03-2环烷烃讲解.ppt

环 烷 烃 * 第一节：环烷烃的分类、命名及同分异构 第二节：环烷烃的化学性质 第三节：环烷烃的结构 第四节：环己烷的构象 第五节：取代环己烷的构象 第六节：十氢化萘的构象 第一节 分类、命名与同分异构 一、分类： 2、顺反异构 二、单环烃的异构现象 具有构造异构和顺反异构.以C5H10为例: 1、构造异构 对映异构 1.单环烃: 三、命名 取代基编号最小，取代基先简单后复杂 环上C数称环某烷 取代基同侧为顺（cis-）异侧为反(trans-) 1 2 3 4 5 6 1 2 4 5 3 1–甲基–3–乙基环己烷 1,1–二甲基–3–异丙基 环戊烷 命名中要使得母体烯烃的编号尽可能小. 某些情况下，如当简单的环上连有较长的碳链时，也可将环当作取代基，如： 2-甲基-4-环丙基戊烷 顺反异构 2、多环烃 (1).单螺环的命名 1、靠近螺C开始编号（不含螺C）， 3、 环除螺原子外的环碳原子个数，数字间用“．” 隔开。 取代基名称+ 螺 [小 大]母体名称 2、先小环后大环，方括号内先小后大 (2) 桥环烃的命名: 1、将环断键为直链，断键次数为环数，从桥头C开始编号，先大环后小环。 2、环上的C数（不含桥头C）先大环后小环写在方括号内，方括号外称某烷（含桥头C）。 桥：连接桥头碳C的碳链或键叫做桥 桥头C：两个或多个环连接处的碳原子叫桥头C。 3、取代基编号，先简单后复杂。 取代基名称+ 环数[大 小]母体名称 第二节 脂环烃的化学性质 学习脂环烃的化学性质,应有意识地 将其与烷烃和烯烃的化学性质进行比较: 烷烃:主要进行自由基取代反应. 烯烃:主要进行亲电加成反应. 脂环烃的性质可主要总结如下: 一、大环似烷,小环似烯 (一)取代反应 （二）开环加成 1、催化氢化 2、与X2加成 3、与HX或H2SO4加成 遵循马氏规则 （三）氧化反应 鉴别环烷烃与不饱和烃 第三节 环烷烃的结构 一、拜耳(Baeyer)的张力学说 背景: 1879年以前:只有五、六员环是已知的. 1879年:马尔科夫尼科夫合成了四员环. 1882年:佛瑞德合成了三员环. ≥七员的环还是未知的 三、四员环不稳定易破裂 五、六员环较稳定. 1885年A. Baeyer提出了张力学说. 基本假定:所有的环碳原子都具有四面体的结 构,都在同一个平面上,且排列成 正多边形. 张力学说:任何与109°28`正常键角的偏离都 会使分子产生恢复正常键角的作用 力,这种作用力就称为角张力.与正 常键角的偏差越大,张力就越大. 如:环丙烷的内角是60度,为了适应成键的需 要,109°28`的正常键角必须分别向内压 缩24°44`才能成键. 化合物 碳环内角 价键偏转角度 600 24044 ′ 900 9044 ′ 1080 0044 ′ 1200 -5016 ′ 从偏转角度来看,五员环应最稳定，小环和大环都是不稳定的，因在当时≥C7员的环还是未知的，由于拜耳的假说解释了为什么三、四员环不稳定,五、六员环稳定,这种假说就被人们接受了。 二、衡量环稳定性的标度： 环上每molCH2的燃烧热值及其张力能 HC: 环烷烃分子的燃烧热值(KJ/mol) HC/n: 环上每molCH2的燃烧热值 环上每molCH2的张力能： 指环上每molCH2的燃烧热值与开链烷烃 每molCH2的燃烧热值（659KJ/mol)之差。 燃烧热越大，说明分子的能量越高，分子越不稳定。 拜耳的张力学说对六员以上的环失去了预见性,原因是它的基本假定:成环碳原子都在同一个平面上(除三员环外)是错误的。 1.角张力: 任何与正常键角的偏差,都会使 分子产生恢复正常键角的作用力, 这种力叫角张力。 三、影响环稳定性的因素 2.扭转张力:任何与最稳定的交叉式构象的偏 差都会使分子产生恢复最稳定构 象的趋势,这种趋势叫扭转张力。 3.范德华张力:相互邻近的原子或基团,当它们 之间的距离小于其范德华半径