环己烷构象环己烷非常稳定.PPT

第四章 脂环烃(Alicyclic Hydrocarbons) 1.3.1脂环烃分类 主要按成环碳原子数 ◆主要学习环烷烃 通式：CnH2n 异构；分子式C5H10 的环烷烃 (戊烯的同分异构体) 4.1 命名： 成环碳原子数，环某烷 环上的支链作为取代基，数个取代基要编号 （取小位次） 较优基团后置(较大编号)，较小基前置(较小编号) ◆环烯烃则把1，2位次留给双键 ， 最先遇到C=C及取代基 ◆两个碳环共用两个或更多碳原子叫桥环化合物（bridged ring compds） 4.2 环烷烃性质 物性:b.p.及 m.p.比同碳原子数的烷烃高， 密度比水轻 C3，C4，气；C5～C7液；大于C8为固体 化学性质：与脂肪烷烃相似，取代与氧化反应。 特殊：小环(三元、四元)开环加成 1．取代反应（自由基取代） 2．氧化反应：KMnO4/H+，O3不能氧化 3．加成反应：小环（C3，C4）特性 （1）催化加氢 2. 加X2 3. 加HX： Drill (练习)：用化学方法鉴别以下五种化合物： 4.3 环烷烃的稳定性与构象 1．环的稳定性：小环不稳定(开环) ，大环稳定 ◆一些环烷烃每个-CH2-的燃烧热 ◆由小环→大环单元CH2燃烧热逐渐降低， 到环己烷趋于稳定 环丙烷的构象 环丁烷的构象 蝶式 环戊烷的构象 信封式 2．环己烷构象  ◆椅式构象： 椅式——稳定 船式——不稳定 99.9% 0.1% ◆12个H可以分为两类： 一类垂直于平面，叫直立键，用a 表示； 另一类大体上平行与平面，叫平伏键，用e 表示。 ◆ 1)a/e键只针对椅式构象； 2）a/e键都是交替上下的 注意：椅式构象的正确书写，特别是e 键的伸展方向。 ◆椅式构象的翻转：转环 翻转后，原来的a键变为e键，e键变为a键。 a、e 键可以相互转化。 转环特点二：转环不影响分子的顺反异构。 ◆取代环己烷的构象 1).一元取代环己烷构象 转环 取代基在e键上 取代基在a键上 R=甲基：95% R=异丙基：97% R=叔丁基：99.9% 一取代：最稳定的构象是取代基在e键上 * * 具有环状碳骨架结构，其性质与脂肪烃相似。 顺-1,4-二甲基环己烷 反-1,4-二甲基环己烷 反-1-甲基-3-乙基环己烷 顺-1-甲基-3-乙基环己烷 ◆螺环化合物（Spiro Compds）： 两环共有一个碳原子（螺原子） 开环加氢的难度逐渐增大 不能用溴水退色法区别烯（炔）烃与小环(三、四元环)烷烃； 可用KMnO4/H+溶液褪色法区别。 CH3C≡CH CH3CH=CH2 A B C D E CH3C≡CH CH3CH=CH2 Br2/CCl4 不褪色 褪色 CH3CH=CH2 CH3C≡CH CH3C≡CH CH3CH=CH2 顺丁烯 二酸酐 白色沉淀 [Cu(NH3)2]+Cl- 砖红色沉淀 KMnO4 溶液 褪色 无白色 沉淀 CH3CH=CH2 CH3C≡CH CH3C≡CH 无砖红色沉淀 CH3CH=CH2 不褪色 燃烧热(△Hc)测定数据表明：烷烃分子每增加 一个-CH2-，其燃烧热数值的增加基本上是一个 定值—658.6 kJ·mol-1。 ◆环烷烃可以看作是数量不等的-CH2-单元连 接起来的化合物。但不同环烷烃中的单元-CH2- 的燃烧热却因环的大小有着明显的差异 。 名 称 成 环 C 数 CH2的燃烧热/kj.mol-1 环丙烷 3 697 环丁烷 4 686 环戊烷 5 664 环己烷 6 659 环辛烷 8 664 链烷烃 659 单元CH2的燃烧热↑，环的稳定性↓。 ◆为什么小环化合物不稳定？ Baeyer理论 —— 张力学说（1885年提出）： 由此可见：