有机化学第七章脂环烃.ppt

《有机化学第七章脂环烃.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机化学第七章脂环烃.ppt（26页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第七章 脂 环 烃,第一节 脂环烃的分类命名和异构现象,一、分类 1.饱和脂环烃 环烷烃 如：（）不饱和脂环烃 环烯烃如：（）环炔烃,2.环的大小：小环（元）；普通环（元）；中环（元）和大环（十二碳以上）。3.环的多少：单环；多环（桥环，螺环）。,二、命名,环烷烃的命名（1）根据成环碳原子数目，称为环某烷。（2）取代基位次按“最低系列”原则列出，基团顺序按“次 序规则”小的优先列出。,.环烯烃的命名,（1）称为环某烯。（2）以双键的位次最小原则，尽量使取代基的位置最小。,3.多环烃的命名,（1）桥环烃（二环）,分子中含有两个或多个碳环的多环化合物中，其中两个环共用两个或多个碳原子的化合物称为桥

2、环化合物。编号原则：从桥的一端开始，沿最长桥编致桥的另一端，再沿次长桥致始桥头，最短的桥最后编号。命名：根据成环碳原子总数目称为环某烷，在环字后面的方括号中标出除桥头碳原子外的桥碳原子数（大的数目排前，小的排后），（如左图）。其它同环烷烃的命名。,7，7-二甲基二环2，2，1庚烷,(2)螺环烃,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，徒经小环到螺原子，再沿大环致所有环碳原子。命名：根据成环碳原子的总数称为环某烷，在方括号中标出各碳环中除螺碳原子以外的碳原子数目（小的数目排前，大的排后），其它同烷烃的命名。,第二节 脂环烃的性质,一、普通环的性质

3、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。,环烯烃具有烯烃的通性：,二、小环烷烃的特性反应,1.加成反应（1）加氢,（2）加卤素,（3）加H X,H2SO4,2氧化反应,环丙烷对氧化剂稳定，不被高锰酸钾、臭氧等氧化剂氧化。,故可用高锰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。,第三节 脂环烃的结构,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，这反映了环的稳定性与环的结构有着密切

4、的联系。,一、环丙烷的结构与张力学说1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）,故三元环的结构特殊。,现代物理方法测定，环丙烷分子中：键角 C-C-C=105.5;H-C-H=114。所以环丙烷分子中碳原子之间的sp3杂化轨道是以弯曲键（香 蕉键）相互交盖的。,由图可见，环丙烷分子中存在着较大的张力（角张力和扭转张力），是一个有张力环，所以易开环，所以易开环，发生加成反应。,环丙烷的结构图,2.张力学说,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

5、（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（角张力）。另外环丙烷分子中还存在着另一种张力扭转张力（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114KJ/mol。,二、环丁烷和环戊烷的构象,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，因在环丁烷分子中四个碳原子不在同一平面上，折叠状：,环丁烷的构象,2环戊烷的构象,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。但若环为平面结构，则其C-

6、H键都相互重叠，会有较大的扭转张力，所以，环戊烷是以折叠式构象存在的，为非平面结构，见右图，其中有四个碳原子在同一平面，另外一个碳原子在这个平面之外，成信封式构象。,环戊烷的构象,这种构象的张力很小，因此，环戊烷的化学性质稳定。,三、环己烷的构象,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,椅式构象稳定的原因：,船式构象不稳定的原因：,2.平伏键（e键）与直立键（a键）,直立键或a键（三上三下）；平伏键或e键平伏着相环外伸展。,转环作用：在室温时，环己烷的椅式构象可通过C-C键的转动由一种椅式构象变为另一种椅式构象，在互

7、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。,3.取代环己烷的构象,一、一元取代环己烷的构象 一元取代环己烷中，取代基占据e键的构象更定。例如：,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）。取代基越大e键型构象为主的趋势越明显。,二、二元取代环己烷的构象,（1）1，2-二取代,（2）1，3-二取代,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。,