有机化学烷烃.ppt

两个甲基处于邻位，但与亚甲基处于反式两个甲基处于反式，但与亚甲基处于邻位1,2-二取代环己烷反-1，2二甲基环己烷第93页,共101页，星期六，2024年，5月第94页,共101页，星期六，2024年，5月三元、四元以及五元环的构象(1).环丙烷结构的近代理论沿键轴方向交盖，键较强不沿键轴方向交盖，键较弱第95页,共101页，星期六，2024年，5月环丙烷的弯键结构理论弯键结构理论是由C.A.Coulson、W.Moffit（牛津大学）根据量子力学计算提出的。这一理论又得到了x-射线衍射研究的电子密度图的证实。环丙烷的弯键轨道结构第96页,共101页，星期六，2024年，5月实验证明：环丙烷的两个环外轨道（与H形成C-H键）S占33%，环内两个杂化轨道S占近17%，接近sp2杂化;环内接近sp4-sp5杂化。由于C-H键是用接近于sp2杂化轨道成键的，所以键短而强，C-C键中，P轨道成份多，电子云多在三个C间的连线之外，利于试剂进攻，所以化学性质活波，易开环。环丙烷中的C-C键不是真正的σ键，因为σ键的定义是沿键轴方向交盖而形成的键。第97页,共101页，星期六，2024年，5月从角张力及扭转张力分析环丙烷的六根C-H键的构象由于三点使环固定，C-C键不能自由旋转，使六对C-H键都处于重叠式。总的来说，环丙烷中的价键是既大略地保持原轨道间的角度，又有一定程度的重叠形成一个弯曲的键，这样就使分子的能量达到最适合的程度。第98页,共101页，星期六，2024年，5月环丁烷的构象C-C之间与环丙烷一样形成弯曲的键。环丁烷的蝴蝶形化合物-CH2-的燃烧热（KJ/mol）环丙烷693环丁烷682开链烃658.6第99页,共101页，星期六，2024年，5月环戊烷的构象环戊烷的较稳定构象是“信封式”。环戊烷的信封式结构（假旋转）信封式构象是动态的，围绕不同的C-C键扭转，不同的-CH2-伸出平面，它们处在动态平衡之中。这种分子运动现象叫假旋转。第100页,共101页，星期六，2024年，5月1.名称萘十氢合萘（暜通名）二环[4.4.0]癸烷（学名）4十氢合萘的构象第101页,共101页，星期六，2024年，5月小环烷烃特别是三元环化合物由于环内张力大，比较容易发生开环反应。环的反应性：三元四元五、六、七元第61页,共101页，星期六，2024年，5月1.自由基取代反应第62页,共101页，星期六，2024年，5月2.加成反应第63页,共101页，星期六，2024年，5月3拜尔（A.VonBaeyer)的张力学说与角张力的解释张力学说提出的基础所有的碳都应有正四面体结构。碳原子成环后，所有成环的碳原子都处在同一平面上（当环碳原子大于4时，这一点是不正确的）。1880年以前，只知道有五元环，六元环。1883年，W.H.Perkin合成了三元环，四元环。1885年，A.Baeyer提出了张力学说。第64页,共101页，星期六，2024年，5月现代的观点：sp3杂化轨道成键时两键之间夹角应为109o28’，C-C之间的sp3_sp3轨道才可达最大重叠。与正常键角偏差越大，sp3杂化轨道间重叠越不充分，形成的σ键越不稳定，我们称这种现象叫角张力。第65页,共101页，星期六，2024年，5月三元环五元环拜尔观点的错误:假设所有环碳原子在同一平面上来计算角张力，以推断分子的稳定性。第66页,共101页，星期六，2024年，5月环烃-CH2-的燃烧热三元环697.1四元环686.1五元环664.0六元环658.6开链烃658.6（KJ/mol）第67页,共101页，星期六，2024年，5月环戊烷环己烷环辛烷第68页,共101页，星期六，2024年，5月（三）构象异构体由于σ键旋转角度不同而产生的不同结构称为构象异构。第69页,共101页，星期六，2024年，5