有机3-环烷烃(2)PPT课件.ppt

2021/7/23,1,第三章 环烷烃, 环己烷的构象（椅式、船式，a键和e键) 一取代环己烷的构象 二取代环己烷的构象,主 要 内 容,2021/7/23,2,4. 环己烷的结构及构象,如果环己烷的 6 个碳原子在同一平面上: 将有角张力 将有扭转张力,环己烷不是平面型分子,2021/7/23,3,环己烷分子中的六个碳不共平面，且六元环是无张力环，键角为109.5环己烷有两种构象：船式和椅式构像两种构象通过C-C单键的旋转，可相互转变； 室温下，环己烷主要在椅型构象存在(99.9%以上)为什么椅型构象稳定?,2021/7/23,4,椅式构像： 所有两个相邻的碳原子的碳氢键都处于 交叉式位置； 所有环上氢原子间距离都相距较远，无 非键张力船式构像： C2-C3及C5-C6间的碳氢键处于重叠式位 置； 船头和船尾上的两个碳氢键向内伸展，相 距较近，比较拥挤，存在非键张力2021/7/23,5,环己烷碳架是折叠的,椅式构象,船式构象,C2, C3, C5, C6 共平面,两者互为构象异构体,2021/7/23,6,椅式构象,HH之间距离均大于H的Van der Waals半径之和（2.40 ）,交叉式,2021/7/23,7,环己烷的椅式构象,2021/7/23,8,环己烷椅式构象的书法分3步：,第 1 步： 先画出两条向下倾斜有一定间距的平行线段，示意环己烷中的这4个碳原子共平面。

第 2 步：将结构中最上方的碳原子写在该平面的右上方，互相连接成键 第 3 步：将结构中最下方的碳原子写在该平面的左下方，注意与最下方碳原子相连的键和与最上方相连的键是平行的2021/7/23,9,2021/7/23,10,注意：,观察环己烷的椅式构象时要切记，写在下方的键指向纸前方而上方的键指向纸的后方如果不这样约定，就会产生视觉的错误，认为倒过来也是一样的 为了清楚起见，一般情况下，环己烷均将指向前方（下方）的键线条加重以表示它是靠近读者的2021/7/23,11,环己烷椅式构象,相间的两根键相互平行（画 Z 字形） 六个碳原子交替分布在两个平面上 每个碳均有一根C-H键在垂直方向，上平面的向上 画，下平面的向下画 其它C-H键分别向左（左边的三个）或向右（右边 的三个），且上下交替,2021/7/23,12,两种类型C-H键,a键 :竖键, 直键, 直立键,e键 :横键, 平键, 平伏键,2021/7/23,13,椅式构象中C-H键的顺反关系,相邻碳上的a键和e键为顺式两个相邻的a键（或e键）为反式,a键和e键的相互转换,翻转后,原来的a键转变为e键,而e键转变为a键,2021/7/23,14,船式构象,有几组HH之间距离均小于H的Van der Waals半径之和（2.40 ）,重叠式（有扭转张力）,旗杆键,2021/7/23,15,环己烷的船式构象,2021/7/23,16,环己烷的其它构象式,半椅式,扭船式,椅式,船式,椅式,2021/7/23,17,半椅式构象,5个碳在同一平面上 有角张力（CC键角接 近120o） 平面碳上的C-H键为重叠 式构象（有较大的扭转张 力）,扭船式构象,1.84,2021/7/23,18,各种环己烷构象的势能图,2021/7/23,19,2. 单取代环己烷的构象分析,甲基环己烷的构象,CH3与C3为对位交叉,优势构象，室温时占95%,CH3与C3为邻位交叉,1，3-竖键作用,2021/7/23,20,取代环己烷的构象1,2021/7/23,21,叔丁基环己烷的构象,1. 3-竖键作用非常大,优势构象室温：100,2021/7/23,22,cis-1, 2-二甲基环己烷,3. 二取代环己烷的构象分析,trans-1, 2-二甲基环己烷,1, 2-cis,能量相等,1, 2-trans,优势构象,e, a-,a, e-,a, a-,e, e-,有1. 3-竖键作用,2021/7/23,23,cis-1, 3-二甲基环己烷,trans-1, 3-二甲基环己烷,1, 3-cis,1, 3-trans,e, a-,a, e-,a, a-,e, e-,能量相等,优势构象,有较大的1. 3-竖键作用,2021/7/23,24,cis-1, 4-二甲基环己烷,trans-1, 4-二甲基环己烷,能量相等,优势构象,e, a-,a, e-,a, a-,e, e-,1, 4-cis,1, 4-trans,有1. 3-竖键作用,2021/7/23,25,不同基团二取代环己烷,大基团总是占据 e键,1, 2-cis,优势构象,1, 3-竖键作用较大,2021/7/23,26,cis-1, 4-二叔丁基环己烷的构象,有较大的1, 3-竖键作用,扭船型构象,2021/7/23,27,多取代环己烷：（1）环己烷多元取代物的最稳定的构象是e-取代最多的构象；（2）环上有不同取代基是，大的取代基在e-键的构象最稳定。

2021/7/23,28,课堂练习：,1、画出1,1-二甲基环己烷的椅式构象，指出直立位甲基和平伏位甲基解析】,画出椅式环己烷的构象，然后将两个甲基写在同一碳原子上在环的大致平面上的甲基就是平伏位甲基，另一个（指向环平面上方或下方的）就是直立位甲基解答】,2021/7/23,29,2、画出溴代环己烷的两种不同椅式构象，标出直立位和平伏位氢原子，两种构象中哪个更稳定？,【解答】,2021/7/23,30,3、画出顺-1,2-二氯环己烷的椅式构象，解释为什么必须一个氯在直立位而另一个氯在平伏位解答】,2021/7/23,31,4、画出反-1,2-二氯环己烷的椅式构象，解释为什么两个氯必须都在直立位或都在平伏位解答】,2021/7/23,32,四、 脂环烃的主要来源和制法,1. 主要来源：石油 2. 制法： (1)芳香族化合物催化氢化 (2) 分子内关环 (3) 其它方法,2021/7/23,33,(2) 分子内关环,(3) 其它方法,(1) 芳香族化合物催化氢化,2021/7/23,34,本次课小结和要求熟悉并学会画环己烷的构象（椅式、船式），了解各构象的相对稳定性，掌握椅式的a键和e键及相邻键的顺反关系。

了解并掌握各类取代环己烷的构象，判断其中的优势构象。