复旦有机课件2-cycloalka.ppt

前次课总结 烷烃的命名 命名规则（主链的选择、取代基的编号）取代基的命名、名称的书写 烷烃的构象 伞形式、锯架式、Newman投影式 最稳定构象（最优构象）大基团倾向于取对位构象,2.2 环烷烃的结构、命名和构象一、环烷烃的分类：单环 双环：有共用碳原子的环状化合物 螺环 桥环 骈环 多环,二、通式和命名(P.66,2.13)单环环烷烃通式：CnH2n（与烯烃通式相同）命名：单环：以环为母体，加词头“环”，编号原则同烷烃,例：写出C5H10的所有环状异构体（不包括烯烃化合物）,构造异构体构型异构体,构造异构体：分子中各原子或原子团的连接次序和方式不同。构型异构体：分子中各原子或原子团的连接次序和方式相同，但在空间上的排列不同，这种不同并非由碳碳 单键的旋转引起，而是分子固有的性质。,双环 桥环,桥头碳：几个环共用的碳原子环的数目：断裂二根CC键可成链状烷烃为二环；断裂三根CC 键可成链状烷烃为三环编号方法：从桥头碳开始，先长链后短链,螺环,编号方法与桥环化合物的区别：从小环开始，螺原子邻位碳为1，先短链，经螺原子到长链。命名的区别：中括号里数值由小到大,三、Baeyer张力学说和单环化合物的稳定性(P.69,2.16),开链烷烃每个CH2的燃烧热为658.6 KJ/mol 与开链烷烃燃烧热数据越接近的环烷烃，越稳定,环烷烃的燃烧热数据,四、环烷烃的构象(P.71,2.17)1.影响构象稳定性的因素：角张力 Angle strain：任何原子都倾向于使其键角与成键轨道的角度相匹配，即sp3碳的键角倾向于接近109.5 扭转张力 Torsional strain：相连的两个sp3碳倾向于成交叉式，使键电子云之间斥力尽可能最小，即二面角倾向于成60 空间位阻 Steric strain：非成键的原子和基团的大小、极性、相互距离对稳定性的影响。即Van der Waals张力尽可能小,环己烷构象分析两种典型的结构表达式(互为构象异构体 conformer),如果 6 个碳原子在同一平面上:将有角张力（偏离109.5o）将有扭转张力（C-H键重叠，二面角为0）将有范德华力（相邻碳上氢之间）,椅式：船式：,H 的范德华半径为1.2,环己烷的其它构象式,半椅式：扭船式：,C3,C4,C5在同一平面上角张力扭转张力范德华力,环己烷构象势能图,环己烷椅式构象的画法,加竖键(a键),加竖键(a键),加氢,加横键(e键),加横键(e键),加横键(e键),加氢,环己烷椅式构象中两种类型氢的关系a 键和 e 键的相互转换,C-H：a键 axial bondC-H：e键 equatorial bond相邻碳上的 a键和 e键为顺式相邻的 a键(或 e键)为反式,翻转后，a 键转变为 e 键，而 e 键转变为 a 键,取代环己烷的构象分析一取代环己烷：取代基优先占据横键甲基环己烷叔丁基环己烷,二取代环己烷：取代基优先占据横键 cis-1,2-二甲基环己烷 trans-1,2-二甲基环己烷,1,3-和1,4-二甲基环己烷的优势构象 取代环己烷的燃烧热数据,Note:1 Kcal=4.18 KJ,不同基团二取代环己烷：大取代基优先占据横键(P.76),*受溶剂等影响有变化。,Hassel rule:对于取代环己烷，应尽可能多地让取代基位于 e 键从而有利于体系能量降低而稳定。Barton rule:对于取代环己烷，应尽可能让最大的取代基位于 e 键从而有利于体系能量降低而稳定。,环己烷的优势构象非椅式的例子：cis-1,4-二叔丁基环己烷,并环化合物的构象分析 顺式或反式十氢萘,反式十氢萘的构象顺式十氢萘的构象,甾族化合物,6.其它小环和普通环化合物的结构和构象 环丙烷,角张力(angle strain)：环的角度与sp3轨道夹角差别引起的张力,扭转张力,环丁烷,若为平面型分子有角张力、扭转张力和范德华力,稳定构象角张力有所增大，扭转张力和范德华力明显减小,环戊烷,信封状分子,