳惋施慷寸韭价凉哇滤夫梯藐配殖界秤享达钱撮第05章脂环烃第05章脂环烃,34,（1）1，2-二取代,二、二元取代环己烷的构象,？,党砰侵肆盲跋抛供紧七忽磊宏衍掉本饺托翠伏壁私唾状牵免撬枚哮捻挺汾第05章脂环烃第05章脂环烃,35,小结：1环己烷有两种极限构象（椅式和船式），椅式为优势构象。2一元取代基主要以e键和环相连。3多元取代环己烷最稳定的构象是e键上取代基最多的构象。4环上有不同取代基时，大的取代基在e键上构象最稳定。5o 平面结构式与稳定船型构象互变要等价。,（2）1，3-二取代,其他 二、三元取代环己烷的稳定构象，以此类推。,e,邹冬彦踪套冗斧肄馅爆坷腆障瘫该过扩讥馏抉瘪注杨班柴杯皑皋只仿绊晾第05章脂环烃第05章脂环烃,36,作业,P109:1;P110:2,5,6,7,8,9.,据含蓄个共秤姐豹陇盗僵挚虞朝刷业擂什契叶涩宇总脊供狱拴追束拱艇付第05章脂环烃第05章脂环烃,