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1、医用有机化学课件-第三章 闭链烃(临床).txt 我是天使，回不去天堂是因为体重的原因。 别人装处，我只好装经验丰富。泡妞就像挂 QQ，每天哄她 2 个小时，很快就可以太阳了。 本文由 Iris 点点贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。第三章 环 烃 (cyclic hydrocarbon) )环烃又称闭链烃 根据结构和性质，又可分为： 闭链烃， 环烃又称闭链烃，根据结构 和性质，又可分为： 脂环烃(alicyclic hydrocarbon) 脂环烃 单环脂环烃 性质似脂 肪烃 性质似脂肪烃 多环脂环烃 芳香烃(aromatic h
2、ydrocarbon) 芳香烃 苯型芳香烃 性质似苯 性质似苯 非苯型芳香烃环烃第一节 脂 环 烃一、脂环烃的分类和命名 1、分类 、根 据 环 数 多 少 分 单环脂环烃C3-C4 C5-C7 C8-C12小环 普通环 中环C13 以上 大环多环脂环烃桥环 螺环环数：使环状化合物变成开链化合物所需打 环数： 破的碳碳键的数目。 破的碳碳键 的数目。根据分子的不饱和程度分为 2、命名 、环烷烃 环烯烃 环炔烃环丙烷环丁烷环戊烷环己烷环辛烷CH31 6 5 4 2 3 2 3CH31 6 5 4CH3(CH3)2CH1,31,3-二甲基环己烷1-甲基-3-异丙基环己烷 甲基-CH34 3 2 1
3、 5 6 6 1CH35 4 3 24-甲基(-1-)环己烯 甲基(5-甲基-1,3-环己二烯 甲基-1,3-螺环烃H2C CH2 H2C CH2 C CH2 CH2螺原子简写 为桥环烃H2C H2C螺原子CH桥头 碳原 子CH2 CHCH2 CH2简写为桥头 碳原 子表 3-1 二环脂环烃的命名螺环烃 举例H2 C H2 C CH3 CH CH2 C CH2 CH2 CH2桥环烃CH CHCH3 H2C CH3CH CH2 H2C CH2 CH母体名称 内标 内标 出各环的 碳原子数根据环上碳原子总数命名为 螺某烷” 例中为： “螺某烷” 。例中为：螺辛烷 把各环 的碳原子数目(螺原子不 把
4、各环的碳原子数目 螺原子不 算在内)，按由小到大的次序用 算 在内 ， 由小到大的次序用 阿拉伯数字写在“ 阿拉伯数字写在“螺”和“某 烷”之间的 方括号里，数字用 之间的方括号里， 圆点分开 例中为： 分开。 圆点分开。例中为：螺 3.4辛 辛 烷根据环上碳原子总数命名为“ 根据环上碳原子总数命名为“二环 某烷” 例中为： 某 烷” 。例中为：二环辛烷 把各“ 把各“桥”所含碳原子的数目(桥头 所含碳原子的数目 桥 头 碳原子不算在内)，按由大到小的次 碳原子不算在内 ， 由大到小的次 序用阿拉伯数字 写在“二环” 序用阿拉伯数字写在“二环”和 “某烷”之间的方括号里，数字用 某烷” 之间的
5、方括号里， 圆点分开 例中为：二环3.2.1庚 分开。 圆点分开。例中为：二环 庚 烷 桥环碳原子的编号顺序：从最长桥 桥环碳原子的编号顺序： 的靠近取代基的那个“桥 头碳” 的靠近取代基的那个“桥头碳”原 子开始， 子开始，沿桥编到第二个桥头碳原 子； 再沿次长的桥编回到起始桥头 8 碳原子； 碳原子；最后编最短的桥1 7 6 5 4 3 2编号原则 环上碳原子的编号顺序：从较 环上碳原子的编号顺序： 小环中那个和螺原 子相邻的碳 原子开始编号，沿环向前， 原子开始编号，沿环向前，经 过螺原子，再绕到 较大环进行。 过螺原子，再绕到较大环进行。5 6 7 8 4 3 1 25-甲基螺 甲基螺
6、 3.4辛烷 辛烷2,82,8-二甲基二环 3.2.1辛烷 3.2.1辛烷二、脂环烃的化学性质环烷烃与烷烃一样，主要起游离基取代反应， 环烷烃与烷烃一样 ， 主要起游离基取 代反应 ， 环烯 烃与烯烃一样，主要起双键上的加成和氧化反应，但小 烃与烯烃一样，主 要起双键上的加成和氧化反应， 环脂环烃因环的张力，内能高不稳定， 环脂环烃因环的张 力，内能高不稳定，容易发生开环加 成反应。 成反应。 (一) 环烷烃的化学性质 一 1游离基型取代反应 + Cl2 + Br2光照Cl光照 或 300 Br2加成反应 (1) 加氢+ H2 + H2 + H2 + H2Ni 80 Ni 200 Ni 300
7、 Ni 300 常温 常温CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 不反应(2) 加卤素、卤化氢 加卤素、+ Br2 + HBr + Br2BrCH2CH2CH2Br CH3CH2CH2Br BrCH2CH2CH2CH2Br环丙烷的烷基衍生物也容易发生开环加成反应H3C HC CH2 + HBr C H3C CH3 CH3 CH3 H3C C Br CH CH3总结: 总结 大环像烷 小环像烯环丙烷及其烷基衍生物虽然很容易与溴反 但不与高锰酸钾反应，因此可以用高锰酸钾 应，但不与高锰酸钾反应，因此可以用高锰酸钾 鉴别脂环烃与烯烃。 鉴别脂环烃与烯烃。(二)
8、环烯烃的化学性质 二Br + Br2 H 3C + HCl H 3CKMnO 4Br H 3C Cl O CH3CCH2CH2CH2COOH三、环烷烃的结构 环丙烷为什么不稳定,易开环加成呢？ 环丙烷为什么不稳定,易开环 加成呢？环丙烷碳 图 3-1 环丙烷碳碳键的形成H H H H H H H0.05nm环丁烷109.5环戊烷椅式船式环己烷第二节 芳香烃CH3 单 环芳 烃 如： 苯 系芳烃 多 环芳 烃 如： 联苯 萘 菲 苯 甲苯 苯 乙烯 CH CH2非 苯系芳 烃 如： 环戊 二烯负 离子 薁 环庚三 烯正 离子芳香性： 芳香性 1 C/H 的比例高。 的比例高。 的比例高 2 具有
9、平面或接近平面的 环状结构。 具有平面或接近平面的环状结构。 3 键长接近平均化。 键长接近平均化。 4 环稳定，难加成、难氧化，易发生亲电取代 环稳定，难加成、难氧化，一、单环芳烃 (一) 苯分子结构的近代概念 一 1865 年凯库勒 年凯库勒(Kekule)从苯 的分子式 6H6 出发，提出 从苯的分子式 C 出发， 年凯库勒 从苯的分子式 了苯的结构式， 即苯的凯库勒式： 了苯的结构式，即苯的凯库勒式：H H H C C C C H 或C H C H1. 苯分子结构2.苯分子结构解释 .3苯环的稳定性 苯的特殊结构至今还无一个很好的表示方 目前除仍然采用凯库勒 结构式以外， 法 ， 目前
10、除仍然采用凯库勒结构式以外 ，还 用 表示苯的结构， 表示苯 的结构 ， 其中圆圈代 表环状的大 键 表环状的大 键。(二) 苯的同系物的命名和异构 二C6H5CH3 C6H5CH2CH3 C6H5CH(CH3)2 C6H5CH CH2甲苯乙苯异丙苯苯乙烯CH2CH3 C6H5 CH CH CH32-甲基 苯基戊烷 甲基-3-苯基戊烷 甲基CH3 CH3 CH3 CH3 CH2CH3 CH3 CH3 CH3CH3邻二甲苯 (o-二甲苯 二甲苯) 二甲苯 1,2-二甲苯 二甲苯间二甲苯 (m-二甲苯 二甲苯) 二甲苯 1,3-二甲苯 二甲苯对二甲苯 (p-二甲苯 二甲苯) 二甲苯 1,4-二甲苯
11、 二甲苯间乙基甲苯 (m-乙基甲苯 乙基甲苯) 乙基甲苯 3-乙基甲苯 乙基甲苯CH3 CH3 CH3CH3 CH3 H 3C CH3CH3 CH31,2,3-三甲苯 三甲苯 (连三甲苯 连三甲苯) 连三甲苯NO21,2,4-三甲苯 三甲苯 (偏三甲苯 偏三甲苯) 偏三甲苯Br CH3 NO21,3,5-三甲苯 三甲苯 (均三甲苯 均三甲苯) 均三甲苯CH3 Cl硝基苯溴苯邻硝基甲苯间氯甲苯NH2OHCOOHSO3H BrNH2 BrOH CH3苯胺苯酚苯甲酸苯磺酸CH22,6-二溴苯胺 邻甲基苯酚 二溴苯胺CH3苯基苯甲基(苄基 苯甲基 苄基) 苄基邻甲苯基芳基可用 符号表示 符号表示， 芳
12、基可用Ar 符号表示，而其中苯基又可用符号 表示。 ph 或 表示。 或 表示(三) 苯及同系物的性质 三 特殊的“芳香性” 特殊的 “ 芳香性 ” , 主要表现在易 发生亲电 取代反应，反应时苯环体系不变； 取代反应，反应时苯环体系不变；加成与氧化 反 应一般不易进行。 应一般不易进行。 (1) 苯环的加成反应Pt,180250 或 Ni,加热,加压 加 加+ H2Cl + Cl2紫外线Cl Cl ClCl Cl(2) 苯环的氧化反应+ O2V2O5 400500 O CH CH C C O O(3) 苯环侧链的反应 1) 氧化反应CH3KMnO 4COOH苯甲酸钠是常用食品、饮料防腐剂（国
13、产可乐、 苯甲酸钠是常用食品、饮料防腐剂 （国产可乐、雪碧 以及火腿中常添加之） ，易代谢，一般不产生永久毒性。 ） ，易代谢 以 及火腿中常添加之） ，易代谢，一般不产生永久毒性。 但也有文献怀疑其有致癌作用！ 但 也有文献怀疑其有致癌作用！ C6H5CH2CH2CH3 O 丙苯C6H5COOH 苯甲酸 COOH COOH 邻苯二甲酸 CH3 H3C CCH3 CH2CH3 邻乙基甲苯 CH3 H3C C CH3 CH3 O OCH3 COOH邻叔丁基甲苯邻叔丁基苯甲酸2) 卤代反应C6H5CH3Cl2 日光C6H5CH2Cl 氯(化)苄Cl2 日光C6H5CHCl2 氯 化亚 苄Cl2 日
14、光C6H5CCl3 氯化次苄卤代时先取代 -C 上的氢原子： 上的氢原子： 卤代时先取代 上的氢原子C6H5CH2CH3Br2 日光,热C6H5CHBrCH3 + HBr芳烃侧链卤代属于游离基型取代反应(4) 苯环的亲电取代反应 (Electrophilic Aromatic Substitution) 卤代、硝化、磺 化、烷基化和酰基化等。 卤代、硝化、磺化、烷基化和酰基化等。 1) 卤代反应C6H6 + Cl2 CH3 + Cl2铁粉或 FeCl3 30 铁粉或 FeCl3 5560 C6H5Cl + HCl CH3 Cl + Cl 对氯 甲 苯 CH3邻 氯 甲苯甲苯比苯更易发生卤代反应
15、2) 硝化反应C6H6 + HONO2 苯NO2发烟 HNO3 ,浓 H2SO4 95 浓 H2SO4 5560 C6H5NO2 + H2O 硝基 苯NO2 + H2O NO2CH3 + HNO3浓 H2SO4 30 CH3 NO2 +CH3 + H2O NO2甲苯比苯容易硝化，但硝基苯比苯难以硝化 甲苯比苯容易硝化， 注意两个问题: 1.反 应的温度高低 注意两个问题: 1.反应的温度高低 2.第二个取代基进入的位置 2.第二个取 代基进入的位置3) 磺化反应C6H6 + H2SO4 C6H5SO3H + H2O 苯 磺酸4) 傅克(FriedelCrafts)反应 (FriedelCraf
16、ts)反应C6H6 + C2H5Cl 氯 乙烷 O + CH3 C Cl无水 AlCl3 无水 AlCl3C6H5CH2CH3 + HCl 乙苯 O C 苯 乙酮 CH3 + HCl乙酰氯苯环引入了烷基称傅克烷基化反应； 苯环引入了烷基称傅克烷基化反应；苯环引 入了酰基称傅 入了酰基称傅克酰基化反应注意： 注意：异构化作用： 异构化作用：C6H6 + CH3CH2CH2Cl无水 AlCl3C6H5CH2CH2CH3 丙苯 30% C6H5CH(CH3)2 异丙苯 70%当苯环上已有硝基、磺酸基、 当苯环上已有硝基、磺酸基、羰基等吸电子基团 克反应 难以发生。 时，傅克反应难以发生。(四) 苯环的亲电取代反应历程 四 芳香烃的这些取代反应属于亲电取代反应历程。 芳 香烃的这些取代反应属于亲电取代反应历程。 亲电取代反应历程 第一步亲电试剂进攻苯环 生成碳正离子中间体(
