2019 第三章环烷烃ppt课件.ppt

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1、第三章环烷烃§3.1分类与命名§3.2化学性质§3.3结构与构象§3.4制备与用途§3.1环烷烃的分类和命名脂环烃：碳干为环状而性质与开链烃相似的烃。一、分类环数：使环状化合物变成开链化合物所需打破的碳碳键的数目二.单环烷烃的命名环丙烷环戊烷环丁烷环己烷按成环碳原子数命名为环某烷2021/7/30取代基只有一个不需标出位号取代基不只一个标出所有取代基位号从取代基位号小的方向给环编号在取代程度相同时按字母顺序编号多取代碳编号优先取代单环烷烃的命名例1甲基环戊烷3-溴环己烯1,1-Dimethylcyclohexane4-Ethyl-1,1-dimethylcycloh

2、exane例21,1-二甲基-4-乙基环己烷1,1-二甲基环己烷例31-甲基-2-异丙基环己烷1-甲基-2-(1-甲基乙基)环己烷3-甲基-3-环丁基环戊烷(长链作母体)环烷烃顺反异构受环的制约单键不能自由旋转，环上取代基在空间排列方式产生顺反（几何）异构顺cis两个取代基在环同侧反tran两个取代基在环异侧环烷基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螺环烃（两个环共用一个碳原子）的命名从小环中与共有碳原子相连的碳原子开始编号，经过共有碳原子，再由较大环回到共有碳原子。尽可能使取代基处在最小的位次母体名称前冠以“螺”，后接[],方括内注明环中除共有碳

3、原子以外的碳原子数，由小到大，之间用圆点隔开。例5123456781-溴-5-甲基螺[3,4]辛烷从桥头碳开始编号，经过最大环到达另一桥头，在经次大环回到第一个桥头，最短的桥最后编号。母体名称前冠以“环数”，后接[],方括中表明环内除桥头碳原子外的碳原子数目，从大到小排列，之间用圆点分开。桥环的命名桥环两个环共有两个或多个碳原子7，7-二甲基二环[2，2，1]庚烷例62-甲基-5-异丙基二环[3,1,0]己烷1234561122334455668778二环[4.2.0]-6-辛烯2-乙基-6-氯二环[3,2,1]辛烷§3.2脂环烃的化学性质一、与开链烃相似的反应环烷

4、烃的卤代甲基环己烷+氯气(光照)→???2.环烯烃的加成3.环烯烃的氧化二、小环烷烃特有的反应1.加氢开环2.加卤素、加卤化氢开环环丙烷衍生物与卤化氢的加成环丙烷衍生物与卤化氢的加成，符合MarkovnikovRule.(环丁烷在常温下不发生类似反应)区别：环丙烷对氧化剂（如高锰酸钾）稳定，而烯烃易被氧化§3.3脂环烃的结构一、Baeyer张力学说（1885年）小环化合物容易开环三环比四环容易五、六环相对稳定SP3碳原子键角应为109。28’,任何与此正常键角的偏差，都会引起分子的张力，这种张力具有力图恢复正常键角的趋势叫角张力。角张力示意图Baeyer张力学说建立

5、在错误假设（认为环烷烃都是平面结构）的基础上，只对小环适用。环丙烷环丙烷为张力环，采取重叠式构象，所以容易破环。环丙烷C－C键为弯曲键，有点类似于烯烃的键，可以发生类似于烯烃的加成反应。二、环丁烷和环戊烷的构象平面式Cyclobutane蝴蝶式Cyclopentane信封式三、燃烧热和非平面结构燃烧热：用每个CH2单元的平均燃烧热，与开链烷烃每个CH2单元平均燃烧热的差值×n来表示分子的张力能。环丙烷：平面结构其它环烷烃：非平面结构EstimateofAngleStrain环己烷（六元环）最稳定，其次是环戊烷（五元环）；大环都是稳定的；小环中:环丙烷最不稳定，

6、其次是环丁烷。环己烷的2种典型构象椅式船式123456142356123456146523邻位交叉式全叠式四、环己烷的构象椅式构象球棒模型Cyclohexane斯陶特模型Cyclohexane船式构象球棒模型Cyclohexane船式斯陶特模型Cyclohexane椅式半椅式扭船式船式转环作用中的能量变化环己烷的椅式构象最稳定角张力为0采取邻位交叉式构象，扭转张力最小1，3-二a键相互作用小。因为H原子范德华半径小，所以范德华张力为0凡与通过分子中心的假象垂直轴平行的C—H键直立键『a键』凡与垂直轴成109。28’的C－H键平伏键『e键』直立键平伏键转环作用（a键变

7、e键）Chair-chairInversioninMethylcyclohexane环己烷衍生物优势构象的判定环己烷一取代物以取代基处于e-键上的最稳定含相同取代基的环己烷多元取代物最稳定的构象是e-取代基最多的构象－Hassel规则环上又不同取代基时，大的取代基在e-键上的最稳定－Baton规则tert-Butylcyclohexanetert-Butylcyclohexane1,3-二a键相互作用tert-Butylcyclohexane五、脂环化合物的顺反异构反式十氢萘比顺式十氢萘稳定trans-1-tert-Butyl-4-chlorocyclohex