脂环烃(alicyclichydrocarbons).ppt

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1、第五章 脂环烃（alicyclic hydrocarbons）,第五章 脂环烃的主要内容,分类，命名，性质，结构，构象，小环烷烃的特殊性，桥环烃的命名和顺反异构制法,脂环烃的分类：,立方烷、篮烷、棱晶烷、金刚烷,二.脂环烃的命名,1.单环烃,1）按成环碳原子数目称为环某烷。,1-甲基-3-乙基环己烷,4-甲基环己烯,2）长链作母体，环作取代基。,3-甲基-4-环丁基庚烷,3）顺、反环烷烃,受环的限制，键不能自由旋转。环上取代基在空间的 位置不同，产生顺反(几何)异构。,顺(cis)：两个取代基在环同侧；,反(trans)：两个取代基在环异侧。,顺-1,4-二甲基环己烷 反-1,4-二甲基环己烷

2、,2.双环烃,分子的碳架中含有两个碳环的烃。,联环 桥环 螺环 稠环,1）双环桥环烃命名,桥头碳原子：两环共用的碳原子。,桥：两个桥头碳原子之间的碳链或一个键。,二环 3.2.1 辛烷,2,7,7-三甲基二环2.2.1 庚烷,2）螺环烃,螺原子：两个碳环共用的碳原子,螺4.5癸烷,5-甲基螺3.4辛烷,讨论,3,7,7-三甲基二环4.1.0庚烷,2,8-二甲基-1-乙基二环3.2.1 辛烷,同分异构：碳胳异构 多取代基分子的还有立体异构,顺(cis):两个取代基在环同侧；反(trans):两个取代基在环异侧。,常见的环烃：,通式：与开链烯烃相同,受环的限制,键不能自由旋转。环上取代基在空间的

3、排列方式不同,产生顺反(几何)异构。,第二节 脂环烃的性质,物理性质：较高化学性质：相似性脂环烃与开链烃一样的化学性质。环烷烃与烷烃一样，自由基取代反应环烯烃与烯烃一样，加成、臭氧化得二醛,环烷烃性质,化学性质(自由基取代、小环化合物性质特殊)。,注意：加氢卤酸，环丙烷常温可反应；环丁烷与卤素或氢溴酸常温不反应，需加热才能反应。,符合马氏规则,环丙烷不与高锰酸钾水溶液或臭氧作用,第三节 脂环烃的结构,为什么小环化合物容易开环并且三元环比四元环更容易开环，而五元环、六元环相对稳定？,角张力(拜尔张力)：与正常键角偏差而引起的张力。,五元以上的环会不会因环数增大而不稳定？,比较单位CH2燃烧热(H

4、)kJ/mol,环张力：比烷烃CH2高出的能量。,环丙烷的结构：,碳环键角：105.5H-C-H1键角114,小环当连有某些取代基时,稳定,如1-氨基环丙烷-1-羧酸;天然除虫菊素,二,环丁烷和环戊烷的构象,信封式,半椅式,比较单位CH2燃烧热(H)kJ/mol,五元环、六元环以及大环为无张力环；,这些环不是平面结构，为立体结构。,几乎无角度变形，,中环可能存在：重叠构象和CH2向内侧的空间构象，有较大的原子间斥力,大环：键盘角正常，无张力环,四.环己烷及其衍生物的构象,1.环己烷的构象,极端构象：,椅式 船式,1）椅式构象,不存在：非键连作用；扭转张力；角张力。,a键：直立键(竖键)(axi

5、al bonds),e键：平伏键(横键)(equatorial bonds),构象翻转,a键转变成e键，e键转变成a键；,环上原子或基团的空间关系保持。,2）船式构象,存在：非键连作用；扭转张力；,稳定性：椅式构象环己烷 船式构象环己烷,室温下，平衡有利于椅式构象（优势构象）。,2.取代环己烷的构象,1）一取代环己烷的构象,平衡有利于-CH3处于e键的构象(优势构象)。,构象分析,非键连作用 邻交叉型 对交叉型,平伏键甲基环己烷比直立键甲基环己烷稳定：7.1 kJ/mol,2)二取代环己烷的构象,试比较顺式和反式 1,4-二甲基环己烷的稳定性。,ea键型,ee键型,aa键型,甲基ee键型异构体比甲基ea键型异构体稳定。,讨论,1.指出下列构象异构体中哪一个是优势构象。,优势构象,六.十氢化萘,二环4.4.0癸烷,顺式,反式,顺式有构象异构体,反式无构象异构体,第四节 脂环烃的制法,两类：链状化合物的两端连接成环；由环状化合物改变官能团而得。一、分子内的偶联方法：二、狄尔斯-阿德耳反应,三、卡宾合成法,四、脂环烃之间的转化,