有机化学第三章环烷烃.ppt

二、异构 构造异构： 立体异构（顺反异构）：相同的基团在环的同侧为顺，异侧为反。 （顺） （反） （顺） （反） 一、物理性质 n = 3，4 气态 ※状态 n = 5 液态 n ≥ 6 固态 ※m.p.: 环烷烃比直链烷烃能够更紧密地排列于晶格中 故m.p. 同数碳原子的直链烷烃。 ※d: 0.688 d 0.853 ※s: 环烷烃不溶于水 ※在不同的环烃中键角大于或小于109o28’，而正常的SP3杂化轨道之间的夹角为109°28′即C－C之间的电子云没有达到最大程度的重叠。 二、弯曲键学说 a:所有碳原子均为SP3 。 b:3个碳原子共平面，使碳的杂化轨道要向内构成 105.5o，重叠效果不好，电子云分布在外侧。 c:这种不好的键，形为香蕉称为“香蕉键”，也称弯曲键，介于正常键和π键之间，不稳定，容易开环。 d:不等性SP3，四个SP3杂化轨道不均等。 三、燃烧热 用来解释小环的活性，推测其相对热化学稳定性。 烷烃中CH2的 　　，将环烷烃的 与658.6kJ 　比较，差值越小，性质越接近烷烃。 （具体见P45表3.2） 四、张力能 有机物中产生张力的因素： 　非键力作用力：两个非键合的原子或原子团由于几何原因相互靠近，当它们之间的距离小于两者的范氏半径之和时,产生强烈的相互排斥，由此引起的体系能量的升高。（Enb） 　键长变化作用力：分子由于几何的原因使一个键长伸长或缩短而使能量升高（E1）。 　键角变化作用力：分子由于几何原因使键角的大小偏离平衡值而引起体系能量升高（ ）。 　扭转角变化作用力：扭转角变化所引起的能量升高用 表示。  2、环丁烷的结构 3、环戊烷的结构 C：sp3杂化，轨道夹角109.5o，五边形内角为108o角张力：109.5-108＝1.5o 可见，环戊烷分子中几乎没有什么角张力，故五元 比较稳定，不易开环，环戊烷的性质与开链烷烃相似。 5% 95% 甲基与C2-C3、C5-C6为邻交叉二个1, 3-二直立键7.6KJ/mol 动态平衡 2、多元取代环己烷的最稳定构象:e取代最多的最 稳定（相同取代基） 3、取代基大小不同时，大取代基在e键最稳定 （不论a键多少） 三、其他烷烃的构象 1、环丙烷的结构 物理方法测得，环丙烷分子中三个碳原子共平面。 显然，环丙烷中没有正常的C－C键，而是形成“弯曲 键” 由于环丙烷分子中的C－C键不是沿轨道对称轴实现头对头的最大重叠，而重叠较少，张力较大，具有较高的能量。 根据结构与性能的关系，环丙烷的化学性质应该活泼， 容易开环加成。 C原子为sp3杂化，轨道夹角109.5°。若四个碳形成正四边形，内角应为90° 角张力：109.5－90＝19.5°＜ 109.5－60＝49.5° 环丁烷中的C－C键也是“弯曲键”，但弯曲程度较小。 ∴环丁烷较环丙烷稳定，但仍有相当大的张力，属不稳 定环，比较容易开环加成。 事实上，环丁烷中四个碳原子不共平面，为折叠结构，这样可使部分张力得以缓解。 事实上，环戊烷分子中的五个碳原子亦不共平面，而主要是以“信封式”构象存在，使五元环的环张力可进一步得到缓解。 一、多环烷烃的命名 1、螺环烷烃 两个环共用一个碳原子的环烷烃称为螺环烷烃(spiranes)。共用的碳原子称螺碳原子。 第五节 多环烷烃 * * 第三章 环烷烃 第一节、环烷烃的分类和命名 第二节、环烷烃的物理性质和化学反应 第三节、环烷烃的来源和用途 第四节、环的张力 第五节、环己烷的构象 第六节、取代环己烷的构象分析 第七节、其他单环环烷烃的构象 第八节、多环烃 第一节 分类与命名 环烷烃：碳原子以单键连接且性质与开链烃相似的烷烃。 单环烷烃通式：CnH2n 一、分类 环烷烃分类 根据成环碳原子数 根据所含 环的数目 小环（三、四元环），常见环（五、六环） 中环（七-十一元环），大环（十二及以上） 单环 双环及多环：桥