2章-烷烃和环烷烃(4章).ppt

2. 环烷烃的物理性质和化学性质 物理性质 物态：常温下，C3~C4 为气体; C5~C10 为液体; C12 为固体. 沸点：较含同数碳原子的烷烃高； 比重：较含同数碳原子的烷烃高, 但 1. 2) 化学性质 一般与烷烃相似，但由于“张力”的存在，小环化合物具有一些特殊性, 如,易开环。 (1) 催化加氢（开环） (2) 加卤素 但是： (3) 加HX √ 〤 H加在含H较多的碳原子上. 但是， （4）氧化 但是， 3、小环的“张力”学说和环烃的稳定性 3. 环烷烃的构象和构象分析 1) 环丁烷的构象 2) 环戊烷的构象 3) 环己烷的构象及构象分析 椅式 船式 重叠的氢原子 扭曲式 环己烷的椅式构象分析 1）分子中有两个平行的平面，C1、C3、C5和 C2、C4、C6； 2）12个氢原子分成两类：一类垂直于环平面，一类 与环平面平行。 a-键（直立键） e-键（平伏键） 环己烷的椅式构象分析 3）环己烷的椅式构象也可用纽曼投影式表示 4）a-键与e-键间可以通过环的翻转而相互转化。 分子模型 4）取代环己烷的构象分析 （1）单取代环己烷以取代基为e-键的构象最稳定； （2）有多个取代基时，以较多取代基为e-键的构象稳 定；若取代基不同时，以较大的取代基为e-键的 构象稳定； （3）多取代环己烷的顺反异构，以二甲基取代为例： 顺-1,2-二甲基环己烷 反-1,2-二甲基环己烷 顺-1,3-二甲基环己烷 反-1,3-二甲基环己烷 顺-1,4-二甲基环己烷 反-1,4-二甲基环己烷 4) 十氢萘的构象 本章内容结束 补充习题 螺[4.4]壬烷 1,1’-连环戊烷 双环[4.1.0]庚烷 2,7,7-三甲基双环[2.2.1]庚烷 双环[2.2.2]辛烷 双环[2.2.0]己烷 命名 写出符合下列各名称的结构式或稳定构象式 1. 反-1-甲基-4-叔丁基环己烷 2. 5-甲基螺[3.4]辛烷 3. 1-氯-2-溴-环己烷 4. 环丙基环戊烷 p. 28, 2.4: a, c, e, g p. 28, 2.8, 2.10, 2.13 2.15 作 业 p. 26, 2.3: a, c, e, g p. 27, 2.7, 2.8, 2.10 第四版 第三版 反应机理：热解是自由基反应(Radical Reaction)。 热解反应的理论意义： 1）测键能； 2）测自由基的稳定性： 自由基的稳定性: 叔烷基自由基 仲 伯 CH3 为什么？ 实验结果 σ-p 超共扼：由H-Cσ键向带单电子C的P轨道间的相互 作用 自由基的稳定性: 叔烷基自由基 仲 伯 CH3 理论解释 3) 自由基的结构 甲基自由基: 近似于平面 3. 卤代反应 1) 甲烷的氯代 2) 其他烷烃的卤代 反应速度为： 叔碳氢 : 仲碳氢 : 伯碳氢 ＝ 1600 : 82 : 1 从以上的反应示例可以看出，不同级别C上的H的反应活性不同，一般为： 3o H 2o H 1o H CH4 中的H 这是因为不同级别C-H 键的离解能的不同所致： 1o H CH3-H 415 kg/mol 2o H (CH3)2CH-H 395 kg/mol 3o H (CH3)3C-H 382 kg/mol 2.7. 烷烃卤代反应的机理 1. 甲烷的氯代机理 凡有利于产生自由基的因素，均有利于此反应的进行； 1个 Cl 游离基可以使链平均进行5000次; Cl2 的反应活性较 Br2 大约250,000倍. 2. 不同卤素反应活性的比较 3. 过渡态理论 例题1 例题2 光 光 写出下列反应的主要产物: 2.8. 环 烷 烃 通式：CnH2n 分类、异构和命名 分类 单环化合物 小环 C3~C4 普环 C5~C7 中环 C8~C12 大环 C12 的环 (2) 多环化合物: 螺环 桥环 2) 环烷烃的异构 (1)由于环的大小及取代基位置的不同而有各种构造异构体; 三元环最简单, 无构造异构体; 含四个碳原子的环烃，仅有两个构造异构体； C. 含5个碳