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1、第三章环烷烃▪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4.环己烷的结构及构象如果环己烷的6个碳原子在同一平面上:将有角张力将有扭转张力偏离109.5oC-H重叠环己烷不是平面型分子环己烷分子中的六个碳不共平面，且六元环是无张力环，键角为109.5°。环己烷有两种构象：船式和椅式构像。两种构象通过C-C单键的旋转，可相互转变；室温下，环己烷主要在椅型构象存在(99.9%以上)。为什么椅型构象稳定?椅式构像：①所有两个相邻的碳原子的碳氢键都处于交叉式位置；②
2、所有环上氢原子间距离都相距较远，无非键张力。船式构像：①C2-C3及C5-C6间的碳氢键处于重叠式位置；②船头和船尾上的两个碳氢键向内伸展，相距较近，比较拥挤，存在非键张力。环己烷碳架是折叠的椅式构象船式构象C2,C3,C5,C6共平面两者互为构象异构体椅式构象H~H之间距离均大于H的VanderWaal’s半径之和（2.40Å）2.50Å2.49Å2.49Å交叉式环己烷的椅式构象环己烷椅式构象的书法分3步：第1步：先画出两条向下倾斜有一定间距的平行线段，示意环己烷中的这4个碳原子共平面。第2步：将
3、结构中最上方的碳原子写在该平面的右上方，互相连接成键。第3步：将结构中最下方的碳原子写在该平面的左下方，注意与最下方碳原子相连的键和与最上方相连的键是平行的。注意：观察环己烷的椅式构象时要切记，写在下方的键指向纸前方而上方的键指向纸的后方。如果不这样约定，就会产生视觉的错误，认为倒过来也是一样的。为了清楚起见，一般情况下，环己烷均将指向前方（下方）的键线条加重以表示它是靠近读者的。环己烷椅式构象相间的两根键相互平行（画Z字形）六个碳原子交替分布在两个平面上每个碳均有一根C-H键在垂直方向，上平面的向
4、上画，下平面的向下画其它C-H键分别向左（左边的三个）或向右（右边的三个），且上下交替两种类型C-H键a键:竖键,直键,直立键e键:横键,平键,平伏键椅式构象中C-H键的顺反关系相邻碳上的a键和e键为顺式两个相邻的a键（或e键）为反式a键和e键的相互转换翻转后,原来的a键转变为e键,而e键转变为a键船式构象2.27Å2.27Å1.84Å有几组H~H之间距离均小于H的VanderWaal’s半径之和（2.40Å）重叠式（有扭转张力）旗杆键环己烷的船式构象环己烷的其它构象式半椅式扭船式椅式船式椅式半椅式
5、构象5个碳在同一平面上有角张力（C－C键角接近120o）平面碳上的C-H键为重叠式构象（有较大的扭转张力）扭船式构象>1.84Å扭曲式构象各种环己烷构象的势能图2.单取代环己烷的构象分析甲基环己烷的构象CH3与C3为对位交叉优势构象，室温时占95%CH3与C3为邻位交叉1，3-竖键作用取代环己烷的构象1叔丁基环己烷的构象1.3-竖键作用非常大优势构象室温：100％cis-1,2-二甲基环己烷3.二取代环己烷的构象分析trans-1,2-二甲基环己烷1,2-cis能量相等1,2-trans优势构象e,
6、a-a,e-a,a-e,e-有1.3-竖键作用cis-1,3-二甲基环己烷trans-1,3-二甲基环己烷1,3-cis1,3-transe,a-a,e-a,a-e,e-能量相等优势构象有较大的1.3-竖键作用cis-1,4-二甲基环己烷trans-1,4-二甲基环己烷能量相等优势构象e,a-a,e-a,a-e,e-1,4-cis1,4-trans有1.3-竖键作用不同基团二取代环己烷大基团总是占据e键1,2-cis优势构象1,3-竖键作用较大cis-1,4-二叔丁基环己烷的构象有较大的1,3-竖键
7、作用扭船型构象多取代环己烷：（1）环己烷多元取代物的最稳定的构象是e-取代最多的构象；（2）环上有不同取代基是，大的取代基在e-键的构象最稳定。课堂练习：1、画出1,1-二甲基环己烷的椅式构象，指出直立位甲基和平伏位甲基。【解析】画出椅式环己烷的构象，然后将两个甲基写在同一碳原子上。在环的大致平面上的甲基就是平伏位甲基，另一个（指向环平面上方或下方的）就是直立位甲基。【解答】2、画出溴代环己烷的两种不同椅式构象，标出直立位和平伏位氢原子，两种构象中哪个更稳定？【解答】3、画出顺-1,2-二氯环己烷的
8、椅式构象，解释为什么必须一个氯在直立位而另一个氯在平伏位。【解答】4、画出反-1,2-二氯环己烷的椅式构象，解释为什么两个氯必须都在直立位或都在平伏位。【解答】四、脂环烃的主要来源和制法1.主要来源：石油。2.制法：(1)芳香族化合物催化氢化(2)分子内关环(3)其它方法(2)分子内关环(3)其它方法(1)芳香族化合物催化氢化本次课小结和要求熟悉并学会画环己烷的构象（椅式、船式），了解各构象的相对稳定性，掌握椅式的a键和e键及相邻键的顺反关系。了解并掌握各类取代环己烷
