第五章 脂环烃分类和命名培训讲学.ppt

第五章 脂环烃1. 分类和命名（P96） 脂环烃是指碳原子成环的烃，其性质同开链的饱和及不饱和烃相似1 单环烷烃的命名a. 根据分之中成环碳原子数目，称为环某烷b. 编号时使取代基编号依次最小1-甲基-2-乙基环戊烷1,3-二甲基-1-乙基环己烷环烷烃的顺反异构：假定环中碳原子在一个平面上，以环平面为参考平面，两取代基在同一侧的叫顺式（cis-)，否则叫反式（trans-)2顺-1,4-二甲基环己烷反-1,4-二甲基环己烷 单环烯（炔）烃的命名a. 以不饱和碳环为母体，称为环某烯（炔）b. 编号时使不饱和键最小1-甲基-1-环己烯1234562,5-二甲基-1,3-环已二烯3 桥环烃（包括稠环烃）的命名a. 判断环数及总碳数，称几环 某烷b. 选桥头碳原子（一般为分支最多的碳原子），将桥上碳原子数（不包括桥头碳）由多到少顺序列在 内，并用下角原点隔开（有几个桥就有几个数字）c. 编号：从第一个桥头碳开始，从最长的桥编到第二个桥头碳，再沿次长的桥回到第一个桥头碳，最后编最短的桥若有取代基，则尽量使其位次较小）双环4.2.0辛烷52,7,7-三甲基双环2.2.1庚烷练习：1,2,4-三甲基双环4.3.0壬烷7-甲基螺2.5-4-辛烯62.脂环烃化学性质（P98）1) 取代反应同烷烃相似，光照或加热下环烷烃发生自由基取代反应。

2) 加成反应不饱和环烃可以发生加成反应反-1,2-二溴环戊烷73) -卤代反应4) 氧化反应5) 共轭环二烯烃的Diels Alder 反应制备双环化合物86) 特殊的化学性质环丙烷和环丁烷存在较大的环张力，环不稳定，易开环，具有类似烯烃的性质a.a. 催化加氢催化加氢9b.b. 加成卤素和加成卤素和卤化氢环丙烷和环丁烷及其同系物容易开环，与卤素或卤化氢发生亲电加成反应 环丙烷与溴在室温下就能反应，使溴的颜色褪去 环丁烷与溴的加成反应需在加热下进行而环戊烷和环己烷由于环比较稳定，在加热下也不易发生加成反应利用这一性质可以鉴别各种环烷烃10+HBr 若取代环丙烷发生加成反应时，含氢最多和含氢最少的 碳碳键断裂，且加成取向符合马氏加成规则Br211 小环化合物的加成活性不如烯烃，同烯烃相比具有抗氧 化性而不被KMnO4氧化 环丁烷比环丙烷稳定，常温下一般不同X2、HX反应练习：用化学方法鉴别化合物123.环烷烃的结构与稳定性(P101)环烷烃可分为: 小环(三、四碳环) 、普通环(五七碳环)、中环、大环自然界存在的环状化合物多为五元环和六元环, 其中 六元环最稳定不同环烷烃的稳定性次序: 环丙烷 环丁烷 环戊烷 其它环烷烃 环己烷结构上的原因: 环烷烃中成环碳原子均为 sp3杂化。

对小环(环丙烷、环丁烷)而言, 为了成环, 环上CC键间的夹角要偏离正常的109.5, 形成弯曲键，轨道重叠的程度较小而不稳定此外, 环丙烷相邻CH键都是全重叠式构象, 非键原子间的斥力较大13105.560HHHHHH相邻两个碳原子的两个sp3杂化轨道，在形成CC键时，其对称轴不在同一条直线上，而是以弯曲方向重叠，形成的CC键是弯曲的，形似“香蕉”，称为“弯曲键”或“香蕉键” 这种由键角偏差引起的张力称为角张力除了角张力外，另一个使环丙烷有较大张力的因素是扭转张力环丙烷相邻CH键都是重叠式构象）从环丁烷开始, 成环碳原子不在同一平面上，轨道重叠的程度有所增大, 非键原子间的斥力有所降低, 使分子内能降低, 稳定性提高14折叠成 “蝶式” 构象C-C-C 键角是88，(增加了角张力) 所有的 H 都是交叉式，(降低了扭转张力)折叠成 “信封式” 构象 C-C-C 键角是 105 (增加了角张力)所有的 H 都是交叉式，(降低了扭转张力)15椅式构象椅式构象船式构象船式构象两者互为构象异构体4.4. 环烷烃的构象环烷烃的构象16n n 椅式构象椅式构象 无角张力 无扭转张力 无空间张力2.502.502.492.492.492.49交叉式交叉式17n n 船式构象船式构象2.272.272.272.271.831.83旗杆键旗杆键 有较大的扭转张力 有空间张力重叠式重叠式18n n 环己烷的其它构象环己烷的其它构象 46 kJ/mol 46 kJ/mol 23 2329.729.7E E椅式：稳定构象，约占99.919l l环己烷椅式构象的画法环己烷椅式构象的画法 两个平面 三对平行线a 键，e 键l l椅式构象中椅式构象中C-HC-H键的顺反关系键的顺反关系 每一交点（C）画一水平线，水平线的同上、同下为顺式；上下为反式。

20l a 键和 e 键的相互转换翻转后,原来的 a 键转为 e 键,而 e 键转变为 a 键21A. 一取代环己烷115 a 键3135 e 键取代环己烷的构象分析室温时占室温时占95%95%97% a 键 e 键 99.99% a 键 e 键一取代时取代基处于e 键稳定22B.二取代环己烷反1,2二甲基环己烷的优势构象顺1甲基4叔丁基环己烷的优势构象23C.C.多取代环己烷t-Bu 在 e 键更稳定结论: 1. 取代基相同时，e 键较多的构象稳定 2. 取代基不同时，大基团在e 键构象稳定 aee 更稳定 aae 不稳定1，顺2，顺4三甲基环己烷的优势构象24作业P1091 ( 1,6 )2 ( 5,4 )5 ( 2,4 )6 (2)9课后练习：P1091，2，5，6，8251、*命名：脂环烃，螺环，桥环2、化学性质（和开链烷、烯、炔类似）3、 *三元环的特殊性质 （1）开环反应（难） （2）鉴别： Br2/H2O褪色 , KMnO4不褪色4、取代环已烷的稳定构象第五章 脂环烃小结结论: 1. 取代基相同时，e 键较多的构象稳定 2. 取代基不同时，大基团在e 键构象稳定。