3_环烷烃(1).ppt

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1、第三章环烷烃▪环烷烃类型及命名▪三元和四元环化合物的活性▪环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象▪环己烷的构象（椅式、船式，a键和e键)▪一取代环己烷的构象▪二取代环己烷的构象主要内容一．环烷烃环烷烃的类型(单)环烷烃通式：CnH2n桥环烃（稠环）桥环烃螺环烃（与烯烃通式相同）以环为母体，名称用“环”开头。环外基团作为环上的取代基。普通环烷烃的命名环丙烷环己烷甲基环丙烷1,3-二甲基环己烷1-甲基-4-异丙基环己烷取代基位置数字取最小若取代基碳链较长，则环可作为取代基（称环基）相同环连结时，可用词头“联”开头。环丙基环己烷3-甲基-4-环丁基庚

2、烷联环丙烷顺反异构体：由于环状结构，环烷烃有两个侧面：“上”方和“下”方。因此，取代环烷烃可能存在同分异构现象。例如，有两个1,3-二甲基环戊烷同分异构体：一个异构体的两个甲基在环的同侧，另一个异构体的两个甲基在环的两侧。两个异构体都是稳定的化合物。顺反异构用“顺”或“反”注明基团相对位置。顺-1,3-二甲基环戊烷CH3HCH3HH3CCH3H3CCH3HH环烷烃的顺反异构：假定环中碳原子在一个平面上，以环平面为参考平面，两取代基在同一边的叫顺式（cis-)，否则叫反式（trans-)。顺-1,4-二甲基环己烷3CH3即HHCHHCH3

3、HCH33CH3HHCH3CH3HHCH即反-1,4-二甲基环己烷写出顺-1,4-二甲基环己烷的结构：写出反-1,4-二甲基环己烷的结构：写出顺-1-甲基-3-氯环戊烷的结构。写出1,2-二溴环丁烷的顺和反异构体的结构。桥环烃的命名桥头碳：几个环共用的碳原子环的数目：断裂二根C—C键可成链状烷烃为二环；断裂三根C—C键可成链状烷烃为三环桥头碳原子数：不包括桥头C，由多到少列出环的编号方法：从桥头开始，先长链后短链桥头碳原子十氢萘二环[4.4.0]癸烷桥头间的碳原子数(用"."隔开)环的数目组成桥环的碳原子总数8-甲基二环[4.3.0]壬

4、烷二环[2.2.1]庚烷2,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚烷12345671234567螺环烃的命名编号从小环开始取代基数目取最小螺[4.5]癸烷4-甲基螺[2.4]庚烷除螺C外的碳原子数(用"."隔开)组成桥环的碳原子总数123456789101234567环烷烃的其它命名方法:十氢萘萘立方烷金刚烷按形象命名按衍生物命名课堂练习：1,2,4-三甲基二环[4.3.0]壬烷5-氯螺[2.5]辛烷环烷烃的性质环的大小与稳定性环烷烃随着环的大小不同，其稳定性不尽相同。燃烧热：1mol化合物燃烧,生成CO2+H2O，放出的热量。每个CH2的

5、燃烧(KJ/mol)每个CH2的燃烧热(KJ/mol)小环C3C4环丙烷697.1环丁烷686.1中环C8C11环辛烷663.8环壬烷664.6环癸烷663.6普通环C5C7环戊烷664.0环己烷658.6环庚烷662.4大环C12环十四烷658.6环十五烷659.0环烷烃的燃烧热数据稳定性：小环普通环中环：>>对比：开链烷烃每个CH2的燃烧热：658.6KJ/mol环的张力越小，相应的环烷烃越稳定。环丙烷的结构：丙烷及环丙烷分子中碳碳键原子轨道交盖情况比较在环丙烷分子中，两个相邻的C原子以sp3杂化轨道形成C－Cσ键时，以弯曲的

6、方式交盖，从而未能最大程度的交盖。因此，环丙烷不稳定。环的大小与化学性质五元以上环烷烃链状烷烃性质相似小环环烷烃活泼，易开环!!!小环化合物的特殊性质——(易开环加成）小环化合物的催化加氢（打开一根C-C键）主要产物支链多较稳定小环化合物与卤素的反应（离子型）加成反应自由基取代反应注意区分：小环化合物与HI或H2O/H2SO4的反应反应选择性与碳正离子稳定性有关结论：（1）环丙烷活性最大，不稳定，易发生开环加成（H2、X2、HX）；（2）其他环烷烃性质与开链烷烃相似，发生X2的自由基取代反应；（3）环丙烷衍生物开环位置：取代最多的C与取

7、代最少的C之间；加成位置：符合马氏规则。例如:马氏规则：H加成到含H较多的C上，X加成到含H较少的C上。课堂练习：P55：习题2.22P59：习题2.23P62：习题（十）、（十四）环烷烃的结构及构象环丙烷的结构角张力：环的角度与sp3轨道夹角差别引起的张力Newman投影式所有C-H键均为重叠式构象，有扭转张力平面型非键性相互作用：非键合的两原子或原子团距离小于其范氏半径之和（强烈排斥）键长变化：两成键原子间距离偏离正常键长；键角变化：键角偏离平衡值扭转角变化环产生张力的因素:环丁烷的构象若为平面型分子稳定构象角张力扭转张力角张力稍增

8、加,扭转张力明显减小90o重叠式构象扭曲式构象88o3.环戊烷的构象“信封”状分子C4-C5为全重叠式构象C1-C2,C2-C3为交叉式本次课小结和要求了解三元和四元环化合物的活性，掌握相应的特殊化学性质。