第三章环烷烃2013.ppt

环丙烷的烷基取代物与HX开环加成, 环的开裂总是在含最多H和最少H的碳原子间进行, 氢加到含氢多的碳原子上。(马氏规则）重点掌握 1）环断裂的位置；2）HX加成的方向。 小结： （2）环丙烷活性最大，不稳定，易发生开环加成（H2、X2、HX、H2SO4）； （1）其他环烷烃性质与开链烷烃相似，发生X2的自由基 取代反应； （3）取代环丙烷开环位置：取代基最多与取代基最少的碳—碳键之间断开；加成方向：符合马氏规则。 3.4 环己烷及取代环己烷的构象 P. 71 3.4.1. 两种典型构象 ——椅式和船式 椅式构象 船式构象 环己烷不以平面构象存在，通过σ键的旋转，各个C不在一个平面上。在一系列构象的动态平衡中，有二个典型的构象，即椅式构象和船式构象，它们环内所有C-C键角均接近正常的四面体键角，几乎无角张力。 环己烷的椅式构象和船式构象 250pm 1,3-二竖键的相互作用力 交叉式的 H 交叉式 椅式构象 99.9% 船式构象 0.1% 1.椅式构象 椅式构象无角张力，H都处于交叉式（无H的重叠张力，是环己烷能量最低、最稳定的一种构象（优势构象）。 构象异构的能量分析 船式构象 1 2 4 3 5 6 H H H H H H H H H H H H 183pm 空间张力 1 4 2 3 5 6 重叠式的H 透视式 Newman 投影式 重叠式 (扭转张力) 2. 椅式构象中的直立键和平伏键 C1C3C5的键下翘 C2C4C6的键上翘 C1C3C5的键竖直向上 C2C4C6的键竖直向下 与对称轴平行的C－H键, 叫直立键(a键)， 几乎垂直于对称轴的C－H键,叫平伏键(e键) 3. 翻环作用：通过碳碳单键的转动,环己烷一种椅式构象可以转变成另一种椅式构象。 转环前后，a键变e键，e键变a键。 45.2kJ/mol 106 /s 动画模拟：椅式环己烷的翻环作用 e → a a → e 怎样画椅式环己烷的构象式? e e a a 甲基在a键 7.5kJ/mol 甲基在e键 1,3-二竖键相互作用力 空间张力 弱的引力 5% 3.4.2 取代环己烷的构象 1,3-二竖键相互作用产生较强的非键合斥力使甲基位于a键的构象有较高的能量, 取代基在e键上构象为优势构象。 95% * 第三章 脂 环 烃 P.60 了解脂环烃的结构和类型。 掌握单环脂环烃、二环螺环烃和桥环烃的命名法。 掌握顺反异构的存在条件及构型表示方法。 掌握单环烷烃的化学性质，理解环张力的概念和 环的结构与其稳定性的关系。 5. 掌握环己烷及取代环己烷的构象分析方法。 脂环烃（alicyclic hydrocarbon)就是与脂肪烃（链烃） 的性质相似而含有碳环结构的碳氢化合物。 自然界存在的单环脂环烃并不多，但具有重要生理作用的天然产物，如萜类、甾族化合物等，都含有 脂环化合物的基本骨架。 ?-蒎烯 胆固醇 3.1 脂环烃的分类与命名 3.1.1 脂环烃的分类 1. 环烷烃、环烯烃、环炔烃 环烷烃 环烯烃 环炔烃 环己烷 环己烯 环己炔 2. 小环、普通环、中环和大环 按成环碳原子数的多少分为：小环（3~4个碳）， 普通环（5~7），中环（8~11），大环（12),五元环 六元环最常见，也称为常见环。 3. 单环、二环和多环 4. 联环、螺环、稠环和桥环 联环烃 螺环烃 （稠环）桥环烃 5. 特殊脂环烃 P62 立方烷，篮烷，金刚烷等。 3.1.2 脂环烃的命名 1. 单环脂环烃的命名 a)在相应的烃名前加“环”字; 环丙烷 环己烷 环己烯 环辛炔 b)环上取代基的位次和编号写在母体环烃名字前面,以较小数字表示较小基的位次 . 甲基环丙烷 乙基环戊烷 1-甲基-4-异丙基环己烷 1,4-二甲基-2-乙基环庚烷 c）若取代基碳链较长，则环作为取代基。 2-甲基-3-环丙基庚烷 3-甲基-4-环丁基庚烷 4-甲基环己烯 3,5-二甲基环己烯 二环脂环烃的命名 1）联环烃 联二环己烷 环己基环己烷 环丙基环戊烷 2）螺环和桥环 ① 螺环烷烃：环与环以一个共用碳原子相结合，其共用的碳原子称为螺原子。按螺原子的数目称为单螺环烷烃、二螺环烷烃…… ② 桥环烷烃(含稠环)：环与环共用两个或两个以上碳原子，其中桥碳链的交汇点的原子称为桥头碳原子。 6-甲基 螺[4.5]癸