医用有机化学课件-第三章张 环烃

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1、第三章环烃分子中含有碳环的烃称环烃。按性质与结构的不同，环烃可以分为脂环烃和芳香烃两类。1一、脂环烃的分类及命名1.脂环烃的分类饱和脂环烃，即环烷烃，单环烷烃的通式为CnH2n，与开链单烯烃互为同分异构体。不饱和脂环烃，根据不饱和键的不同，又分环烯烃和环炔烃。2环丙烷环丁烷环戊烷环己烷2.单环脂环烃的命名环烷烃的命名与烷烃相似，根据环上碳原子数目，称为环某烷。1,3-二甲基环己烷1-甲基-3-异丙基环己烷3环烯烃的命名与烯烃相似，含双键的碳环称环某烯，环上碳原子的编号，从双键的两个碳原子编起，编号方向由“最低系列”规则决定。4-甲基-1-

2、环己烯5-甲基-1,3-环己二烯452-甲基-1-环丙基丁烷6螺环烃桥环烃3.多环脂环烃的分类和命名7表3-1二环脂环烃的命名螺环烃桥环烃举例母体名称根据环上碳原子总数命名为“螺某烷”。例中为：螺辛烷根据环上碳原子总数命名为“二环某烷”。例中为：二环辛烷[]内标出各环的碳原子数把各环的碳原子数目(螺原子不算在内)，按由小到大的次序用阿拉伯数字写在“螺”和“某烷”之间的方括号里，数字用圆点分开。例中为：螺[3.4]辛烷把各“桥”所含碳原子的数目(桥头碳原子不算在内)，按由大到小的次序用阿拉伯数字写在“二环”和“某烷”之间的方括号里，数字用圆

3、点分开。例中为：二环[3.2.1]辛烷编号原则环上碳原子的编号顺序：从较小环中那个和螺原子相邻的碳原子开始编号，沿环向前，经过螺原子，再绕到较大环进行。桥环碳原子的编号顺序：从最长桥的靠近取代基的那个“桥头碳”原子开始，沿桥编到第二个桥头碳原子；再沿次长的桥编回到起始桥头碳原子；最后编最短的桥5-甲基-螺[3.4]辛烷2,8-二甲基二环[3.2.1]辛烷82,3,7,8-四甲基二环[3.2.1]辛烷在遵守编号原则下，编号方向应满足“最低系列”原则。螺[4.5]－1,7-癸二烯9二、环烷烃的结构环丙烷的结构为了最大重叠,只能沿键轴方向重叠,

4、C-C-C键角为60º.SP3杂化轨道间夹角为109º28’,偏离此角度会产生斥力.10两个碳原子的sp3杂化轨道不能沿轨道的对称轴实现最大程度的重叠，这种弯曲σ键不稳定。这种弯曲σ键的电子云在两原子核连线的外侧，受核的束缚力较小，易于极化，因此易受到亲电试剂如卤素、卤化氢等的进攻，发生开环加成反应。11环丁烷和环戊烷的结构环丁烷和环戊烷的碳原子已经不在同一平面上,因此成键时，SP3杂化轨道之间扭偏的角度减小了，两个碳原子SP3杂化轨道间的重叠增大了，键的稳定性变大。12环烷烃的稳定性：环己烷＞环戊烷＞环丁烷＞环丙烷环己烷的结构环己烷的σ

5、键已经与烷烃中的σ键相同,没有张力,而且成键电子云间最大重叠,其稳定性与烷烃相似。13三、脂环烃的化学性质环烷烃与烷烃一样，主要起游离基取代反应，环烯烃与烯烃一样，主要起双键上的加成和氧化反应，但小环脂环烃因环的张力，内能高不稳定，容易发生开环加成反应。14(一)环烷烃的化学性质1．游离基型取代反应152．加成反应加氢(2)加卤素、卤化氢注意反应条件16总结:大环像烷小环像烯环丙烷的烷基衍生物也容易发生开环加成反应(二)环烯烃的化学性质1718环丙烷及其烷基衍生物容易与卤素发生开环加成反应，而一般的烷烃不具有这样的性质，由此可以用溴溶液鉴

6、别这两者；环丙烷及其烷基衍生物虽然很容易与溴反应，但不与高锰酸钾反应，因此可以用高锰酸钾鉴别脂环烃与烯烃。1920第二节芳香烃21一、单环芳烃(一)苯分子结构的近代概念苯是法拉第于1825年发现的。1865年凯库勒(Kekule)从苯的分子式C6H6出发，提出了苯的结构式，即苯的凯库勒式：22凯库勒（F.A.Kekule,1829--1896，德国化学家）凯库勒1829年生于达姆施塔特，1847年入吉森大学学习建筑。他受了李比希的影响，把注意力转向化学，拜李比希为师。凯库勒对有机化学结构理论的建立做了许多重要贡献。其中如：（1）关于碳元素

7、四价学说和碳原子之间可以连接成链的假设。（2）建立了苯的结构式。23凯库勒提出苯的环状结构学说为：“假如我们要说明芳香性化合物中原子的组成情况，必须解释以下事实：①所有芳香性化合物，即使是最简单的，碳含量也较脂肪族中相应的化合物高；②象脂肪族中一样，芳香族中也存在着为数很多的同系物；③最简单的芳香性化合物，至少含有六个碳原子，六个碳原子形成对称环状，各碳原子之间存在着单键或双键；④芳香物质的所有衍生物，表现某些同族的特性，它们都属于‘芳香族化合物’，它们在进行一些较激烈的反应后，常常失去部分的碳，但主要产物仍至少含有六个碳原子。"24碳为

8、四价简写为：凯库勒在1865年用六角形表示苯的结构式，1866年，他画了一个有单，双键的空间模型的草图25关于苯式理论的起源：一天夜晚，我执笔写着《化学教程》，但是，思维总是不时地转向别的问题