四章节脂环烃.ppt
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四章节脂环烃Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope有生命必有希望有生命必有希望 §§5.1 5.1 脂环烃的分类与命名脂环烃的分类与命名（（1 1））n定义：分子中具有碳环结构，性质上与开链烃相定义：分子中具有碳环结构，性质上与开链烃相似的烃似的烃 b.按环的多少分 单环烃多环烃 桥环烃：如（共用2个C） 螺环烃：如（共用1个C） 一、分类与命名一、分类与命名 1.1.分类分类 a.按不饱和度分环烷烃 环烯烃环炔烃小环（3~4C） 普通环（5~7C） 中环（8~11C） 大环（12C以上） 2007-09-272007-09-272 2 环烃环烃脂环烃脂环烃芳 烃芳 烃环烷烃环烷烃环烯烃环烯烃环炔烃环炔烃单环烷烃单环烷烃桥环烷烃桥环烷烃螺环烷烃螺环烷烃集合环烷烃集合环烷烃单环芳烃单环芳烃多环芳烃多环芳烃非苯芳烃非苯芳烃§§5.1 5.1 脂环烃的分类与命名脂环烃的分类与命名（（1 1））2007-09-272007-09-273 3 §§5.1 5.1 脂环烃的分类与命名脂环烃的分类与命名（（2 2））n 规则：规则：1））环环烷烷烃烃以以碳碳环环为为母母体体，，给给取取代代基基以以最最小小编编号号，，称称为环某烷。
为环某烷 例例：：2.2.命名命名 顺反异构体：顺反异构体： 2007-09-272007-09-274 4 单环烷烃的异构现象单环烷烃的异构现象 C5H10的同分异构体的同分异构体 碳架异构体（碳架异构体（1-5）因环大小不同，）因环大小不同，侧链长短不同，侧侧链长短不同，侧链位置不同而引起链位置不同而引起的 顺反异构（顺反异构（5和和6，，5和和7）因成环碳）因成环碳原子单键不能自由原子单键不能自由旋转而引起的旋转而引起的旋光异构旋光异构（（6和和7））2007-09-272007-09-275 5 §§5.1 5.1 脂环烃的分类与命名脂环烃的分类与命名（（3 3））2 2）环烯、环炔以碳环为母体，指定不饱和键以最小位）环烯、环炔以碳环为母体，指定不饱和键以最小位次，给取代基以尽可能小的编号，称环某稀（炔）次，给取代基以尽可能小的编号，称环某稀（炔） 例：例：环辛炔环辛炔5-甲基甲基-1,3-环戊二烯环戊二烯3-甲基环己烯甲基环己烯2007-09-272007-09-276 6 §§5.1 5.1 脂环烃的分类与命名脂环烃的分类与命名（（4 4））3）螺环烃）螺环烃: 脂环烃分子中两个碳环脂环烃分子中两个碳环共有一个碳原子共有一个碳原子Ø以以组组成成环环的的碳碳总总数数，，命命名名为为螺螺某某烷烷，，再再把把两两个个环环的的碳碳原原子子数数目按由小到大顺序写在目按由小到大顺序写在“螺螺”与与“某烷某烷”之间的方括号里。
之间的方括号里例：例：螺螺[2.4]庚烷庚烷 螺螺[3.5]壬烷壬烷 5-5-甲基螺甲基螺[2.4][2.4]庚烷庚烷 例：例：1-1-甲基螺甲基螺[3.5]-5-[3.5]-5-壬稀壬稀 Ø当有取代基或不饱和键时，编号从小环中邻接与螺原子的一当有取代基或不饱和键时，编号从小环中邻接与螺原子的一个碳原子开始，编完小个碳原子开始，编完小 环，再编大环，且使取代基或不饱和环，再编大环，且使取代基或不饱和键编号尽可能小键编号尽可能小 2007-09-272007-09-277 7 §§5.1 5.1 脂环烃的分类与命名脂环烃的分类与命名（（5 5））4）桥环烃：）桥环烃：二个或二个以上碳环共有二个以上碳原子二个或二个以上碳环共有二个以上碳原子Ø以组成环的碳原子数称为双环某烷，再把各桥所含碳原子数以组成环的碳原子数称为双环某烷，再把各桥所含碳原子数目，按由大到小顺序写在目，按由大到小顺序写在"双环双环"与与"某烷某烷"之间的方括号里之间的方括号里双环[2.2.1]庚烷例：双环[2.1.0]戊烷2007-09-272007-09-278 8 §§5.1 5.1 脂环烃的分类与命名脂环烃的分类与命名（（6 6））Ø当连有支链或含有不饱和键时，编号从靠近支链或不饱和当连有支链或含有不饱和键时，编号从靠近支链或不饱和键的桥头碳开始，循最长桥编到另一桥头，然后再循其他较键的桥头碳开始，循最长桥编到另一桥头，然后再循其他较长的桥编回到起始桥头，最后编最短桥。
长的桥编回到起始桥头，最后编最短桥例：例： 8，，8-二甲基双环二甲基双环[3.2.1]辛烷辛烷 双环双环[2.2.2]-2，，5，，7-辛三烯辛三烯 1，，7-二甲基双环二甲基双环[3.2.2]壬烷壬烷 2007-09-272007-09-279 9 §5.2 §5.2 脂环烃的性质（脂环烃的性质（1 1））二 、一、环烷烃一、环烷烃( (CnH2n) )n 物理性质物理性质n化化学学性性质质：：相相似似于于烷烷烃烃，，但但由由于于碳碳环环的的存存在在，，使使小小环容易发生开环反应环容易发生开环反应 Cl2hv/ △+ HCl 1. 取代反应取代反应2007-09-272007-09-271010 §5.2 §5.2 脂环烃的性质（脂环烃的性质（2 2））2 、氧化反应、氧化反应n常常温温下下，，环环丙丙烷烷等等各各环环烷烷烃烃都都不不与与KMnO4、、O3等等氧氧化化剂剂起作用，但加热或催化氧化，可得各种氧化产物起作用，但加热或催化氧化，可得各种氧化产物如：如：HNO3CH2CH2COOHCH2CH2COOHn用途：（用途：（1）合成各种氧化物）合成各种氧化物 （（2）区别环烷烃和烯烃。
区别环烷烃和烯烃2007-09-272007-09-271111 §5.2 §5.2 脂环烃的性质脂环烃的性质(双键被氧化，而环丙烷不受影响，籍以区别二者双键被氧化，而环丙烷不受影响，籍以区别二者)2007-09-272007-09-271212 §5.2 §5.2 脂环烃的性质（脂环烃的性质（3 3））3、开环反应、开环反应——加成反应加成反应n 催化加氢催化加氢可见：可见： 小环加成容易，而普通环小环加成容易，而普通环加成困加成困难 H2Ni不反应Pt.300 ℃ 才能加成才能加成Ni+H2+H2Ni80 ℃ 200℃ CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH32007-09-272007-09-271313 §5.2 §5.2 脂环烃的性质（脂环烃的性质（4 4））用途：区别小环烷烃与其他烷烃用途：区别小环烷烃与其他烷烃n与卤素加成与卤素加成+ Br2(CCl4)不反应BrCH2CH2CH2BrBrCH2CH2CH2CH2Br+ Br2(CCl4)+ Br2(CCl4)室温△2007-09-272007-09-271414 n与卤化氢加成与卤化氢加成§5.2 §5.2 脂环烃的性质（脂环烃的性质（4 4））2007-09-272007-09-271515 §5.2 §5.2 脂环烃的性质（脂环烃的性质（5 5））不反应+ Br2(CCl4)+ HICH3CH2CH2 I+ HBr2007-09-272007-09-271616 §5.2 §5.2 脂环烃的性质（脂环烃的性质（6 6））1 、加成、氧化和取代、加成、氧化和取代 二、环烯烃、环二二、环烯烃、环二烯烯烃烃+ Br2+ HICCl4CCl4KMnO4①O3 ② Zn、H2OCHOCHO+ Cl2500℃ 2007-09-272007-09-271717 §5.2 §5.2 脂环烃的性质（脂环烃的性质（7 7））2 、共轭环二稀的双稀合成、共轭环二稀的双稀合成 ++2007-09-272007-09-271818 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性一、一、 燃烧热与环的稳定性燃烧热与环的稳定性 环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃△H△H△H△Hc c c c/kJ/kJ/kJ/kJ····molmolmolmol-1-1-1-1△ H△ H△ H△ Hc c c c/n /n /n /n /kJ/kJ/kJ/kJ····molmolmolmol-1-1-1-1张力能张力能张力能张力能/kJ/kJ/kJ/kJ····molmolmolmol-1-1-1-1环丙烷环丙烷环丙烷环丙烷环丁烷环丁烷环丁烷环丁烷环戊烷环戊烷环戊烷环戊烷环己烷环己烷环己烷环己烷环庚烷环庚烷环庚烷环庚烷环辛烷环辛烷环辛烷环辛烷环十五烷环十五烷环十五烷环十五烷烷烃烷烃烷烃烷烃2091.32091.32744.12744.13320.13320.13951.73951.74636.74636.75310.35310.39884.79884.7－－697.1697.1686.2686.2664.0664.0658.6658.6662.3662.3663.6663.6658.6658.6658.6658.6115.5115.5110.4110.427.027.00 025.925.940400 00 0表表表表5-25-2 环烷烃的环烷烃的环烷烃的环烷烃的燃烧热燃烧热2007-09-272007-09-271919 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性n△E△E环丙烷环丙烷= =（（697.1-658.6697.1-658.6））*3=115.5kg/mol*3=115.5kg/moln由张力能可看出环烷烃的稳定性为：由张力能可看出环烷烃的稳定性为：<<<（无张力环）（无张力环）2007-09-272007-09-272020 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性二二 、环烷烃的结构、环烷烃的结构1.1.环丙烷：环丙烷： ①sp ①sp3 3杂化杂化 ② ②弯曲键，角张力、扭转张力。
弯曲键，角张力、扭转张力HHHHHHsp32007-09-272007-09-272121 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性2.2.环丁烷：环丁烷：① ① sp3杂化杂化；；② ② 弯曲键，但角张力小于环丙烷；弯曲键，但角张力小于环丙烷；③③扭转张力大，形成蝶形构象扭转张力大，形成蝶形构象2007-09-272007-09-272222 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性3 .3 .环戊烷环戊烷Ø无角张力，但扭转张力大无角张力，但扭转张力大 Ø“信封式信封式”构象，稳定性较大构象，稳定性较大2007-09-272007-09-272323 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性4.4.环己环环己环（（1 1）） 两种典型构象：椅式和船式两种典型构象：椅式和船式椅式椅式 99.9%船式船式 0.1%2007-09-272007-09-272424 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性（2）椅式比船式稳定的原因所以稳定性：椅式>船式椅式:①交叉式②无张力船式：①全重叠式 ②C1，C4上的H的斥力 2007-09-272007-09-272525 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性（（3 3）直立键和平伏键（）直立键和平伏键（a/ea/e）） 2007-09-272007-09-272626 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性（（4 4）取代环己烷的构象）取代环己烷的构象n单取代环己烷R-位于e键上稳定.5%95%2007-09-272007-09-272727 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性n对多取代环己烷，对多取代环己烷，R-R-占据占据e e键越多越稳定，当有键越多越稳定，当有不同取代基时不同取代基时, ,大的取代基占据大的取代基占据e e 键稳定。
键稳定2007-09-272007-09-272828 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性2007-09-272007-09-272929 §5.3 §5.3 环烷烃的结构和稳定性环烷烃的结构和稳定性5．十氢化萘的结构双环[4.4.0]癸烷的异构体：2007-09-272007-09-273030 第5章 脂环烃 作业作业：作业：n1 1(3,4,6,7);(3,4,6,7);n2 2(4,5,6,7);(4,5,6,7);n5 5(2,3);(2,3);n6 6; ;n7;7;n9.9.2007-09-272007-09-273131 。
