05第5章_脂环烃.ppt

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1、第五章脂环烃(alicyclichydrocarbon)第一节脂环烃的分类和命名一、分类二、命名第二节 脂环烃的性质一、与开链烃相似二、小环烃易加成（开环反应）三、小环对氧化剂稳定第三节 环烷烃的结构与稳定性一、环丙烷的结构二、环丁烷和环戊烷的构象第四节环己烷的构象一、环己烷的构象二、取代环己烷的椅式构象稳定性分析第五节多环烃第六节脂环烃的制备一、分子内偶联法二、狄尔斯-阿尔德反应（D-A反应）三、卡宾(carbene)合成法四、有机合成的基本概念简介第一节 脂环烃的分类和命名一、分类总目录二、命名1.单环烃（1）母体以相应的开链烃名称前加“环（cyc

2、lo）”字。如环某烷、环某烯、环某炔（2）编号A.以含碳最少的取代基作为1位，按“顺序规则”，较优基团所在的碳后编号。B.有双键，则从双键碳开始，经过双键，使取代基位次尽可能小。总目录1-甲基-4-异丙基环己烷3,5-二甲基环己烯（3）顺反异构两个位置上各接1个基团，用顺或反表示。总目录反-1-甲基-4-异丙基环己烷顺-1-甲基-4-异丙基环己烷总目录2.多环烃（1）螺环烃spirohydrocarbonA.编号从螺原子相邻的碳编起，经小环→螺碳→大环，使不饱和键或取代基位次尽可能小。两个碳环共用一个碳原子（螺原子）的环烃总目录B.书写顺序：取代基位次

3、和名称→螺[a.b]某烷（烯或炔）a：小环碳原子数（不包括螺原子）；b：大环碳原子数（不包括螺原子）；碳原子数字之间用下角圆点“.”隔开总目录5-乙基螺[3.4]辛烷1-甲基螺[3.5]-5-壬烯1,6-二甲基螺[4.5]癸烷5-甲基螺[2.5]辛烷总目录（2）桥环烃bridgedcyclohydrocarbonsA.编号从桥头碳编起，经最长桥依次编号→第二桥头碳→次长桥依次编号→第一桥头碳→最短桥。使不饱和键或取代基位次尽可能小。两个碳环共用两个或两个以上碳原子的环烃。共用碳原子称桥头碳。总目录B.注明环数环数：使桥环化合物成为开链烃所需的切割次数C

4、.书写顺序取代基位次和名称→某环[a.b.c]某烷(烯或炔)a：长桥的碳原子数（不包括桥头碳）；b：次长桥的碳原子数（不包括桥头碳）；c：最短桥的碳原子数（不包括桥头碳）；无碳原子的桥称为键桥，用零“0”表示碳原子数字之间用下角圆点“.”隔开总目录1,6-二甲基二环[2.2.1]-2-庚烯1,9,9-三甲基二环[3.2.2]-6-壬烯总目录ABCC：三环[7.4.1.05,14]-3-十四碳烯A：5-甲基二环[2.2.1]-2-庚烯B：三环[2.2.1.02,6]庚烷总目录一、与开链烃相似1.加成：第二节 脂环烃的性质总目录2.取代环烷烃卤代：总目录

5、环烯烃α-H卤代：总目录3.氧化：总目录总目录二、小环烃易加成（开环反应）加氢：总目录加卤素：总目录加卤化氢：环丙烷的烷基衍生物与氢卤酸加成时，符合马氏规则，氢原子加在含氢较多的碳原子上，即加成的位置发生在链接最少和最多烷基的碳原子间。总目录说明：小环不稳定，虽然它们的分子中都没有不饱和键，但却能与氢气、卤素、卤化氢等试剂发生c—c键断裂的开环加成反应。随着环的增大，开环加成活性降低。总目录三、小环对氧化剂稳定总目录一、环丙烷的结构1.环张力的提出（109.5°-60°）/2=24.75°（109.5°-90°）/2=9.75°（109.5°-108°

6、）/2=0.75°（109.5°-120°）/2=-5.25°第三节 环烷烃的结构与稳定性总目录每根键向内屈挠，产生角张力（拜耳张力），角张力越大，稳定性越小。分子内部产生了一种力图恢复正常键角的内在力，称为角张力。无法解释的现象：1）环己烷稳定。2）除环丙烷外，其它的脂环烃中碳原子不共平面。总目录2.弯曲键的概念总目录C—C原子间不连成直线，而是弯曲重叠，比σ键弱，又有别于π键，介于两者之间，更接近π键。电子云分布在C—C外侧，易被亲电试剂进攻，有一定的烯烃性质。3.燃烧热和非平面结构燃烧热是指1mol化合物完全燃烧生成二氧化碳和水时所放出的热量。它

7、反映了分子的内能大小。总目录碳原子数n燃烧热Hc/n碳原子数n燃烧热Hc/n36971166346861266056641366066591465976621566086641666096651765710664总目录烷烃：ΔH/n=659kJ/mol环烃张力能：n（Hc/n-659）碳原子数总张力能kJ/mol3114410852560除三元环外，其它环碳原子均不在同一个平面上。总目录二、环丁烷和环戊烷的构象环丁烷的构象—蝴蝶型环戊烷的构象：信封型半椅型总目录椅型构象船型构象第四节 环己烷的构象环己烷有两种极限构象—椅型构象（chairform）和船

8、型构象（boatform）：总目录一、环己烷的构象1.椅型构象6个（3上、3下）6个（3上、3