大学有机化学第五章.脂环烃汇总.ppt

而多环烷烃根据其分子中环的连接方式不同又可分为螺环烷烃和桥环烷烃。 螺环烷烃：分子中环之间共用一个碳原子的多环烷烃 桥环烷烃：分子中环之间共用二个或二个以上碳原子的多环烷烃。 2.环烷烃的命名 （1）单环烷烃的命名 单环烷烃的命名与烷烃相似，以碳环为母体，命名时在前面加“环”字即可。例如： 当环上有取代基时，将环进行编号，编号时从取代基开始，沿使取代基位次和较小的方向进行。若有多个取代基且不相同时，从较小的取代基开始，命名时将取代基放在前面，并用阿拉伯数字标出取代基的位置。 桥环烷烃的母体的命名模式 脂环烃性质小结 1、环烷烃与开链烷烃相似，小环（C1—C5）可发生加成；遵守马氏规则；氢最多与最少的碳碳键断裂。 2、环烯烃具有开链烯烃的性质。 3、用Br 2/CCl4可鉴别环丙烷与其它环烷烃 4、KMnO4/H+鉴别环丙烷与烯烃 5.4.环烷烃的顺反异构和环己烷的构象 一、环烷烃的顺反异构 在环烷烃分子中，由于碳环有存在，限制了C-C键的自由旋转，因此当环上有不同的原子或基团时，就会出现类似于烯烃的顺反异构现象。例： 二、环己烷的构象 早在1890年，沙赫斯（H.Sachse）通过研究认为：环己烷的六个碳原子不在同一平面上，应保持正常的四面体角度。 1920年，莫尔 E.Mohr 重新研究了环己烷的结构，提出了非平面张力学说。他认为：环己烷的碳原子之间可以保持正常的角度，环己烷的六个碳原子不在同一平面上，C—C键之间的夹角为109°28′，其分子中的C—C键可以旋转而引起构象异构，其有代表性的构象有两种：船式构象和椅式构象。 （1）船式构象和椅式构象 在环己烷分子中，碳环以椅形或船形排列方式存在所形成的构象叫椅式构象或船式构象。 如果用纽曼投影式表示，则为： （2）椅式构象中两种类型的价键 在椅式椅象中，C1、C3、C5与C2、C4、C6各构成一个平面，这两个平面是平行的。与平面垂直的价键称为键a或直立键，与中心轴成109。28，夹角的称为e键或平伏键。中心轴是经过C1、C3、C5所形成的三角形中心并与其所形成的平面垂直的直线。 环己烷的椅式构象可以通过C—C键进行有限度的旋转作用，经过船式转变为另一种椅式构象，这种构象的转变叫做转环作用，发生转环作用后，构象中原来的a键变成e键，e键变成a键，见下图： 3 取代环己烷的优势构象 因为环己烷分子中每一个碳原子上的价键都有两种：a、e，若环上有一个氢原子被取代基取代时，该取代基以e键与碳环相连的构象比较稳定，因为以e键与碳环相连时内能低。 若环上有二个或二个以上取代基时，在满足其顺反异构的情况下，基团以e键与碳环相连的越多，基团越大，越稳定。例： 顺-1,2-二甲基环己烷只有一种构象（ea）型，而反-1,2-二甲基环己烷有两种构象，其中ee型较稳定。 顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷，叔丁基在e键上比在a键上要稳定的多。 环己烷及取代物构象小结 1°环己烷有两种极限构象（椅式和船 式），椅式为优势构象。 2°一元取代基主要以e键和环相连。 3°多元取代环己烷最稳定的构象是e键 上取代基最多的构象。 4°环上有不同取代基时，大的取代基在 e键上构象最稳定。 本章小结 一 脂环烃的命名 二 脂环烃的性质 1 环烷烃的性质 （1）烷烃的通性（自由基取代，难氧化、加成） KMnO4/H+鉴别烯烃与环烷烃 （2）小环（C3-C5 的特性—加成开环 A 活性C3＞ C4＞C5 Br2/CCl4鉴别小环烷烃与烷烃 B）在连接最多与最少氢原子的两个碳之 间断键。 C）属于亲电加成，遵守马氏规则。 2 环烯烃、环炔烃的性质 与开链烯烃、炔烃相同 三 环己烷的构象 1、椅式构象与船式构象 2 一元取代基主要以e键和环相连。 3 多元取代环己烷最稳定的构象是e键 上取代基最多的构象。 4 环上有不同取代基时，大的取代基在 e键上构象最稳定。 课堂练习：P110页第5，9 本章作业： P110页 第6题 两种椅式构象的相互转变图（转环作用） 甲基与H相距近、斥力大，不稳定。 甲基与H相距远、斥力小，稳定。 顺-1,2-二甲基环己烷（ea型） 反-1,2-二甲基环己烷（ee型） 反-1,2-二甲基环己烷（aa型） 叔丁基在e键上，稳定。 叔丁基在a键上，不稳定。 5.5 ＊ 、其它环烷烃的结构 稳定 不稳定 稳定 不稳定 稳定性 ＞12 8-12 5-7 3-4 环数 大环 中环 普通环 小环 分类 环丙烷 环丁烷 环戊烷 环丙烷——平面结构，完全重叠式，扭转张力、角张力均较大，不稳定。 环丁烷——3平1高，不完全重叠式构象，扭转张力有所减小、角张力增大，总体不稳定。 环戊烷——4平1高，基本交叉式构象，扭转张力、角张均较小，