医用有机化学：第三章环烃 （脂环烃031）.ppt

药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学第三章第三章 环环 烃烃药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学第一节第一节 脂环烃脂环烃Aliphatic Cyclic Hydrocarbonv具有具有链烃性质链烃性质的的环烃环烃v石油中的环烷烃石油中的环烷烃v植物中的挥发油，大多是环烯烃及其含氧植物中的挥发油，大多是环烯烃及其含氧衍生物v甾族化合物等都是脂环烃的衍生物甾族化合物等都是脂环烃的衍生物药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学脂脂环环烃烃单环单环脂环烃脂环烃多环多环脂环烃脂环烃饱和饱和脂环烃脂环烃不饱和不饱和脂环烃脂环烃螺环烃螺环烃桥环烃桥环烃环烯烃环烯烃环炔烃环炔烃环烷烃环烷烃（一）脂环烃的分类：（一）脂环烃的分类：一、一、 脂环烃的分类和命名脂环烃的分类和命名u脂环烃还可分为脂环烃还可分为小环小环（（3～～4个碳）、个碳）、常见环常见环（（5～～6个碳）、个碳）、中环中环（（7～～12个碳）和个碳）和大环大环（（>12个碳）个碳） 药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学（二）脂环烃的命名（二）脂环烃的命名环戊烷环戊烷v简单环烷烃简单环烷烃：称：称“环某烷环某烷”1,2,4-三三甲基环己烷甲基环己烷1-甲基甲基-4-异丙基异丙基环己烷环己烷1.单环脂环烃的命名单环脂环烃的命名v 若支链复杂若支链复杂，则把，则把环当取代基环当取代基。

3-环己基己烷环己基己烷药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学v环烯烃环烯烃(CnH2n-2)，与二烯烃互为同分异构体与二烯烃互为同分异构体v称环某烯，双键位次为最小（称环某烯，双键位次为最小（1,2位位））4-甲基甲基-1-环己烯环己烯3-甲基甲基-1-环己烯环己烯正确正确错误错误1,6-二二甲基甲基-1-环己烯环己烯2,3-二二甲基甲基-1-环己烯环己烯正确正确错误错误药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学2.双环脂环烃的命名双环脂环烃的命名v两个环共用一个的碳原子称为两个环共用一个的碳原子称为螺原子螺原子v编号编号:小环与小环与螺原子相邻的碳螺原子相邻的碳→小环小环→螺原子螺原子→大环大环 官能团或取代基位次最小官能团或取代基位次最小大环碳个数　大环碳个数　（（不包括螺原子不包括螺原子））小环碳个数小环碳个数（（不包括螺原子不包括螺原子））螺螺[3.5]壬烷壬烷v写名称：螺写名称：螺 [ [×× . . ×× ] ]某某烷烷( (烯烯),),取代基写在前面取代基写在前面取代基写在前面取代基写在前面↓ ↓↓ ↓（（1）螺环烃的命名）螺环烃的命名药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学1,5-二甲基螺二甲基螺[2.4]庚烷庚烷1-甲基螺甲基螺[3.5]-5-壬烯壬烯药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学(2) 桥环烃的命名桥环烃的命名v编号：一个编号：一个桥头碳桥头碳→最长桥最长桥→另一个桥头碳另一个桥头碳 →次长桥次长桥→最短桥最短桥。

v写出名称写出名称写出名称写出名称: :二环二环[××. ××. ×× ]某烷某烷, ,取代基写在前面取代基写在前面取代基写在前面取代基写在前面二环二环[4.2.0]辛烷辛烷↓ ↓ ↓↓ ↓ ↓最长桥最长桥最长桥最长桥碳数碳数次长桥次长桥次长桥次长桥碳数碳数最短桥最短桥最短桥最短桥碳数碳数（（不包括不包括桥头碳桥头碳桥头碳桥头碳））v两环共用的碳原子称为两环共用的碳原子称为桥头碳桥头碳原子，其余的原子，其余的称为桥（链）碳原子，称为称为桥（链）碳原子，称为二环烃二环烃药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学2,9-二甲基二环二甲基二环[4.4.0]癸烷癸烷2,7,7-三甲基二环三甲基二环[2.2.1]庚烷庚烷药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学v环丙烷环丙烷 C-C-C 键角键角 105.5º º二、环烷烃的结构（二、环烷烃的结构（p38））v三个碳原子在一个三个碳原子在一个平面平面v部分重叠部分重叠，，“弯曲键弯曲键”，，与正常的与正常的σ键相比，键相比，存在存在张力张力（达到最大重叠（达到最大重叠 的倾向），因此的倾向），因此内能较高，内能较高，环环不稳定。

不稳定v化学性质活泼化学性质活泼：电子云分布在两个原子连线外侧，：电子云分布在两个原子连线外侧，易受亲电试剂的进攻易受亲电试剂的进攻，如卤素、卤化氢如卤素、卤化氢药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学燃烧热燃烧热v燃烧热燃烧热:1摩尔化合物完全燃烧生成二氧化碳和水所放出摩尔化合物完全燃烧生成二氧化碳和水所放出的热量燃烧热值的热量燃烧热值越大越大，体系，体系内能越高内能越高，，越不稳定越不稳定v链烷烃的每个链烷烃的每个-CH2-的平均燃烧焓是的平均燃烧焓是 658.6 KJ.mol-13456789-Δ Hcθ/n697.1686.2664.0658.6662.4663.6664.1某些环烷烃的燃烧热某些环烷烃的燃烧热（单位：（单位：kJ.mol-1，，298K) )v燃烧热说明，小环分子体系内能高，不稳定，燃烧热说明，小环分子体系内能高，不稳定，环越小，环越小，内能越高内能越高，三元环是最不稳定的三元环是最不稳定的稳定性稳定性：：环己烷环己烷>环戊烷环戊烷>环丁烷环丁烷>环丙烷环丙烷药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学v环丁烷环丁烷C-C-C键角约键角约111.5º，，四个四个C不在同一平面。

分子不在同一平面分子中也存在着张力，但中也存在着张力，但比环丙比环丙烷要稳定得多烷要稳定得多v环戊烷环戊烷C-C-C键角为键角为109º º28´左右左右四个碳在同一个平面，四个碳在同一个平面，另一个碳在平面外，另一个碳在平面外，较稳定较稳定药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学三、脂环烃的性质三、脂环烃的性质v与开链烃类似与开链烃类似，比水轻，不溶于水，比水轻，不溶于水v常温下，环丙烷、环丙烯、环丁烷常温下，环丙烷、环丙烯、环丁烷和和环丁环丁烯是气体，环戊烷、环戊烯是液体，高级烯是气体，环戊烷、环戊烯是液体，高级脂环烃是固体脂环烃是固体一）脂环烃的物理性质（了解）（一）脂环烃的物理性质（了解）药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学v通性通性—与开链烃相似与开链烃相似环烷烃与烷烃相环烷烃与烷烃相似；环烯烃和环炔烃分别与烯烃和炔烃似；环烯烃和环炔烃分别与烯烃和炔烃相似v特性特性—环烷烃的加成反应环烷烃的加成反应环状构造使环状构造使小环烃出现的一些特殊的化学性质主小环烃出现的一些特殊的化学性质主要表现在环的稳定性上，要表现在环的稳定性上，小环小环较较不稳定不稳定，，大环大环则则较稳定较稳定。

二）脂环烃的化学性质（二）脂环烃的化学性质药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学v环烷烃与烷烃一样，与卤素进行环烷烃与烷烃一样，与卤素进行游离基游离基取代反应取代反应1、通性、通性—与开链烃相似与开链烃相似药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学v环烯烃与烯烃一样，主要发生双键上的环烯烃与烯烃一样，主要发生双键上的加成和氧化反应加成和氧化反应v加成加成v氧化氧化药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学2.特性特性—环烷烃的加成反应环烷烃的加成反应v环烷烃可进行催化氢化反应生成链状的烷烃环烷烃可进行催化氢化反应生成链状的烷烃v环的大小环的大小不同，反应的不同，反应的难易程度难易程度也不一样也不一样1）催化加氢）催化加氢药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学（（2）加卤素（）加卤素（亲电加成亲电加成））环丙烷在常温下，环丁烷环丙烷在常温下，环丁烷在加热时发生反应，在加热时发生反应，环戊烷环戊烷以上不反应以上不反应v断裂在含氢最多和氢最少的断裂在含氢最多和氢最少的C-C上上药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学（（3）加卤化氢（）加卤化氢（亲电加成亲电加成））v环丙烷环丙烷常温时可与卤化氢加成常温时可与卤化氢加成, 环丁烷环丁烷常温时不反应，常温时不反应，环戊烷环戊烷以上不反应。

以上不反应v环丙烷衍生物环丙烷衍生物的加成符合的加成符合马氏规则马氏规则断裂在含氢（断裂在含氢最多和氢最少的最多和氢最少的C-C上）上）药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学v环烷烃环烷烃不容易不容易发生氧化反应，环烷烃与发生氧化反应，环烷烃与高锰酸钾高锰酸钾不反应v高锰酸钾高锰酸钾可以鉴别环丙烷和烯烃可以鉴别环丙烷和烯烃v鉴别小环环烷烃、烯烃、烷烃可用鉴别小环环烷烃、烯烃、烷烃可用溴水和高锰酸溴水和高锰酸钾钾氧化反应氧化反应。