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1、脂环烃是碳干成环状而其化学性质与开链烃相似的烃一.定义二.分类小环烃:C3—C4普通环烃:C5—C7中环烃:C8—C12大环烃:C13以上按环大小分单环烃多环烃环烯烃环炔烃螺环烃:稠环烃:桥环烃:桥环烃---共用两个或两个以上碳原子的多环脂环烃。螺环烃---仅共用一个碳原子的多环脂环烃。共用的碳原子称为螺原子。按饱和性能分饱和脂环烃不饱和脂环烃三.命名(一)单环烃在同数目碳原子的开链烃名称前加“环”字。碳原子编号时:应使取代基的位次尽可能最小。分子中有不饱和碳碳键,应使不饱和键的碳编号最小(1,2位)。受环
2、的限制,σ键不能自由旋转。环上取代基在空间的位置不同,产生顺反(几何)异构。以环为母体,名称用“环”(英文用“cyclo”)开头。环外基团作为环上的取代基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环丙基环己烷3-甲基-4-环丁基庚烷环可作为取代基称环基)联环丙烷相同环连结时,可用词头“联”开头。1234561,3-环己二烯1-甲基环戊烯3-甲基-1,4-环己二烯顺反异构体顺反异构用“顺”或“反”注明基团相对位置。英文用“cis”和“trans”表示。顺-1,3
3、-二甲基环戊烷反-1,3-二甲基环戊烷(两者为对映异构体)镜面(二)多环烃1.螺环烃:两个环共用一个碳原子的环烃。①.确定母体:螺某烷(由螺环中总碳数确定)。②.编号:先编小环后编大环。从小环中和螺碳相邻的碳开始编号,使取代基位次最小。③.写法:取代基位置-取代基名称螺[a.b]某烷螺[4.5]癸烷spiro[4.5]decane除螺C外的碳原子数(用"."隔开)组成桥环的碳原子总数4-甲基螺[2.4]庚烷1,6-二甲基螺[3.4]辛烷螺[4.5]-1,6-癸二烯10-甲基螺[4.5]-6-癸烯2.稠环烃:
4、按氢化芳烃或桥环烃的方式十氢萘萘3.桥环烃:桥环烃:两个碳环共用两个或两个以上碳原子。编号:先从第一桥头碳开始,沿最长的桥至第二桥头碳,再沿次长的桥回到第一桥头碳,再按渐短的次序将其余的桥编号(先大桥后小桥);取代基位次最小。写法:取代基位置-取代基名称几环[a.b.c]某烷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二环[2.2.1]庚烷2,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚烷三环[2.2.1.02,6]庚烷2,8-二甲基-1-乙基二环[3.2.1]
5、辛烷环烷烃的其它命名方法:立方烷金刚烷cubaneadamantane三环[3.3.1.13,7]癸烷四.性质(一).物理性质在室温和常压下,环丙烷和环丁烷为气体,环戊烷到环十一烷为液体,环十二烷以上为固体;环烷烃的熔点、沸点、相对密度都比含同数目碳原子的直链烷烃高(脂环烃的密度在0.688-0.853之间);脂环烃均不溶于水;(二).化学性质1.与开链烃相似的化学反应(1)环烷烃:自由基取代反应(2)环烯烃:亲电加成、氧化反应、α-卤代等。2.小环烃的特殊性(易开环加成)(1).加成反应A.加氢由上面反应
6、条件可以看出,小环发生加成反应活性大。B.加卤素不起加成,而只发生取代鉴别环烷烃温度高C.加卤化氢开环位置:在含氢最多与含氢最少的两个碳之间;遵循马氏加成规律环己烷及其以上的环不发生上述反应(2).氧化反应环丙烷对氧化剂稳定,不被高猛酸钾、臭氧等氧化剂氧化。故可用高猛酸钾溶液来区别烯烃与环丙烷衍生物。在加热条件下和强氧化剂作用,或在催化剂存在下用空气氧化,可生成各种氧化产物。环己醇环己酮己二酸小环烃(3-4)性质:似烷又似烯,但不氧化.环己烷及其以上:是烷,不加成,剧烈条件下可氧化.五.环烷烃的结构和稳定性
7、(一)拜尔张力学说:首先,成环的C原子都在一个平面上,并排成正多边形其次,他认为,正常的键角应该是109.5度,如果和正常的键角偏差越大,亦即是键角的变形程度越大,环的稳定性就越差,活性就越大三元环:109.5-60=49.5四元环:109.5-90=10.5五元环:109.5-108=1.5活性:三>四>五六元环:120-109.5=10.5七元环及其以后:偏差越来越大,越来越不稳定(与事实不符)(二)脂环烃的结构:1环丙烷的结构环丙烷上的碳原子都是饱和碳原子,为sp3杂化。105.5°60°角张力:分子
8、内部试图恢复正常键角的力。由此可见:(1)键的重叠程度小,稳定性小。(2)电子云分布在两核连线的外侧,增加了试剂进攻的可能性,故具有不饱和烯烃的性质。114°另外环丙烷分子中还存在着另一种张力——扭转张力(由于环中三个碳位于同一平面,相邻的C-H键互相处于重叠式构象,有旋转成交叉式的趋向,这样的张力称为扭转张力)。环丙烷分子相邻碳上的碳氢键都是重叠式构象。扭转张力:试图恢复交叉式构象的力。2.环丁烷的结构环丁烷四