有机化学3.6环烷烃构象.pptVIP

3.6 环烷烃的构象与稳定性 比较单位CH2燃烧热： kJ/mol 燃烧热:指1mol化合物完全燃烧生成 CO2和H2O 所放出的能量，其大小反映了分子能量的高低。 由环丙烷到环戊烷，随环增大，每个亚甲基单元的燃烧热依次降低；由环己烷开始，亚甲基单元的燃烧热趋于恒定。 为什么小环化合物容易开环，并且三元环比四元环更容易开环，而五元环、六元环相对稳定？ 角张力(拜尔张力)：与正常键角偏差而引起的张力。 （angle strain） 环丙烷分子轨道图 The molecular orbital of cyclopropane 三元环中每个碳碳单键向内压缩了24.8，以适应环的平面三角形构造。压缩产生了角张力，使分子能量升高，环不稳定。易开环。 弯曲σ键的特点： ① σ键的电子云分布在一条曲线上，无对称轴； ② 弯曲σ键键能小，因而易断裂，易开环； ③ 环的张力大，分子能量高，易开环。 另外，环丙烷结构中六对氢原子相重叠，这也促使环丙烷的结构不稳定。 　环烷烃的构象 环丁烷　（蝴蝶型） 环戊烷　“信封式”构象 30KJ/mol 椅式构象是环己烷最稳定的构象式。 环己烷的碳碳键角保持了正常的109.5，无角张力，它有两种典型的构象： 椅式构象 (chair form) 船式构象 (boat form) 0.25nm 船式构象 0.18nm 椅式构象 环己烷的构象分析： １、椅式构象 环己烷椅式构象：无角张力，也无扭转张力，是无张力环。 ２、船式构象 室温下，环己烷的各构象异构体中，椅式构象为优势构象，在异构体中占99.9%。 扭转张力 处于同一平面上的三个碳原子 椅式构象立体图 在椅式构象中，环己烷中的碳氢键可分为两种类型，每个碳原子上有一个a键和一个e键，在环中上下交替排列。 ３. 取代环己烷的构象 1）一取代环己烷的构象 一元取代环己烷中，取代基可占据a键，也可占据e键，但占据e键的构象更稳定。 C H 3 C H 3 C H 3 取代基越大，e键型构象为主的趋势越明显。 2) 　二取代环己烷的构象 1，2-二取代： ｅ 1，3-二取代： ｅ键上 甲基ee键型异构体比甲基ea键型异构体稳定。 1，４-二取代 ： H 3 C C H 3 H 3 C C H 3 试比较顺式和反式 1,4 - 二甲基环己烷的稳定性。 H 3 C C H 3 H 3 C C H 3 C H 3 C H 3 e a C H 3 C H 3 a e C H 3 C H 3 e a C H 3 C H 3 a e ea 键型 ea 键型 ee 键型 ee 键型 小结： １°一元取代基主要以e键和环相连。 ２°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。 ３°环上有不同取代基时，大的取代基在e 　　　键上构象最稳定。 例如杀虫剂六六六有八种异构体，最稳定构象的是β－异构体，活性最高的是γ－异构体： β-异构体(低活性) γ－异构体(高活性) [讨论]： 1. 指出下列构象异构体中哪一个是优势构象。 环烷烃的主要来源和制法： 环烷烃主要来源于石油。 (1)芳香族化合物催化氢化 (２) Ｄ—Ａ方法