有机化学第5章脂环烃.ppt

《有机化学第5章脂环烃.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第五章脂环烃脂环烃碳原子互相连接成环，性质与脂肪烃相似的烃类。脂肪烃广泛存在于自然界，如石油及植物油中都含有脂环烃。5.1脂环烃的分类、异构和命名与脂链烃类似，饱和的脂环烃称为环烷烃，含双键和三键的分别称为环烯烃和环炔烃脂环烃单环双环多环小环（C3－C4）普通环（C5－C7）大环（>C12）中环（C8－C12）按分子内环的数目一、单环脂环烃脂环烃的命名与脂链烃相似，只需在化合物类名前加“环”即可环丙烷环戊烷1,2,4-三甲基环已烷1,6-二甲基环已烯环戊二烯环壬炔若只有一个不饱和碳上有侧链,该不饱和碳编号为1;若两个不饱和碳都有侧链或都没有侧链,则碳原子编号顺序除双键所在

2、位置号码最小外,还要同时以侧链位置号码的加和数为最小.1-甲基-1-环己烯3-甲基-1-环己烯单环烯烃的命名从双键碳原子开始编号使取代基位次尽可能小环烷烃分子中由于环的大小，侧链的长短和位置的不同，而产生构造异构体，例如五个碳原子的环烷烃有五种异构体环戊烷甲基环丁烷1,1-二甲基环丙烷1,2-二甲基环丙烷乙基环丙烷在1,2-二甲基环丙烷分子中，由于环的存在阻止了σ键的自由旋转，因而两个甲基可以在环的同一边，也可以各在一边，它们是具有不同性质的顺反异构体。反-1,2-二甲基环丙烷沸点29℃顺-1,2-二甲基环丙烷沸点37℃环状化合物的顺反异构体书写法一般将环的一半用粗线写出

3、，表示环平面与纸面垂直，粗线表示在纸面的前面另一种方法是用平面投影式表示，从环平面的上方往下看，朝上的取代基团用楔形线与环相连，向下的取代基用虚线与环相连。楔形的一端表示离观察着较近由于几何原因，较小的环中不可能有反式碳碳双键存在，已知的最小的反环烯烃是反环辛烯，在炔烃中，由于必须在一条直线上，只有较大的环才能容纳这一结构，因此已知的最小的环炔烃为环壬炔。环炔烃的数目很少。二、螺环和桥环烃螺环化合物桥环化合物两个环共用一个碳原子两个环共有两个以上碳原子公共的碳原子为螺原子碳桥交会处的两个碳原子称为桥头按碳的个数命名为螺某烷按碳的个数命名为二环某烷方括号中记入除螺原子外各环

4、的碳原子数，小的在前，大的在后方括号中记入除桥头碳外各桥身的碳原子数，大的在前，小的在后数字间用圆点隔开数字间用圆点隔开编号从小环相邻螺原子的碳原子开始经螺原子到较大的环从桥头碳开始沿最长桥到另一头碳原子，再沿次长桥回到第一个桥头碳原子，最短的桥上的碳最后编号螺[3.4]辛烷二环[2.2.1]庚烷二环[4.4.0]癸烷十氢萘命名含有取代基或不饱和键的螺环或桥环烃时，必须按照前面的规则编号，同时使不饱和键和取代基的位次最小，螺[4.5]-1,6-癸二烯1,8-二甲基-2-乙基二环[3.2.1]辛烷十氢萘有顺反异构体顺十氢萘反十氢萘沸点187.3℃沸点195.7℃氢可以省略，

5、用一个圆点表示向上的氢5.2脂环烃的物理性质和化学反应物理性质与脂链烃相似，脂环烃的沸点和熔点比相应的脂链烃高。脂环烃比水轻，不溶于水。化学反应环烯烃含碳碳双键，与烯烃有相同的化学性质环烷烃的反应与烷烃相似，但含三元环和四元环的小环环烷烃有一些特殊的化学性质，易开环生成开链化合物。1.氢解在较低的温度下环丙烷就可以开环，而环戊烷必须在相当高的温度和活性高的催化剂作用下才能加氢开环变成烷烃℃℃Pt300℃2.加溴环丙烷在室温下可与溴加成开环，而环丁烷要在加热时才与溴加成开环，多环脂环烃中的三元环也容易开环。室温室温3.加卤化氢卤化氢在室温下也能使环丙烷开环取代环丙烷与卤代氢

6、的加成，卤素原子加在含氢较少的碳原子上。环戊烷和环已烷等像烷烃等像烷烃，化学性质稳定，而环丙烷和环丁烷像烯烃，容易起加成反应。但值得注意的是，环丙烷和环丁烷对氧化剂是稳定的。环烷烃的结构和稳定性通过化学反应和热力学测得的燃烧热数据可以说明，三元环烷烃最不稳定，其次是四元环，而五元环六元环和大环烃都是较稳定的。燃烧热是1mol化合物燃烧成二氧化碳和水放出的热量，直链烷烃分子中每个CH2的平均燃烧热为658.6kJmol-1。燃烧热的大小反映分子的内能的高低，燃烧热越大，分子的内能就越高，分子也就越不稳定。环烷烃亚甲基平均燃烧热表(kJmol-1)环烷烃（n）ΔH/n与直

7、链烷烃的差值环丙烷（3）697.138.5环丁烷（4）686.227.4环戊烷（5）664.05.4环已烷（6）658.60.0环庚烷（7）662.43.8环辛烷（8）663.65.0环十一烷（11）664.55.9环十二烷（12）659.91.3环十四烷（14）658.60.0环十七烷（17）658.70.1由上表可以看出，小环的内能高，不稳定，从环戊烷开始，差值较小或完全相等，说明五元环以上的环烷烃都比较稳定。环丙烷分子中C-C-C键角为105.5°，因而使分子具有一种恢复正常键角的角张力。角张力的存在是环丙烷分子不稳定的