有机化学第05章节环烷烃.ppt

* * 第五章 环烷烃 主要内容 环烷烃类型及命名 三元和四元环化合物的活性 环丙烷和环丁烷的构象 环己烷的构象（椅式、船式、半椅式和扭船式构象） 及其相对稳定性，a键和e键 一．环烷烃(cycloalkane) 环烷烃的类型 (单)环烷烃 通式：CnH2n 桥环烃（稠环） 桥环烃 螺环烃 （与烯烃通式相同） 以环为母体，名称用“环” （英文用 “cyclo”）开头。 环外基团作为环上的取代基 普通环烷烃的命名 环丙烷 环己烷 甲基环丙烷 cyclopropane cyclohexane methyl-cyclopropane 1, 3-二甲基环己烷 1-甲基-4-异丙基环己烷 1, 3-dimethyl-cyclohexane 1-isopropyl-4-methylcyclohexane 取代基位置数字取最小 顺反异构用“顺”或“反”注明基团相对位置。 英文用 “cis”和“trans”表示。 顺-1,3-二甲基环戊烷 (cis-1, 3-dimethylcyclopentane) 反-1,3-二甲基环戊烷（两者为对映异构体） (trans-1, 3-dimethylcyclopentane) 顺反异构体 镜面 环可作为取代基 （称环?基） 相同环连结时，可 用词头“联”开头。 环丙基环己烷 3-甲基-4-环丁基庚烷 联环丙烷 cylcopropylcyclohexane 4-cyclobutyl-3-methylheptane bicyclopropane 桥环烃（Bridged hydrocarbon）的命名 桥 头 碳：几个环共用的碳原子， 环的数目：断裂二根C—C键可成链状烷烃为二环；断裂三根C—C 键可成链状烷烃为三环 桥的碳原子数：不包括桥头C，由多到少列出 环的编号方法：从桥头开始，先长链后短链 桥头碳原子 十氢萘 二环[4. 4. 0]癸烷 bicyclo[4. 4. 0]decane 桥头间的碳原子数 (用.隔开) 环的数目 组成桥环的碳原子总数 8-甲基二环[4. 3. 0]壬烷 用,隔开 bicyclo[2. 2. 1]heptane 8-methylbicyclo[4. 3. 0]nonane 三环[2. 2. 1. 02, 6]庚烷 tricyclo[2. 2. 1. 02, 6]heptane 二环[2. 2. 1]庚烷 2, 7, 7-三甲基二环[2. 2. 1]庚烷 2, 7, 7-trimethylbicyclo [2. 2. 1]heptane 螺环烃（spiro hydrocarbon）的命名 编号从小环开始 取代基数目取最小 螺[4. 5]癸烷 spiro[4. 5]decane 4-甲基螺[2. 4]庚烷 4-methylspiro[2. 4]heptane 除螺C外的碳原子数 (用.隔开) 组成螺环的碳原子总数 环烷烃的其它命名方法 : Decahydro-naphthalene 十氢萘 萘 naphthalene 莰烷 2-莰酮（樟脑） camphane camphor 立方烷 金刚烷 cubane adamantane 按形象命名 按衍生物命名 环烷烃的性质 环十四烷 658.6 环十五烷 659.0 环辛烷 663.8 环壬烷 664.6 环癸烷 663.6 环戊烷 664.0 环己烷 658.6 环庚烷 662.4 环丙烷 697.1 环丁烷 686.1 C5 ? C7 C12 ? C8 ? C11 C3 C4 大环 普通环 中环 小环 每个CH2的燃烧热 (KJ/mol) 每个CH2的燃烧 (KJ/mol) 对比：开链烷烃每个CH2的燃烧热：658.6 KJ/mol 环烷烃的燃烧热数据 环的大小与稳定性 稳定性 小环 普通环 中环 环的大小与化学性质 五元以上环烷烃 链状烷烃 性质相似 小环环烷烃 活泼，易开环 ! ! ! 小环化合物的特殊性质 —— 易开环加成 小环化合物的催化加氢 （打开一根 C-C 键） 主要产物 支链多较稳定 小环化合物与卤素的反应 （离子型）加成反应 自由基取代反应 注意区分： 小环化合物与 HI 或 H2O/ H2SO4的反应 反应选择性 与碳正离子稳定性有关 环烷烃的结构及构象 环丙烷的结构 角张力（angle strain）：