有机化学-脂环烃(全面剖析).ppt

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1、第五章脂环烃4.掌握脂环烃的典型构象1.掌握脂环烃的分类和命名2.掌握脂环烃的性质3.理解脂环烃的结构及其稳定性的解释环烃脂环烃芳烃环烷烃环烯烃环炔烃单环烷烃桥环烷烃螺环烷烃单环芳烃多环芳烃非苯芳烃第一节脂环烃的分类和命名一、脂环烃的分类小环C3-C4普通环C5-C7中环C8-C11大环C12以上单环环烷烃通式：CnH2n,与烯烃互为异构体。二、脂环烃的命名1.单环脂环烃的命名①确定母体：环某烷（由环中总碳数确定）。②编号：若环上有取代基，编号尽可能小。若有不同取代基，要用较小的数字，表示较小取代基的位置。③书写同烷烃。规则：1,2-二甲基环戊

2、烷CH3环丙烷环丁烷甲基环丙烷1-甲基-3-乙基环己烷1,1,4-三甲基环己烷环烷烃的异构:环上C-C单键不能自由旋转。只要环上有两个碳原子各连有不同的原子或基团，就有构型不同的顺反异构体。构造异构顺反异构：例：C5H10的环烷烃异构顺-1,2-二甲基环丙烷反-1,2-二甲基环丙烷环烯(炔)烃---脂环烃的环上有双键(或叁键).只有一个不饱和键的环烯(或炔)烃，双键或叁键位置可不标。命名与开链烃相似：不饱和碳环为母体，侧链为取代基。碳环上的编号顺序：应是不饱和键所在的位置号码最小；环辛炔环戊烯1,3-环己二烯3-甲基-1-环己烯1-甲基-1-环

3、己烯2.多环脂环烃的命名(c)在方括号的后面标明环碳原子为某烷。当环上有取代基时，取代基写着名称最前面。(a)编号:先找出桥头碳。先编大桥后编小桥，从桥头碳开始编，使取代基位次最小。(1)桥环烃两个环共用两个或两个以上碳原子的烃(b)注明环数：根据环的数目，用“二环”、“三环”等做词头，在环的后面的方括号中用阿拉伯数字注明各桥所含碳原子，由多到少列出。无碳原子的桥称为键桥，以“0”表示。二环[2.1.0]戊烷6-甲基二环[3.2.2]壬烷1,7-二甲基二环[3.2.2]壬烷8,8-二甲基二环[3.2.1]辛烷(2)螺环烃和稠环烃两个环共用一个碳

4、原子的烃(b)再把连接于螺原子的两个环的碳原子数(不含螺原子),按由小到大的次序写在“螺”和“某烷”之间的方括号里,数字用圆点分开.(a)组成环的碳原子总数命名为“某烷”,加上词头“螺”.螺原子螺[2.4]庚烷螺[3.4]辛烷5-甲基螺[2.4]庚烷第二节环烷烃的性质环烷烃的分子结构比链烷烃排列紧密，所以，沸点、熔点、密度均比相应的烷烃高。物理性质化学性质具有环状结构的特性1取代反应--在光或热的引发下发生卤代反应.脂环烃的化学性质与相应的脂肪烃类似.光光热在常温下，环烷烃与一般氧化剂(KMnO4,O3)不反应；2氧化反应如何鉴别环丙烷与烯烃?

5、思考：KMnO4+在加热，强氧化剂作用或催化剂存在时，可用空气氧化成各种氧化产物：+O2钴催化剂100℃,加压+1/2O2200℃,加压3开环反应--也叫加成反应(1)催化加氢Ni80℃Ni100℃Pt300℃从反应的难易程度不同，说明环的稳定性：五元环>四元环>三元环(2)加卤素室温+Br2BrCH2CH2CH2Br加热+Br2BrCH2CH2CH2CH2Br三元环不能使高锰酸钾溶液褪色，能使溴水褪色(3)加卤化氢+HBrCH3CH2CH2Br+HBrCH3CHCH2CH3Br环丙烷的烷基衍生物与HX加成，环的破裂发生在含H最多和最少的两个碳

6、原子之间，且符合马氏规律.+HBrCH3C-CHCH3BrCH3CH3易发生加氢,加卤素,加卤化氢和加硫酸等反应.补充：环烯烃和环二烯烃的反应(1)环烯烃的加成反应环烯烃的双键易被氧化剂(KMnO4,O3等)氧化而断裂成开链的氧化产物:(2)环烯烃的氧化反应？思考题与某些不饱和化合物发生双烯合成反应.(3)共轭环二烯烃的双烯合成反应第三节环烷烃的结构与稳定性烷烃是sp3杂化,键角109.5°,环烷烃的碳也是sp3杂化,但键角不一定一样.C-C键的形成键轨道的交盖交盖较好交盖较差这样的键与一般的键不一样,它的电子云没有轨道轴对称,而是分布在

7、一条曲线上,故常称弯曲键.弯曲键比一般的键弱,并且具有较高的能量.这种因键角偏离正常键角而引起的张力叫角张力.环丙烷采取重叠式构象，容易破环。环丁烷①C-C键也是弯曲的。键角115°.②构象：四个C原子不在同一平面。环戊烷①键角：108°,接近109.5°比较稳定.②构象:五个C原子也不在同一平面。燃烧热：1mol化合物完全燃烧生成CO2和水时放出的热。碳原子数n3456789101112每个CH2的燃烧热(kJ/mol)697686664659662664665664663660燃烧热的大小反映分子内能的高低。环戊烷①键角：108°,接近1

8、09.5°比较稳定.②构象:五个C原子也不在同一平面。燃烧热：1mol化合物完全燃烧生成CO2和水时放出的热。碳原子数n3456789101112每个