有机化学---第5章 脂环烃.ppt

张力能*： 环烷烃比开链烷烃高出的那部分能量. 烷烃分子的形成 环丁烷的结构 折叠式构象 理论上：① 饱和烃, 键角为109.5°; ② 四碳环, 若成环碳原子共面, 内角为90° 环丁烷中的C－C键也是“弯曲键”，其弯曲程度比环丙烷小。 环丁烷较环丙烷稳定，但仍有相当大的张力，属不稳定环，比较容易开环加成。 环戊烷的结构 信封式构象 理论上：① 饱和烃, 键角为109.5°; ② 五碳环, 若成正五边形, 内角为108° 环戊烷分子中几乎没有什么角张力。 环戊烷分子的张力较小(27kJ.mol-1), 故比较稳定, 不易开环, 性质与开链烷烃相似。 环己烷的结构 椅式构象 非平面结构，C-C-C键角基本保持109.5° 两种极限构象——椅式和船式 椅式构象没有张力,是环己烷最稳定的构象. 船式构象 船式构象 碳1、2、4、5在同一平面上 碳3、6在平面的同侧。 C1和C2及C4和C5上的基团都处于重叠式, C3和C6上的两个C-H离得较近，互相排斥，所以内能高，不稳定。 A 椅式构象 1 2 3 4 5 6 碳2、4、6在同一平面上 碳1、3、5在另一平面上 A 6个直立键(平行于A轴), 又叫a键 3个朝下，3个朝上。 6个平伏键(e键), 与a键成109°28/ 3个朝上，3个朝下。 [1] 椅式C-H键的分类 A A [2] 室温下环己烷分子由于热运动，可以从一个椅式经过环的翻转，成为另一个椅式构象。 —〇为a键 —〇为e键 取代环己烷的构象 [1]一取代环己烷的构象，如甲基环己烷 绝大多数也是以椅式构象存在的。 95% 5% (e)甲基环己烷 (a)甲基环己烷 97% 3% 结论： ① 一取代环己烷最稳定构象是取代基在e键上; ② 取代基体积越大， e取代所占的比例越大。 99.9% [2]多取代环己烷的构象 结论： ① 多取代环己烷， e取代基最多的构象最稳定。 ② 多取代环己烷， 体积较大的取代基为e型的构象最稳定。 例 写出1,2-二甲基环己烷的最稳定构象。 稳 定 反式 反 式 较 顺 式 稳 定 顺式 ae ae ee aa * 第五章 脂环烃 一、脂环烃的定义、分类及命名 二、脂环烃的性质 三、环烷烃的环张力和稳定性 四、环烷烃的结构 自然界中的脂环烃较少，但其衍生物则广泛存在，而且与生命有极密切的关系. 樟 脑 麝 香 n=11 常用中草药 冰片 脂环烃：指碳架为环状，而性质和开链烃（脂肪烃）相似的烃类。 常用驱虫剂 概 述 饱和程度 饱和脂环烃(环烷烃) 通式CnH2n 环的数目 不饱和脂环烃{环(二)烯烃, 环炔烃} 单环 多环 螺环烃 桥环烃 CnH2n-2 CnH2n-4 · 螺原子 桥头碳 · · 环的大小 小环3~4 普通环5~7 中环8~12 大环12~ 5-1 脂环烃的分类和命名 分 类 单环环烷烃 规则：① 确定母体，称“环某烷”(由环中总碳数确定)； ② 编号：若环上有取代基，使其编号尽可能小；若有不同取代基，则依照“次序规则”使较小取代基的位次较小； ③ 书写方式同烷烃。 ——与烷烃相似 5-1 脂环烃的分类和命名 命 名 单环环烷烃 1-甲基-2-乙基环戊烷 1-甲基-4-异丙基环己烷 5-1 脂环烃的分类和命名 命 名 1,2-二甲基环丙烷 反-1,3-二甲基环戊烷 反-1-乙基-3-异丙基环戊烷 ④ 对于顺反异构体 顺式(cis)：相同基团在环平面的同侧； 反式(trans)：相同基团在环平面的两侧。 顺- 或 4-甲基-1-异丙基环己烯 单环环(二)烯烃及环炔烃的命名 1 2 3 4 5 6 带有支链的环烃：若只有一个不饱和碳上有支链，则该不饱和碳为1号位； ——与烯烃、炔烃相似 5-1 脂环烃的分类和命名 命 名 1 2 3 4 5 6 1,6-二甲基(-1-)环己烯 5-甲基-1,3-环戊二烯 4-甲基(-1-)环辛炔 单环环(二)烯烃及环炔烃的命名 5-1 脂环烃的分类和命名 命 名 带有支链的环烃：若两个不饱和碳上都有支链，或都没有支链，则碳原子编号顺序除双键所在位置号码最小外，同时支链位置号码加和最小。 多环环烷烃 螺环烃 ① 确定母体:螺某烷(由螺环中总碳数确定) ② 编号：先编小环后编大环。从小环中与螺原子相邻的碳开始编号，且使取代基位次最小； ③ 写法:取代基螺[小环碳数·大环碳数]某烷 碳环数目不包括螺原子 螺环烃 取代基螺[小环碳数·大环碳数]某烷 螺[2·4]庚烷 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7