《有机化学课件：第二章烷烃－环－1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机化学课件：第二章烷烃－环－1（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章第二章 烷烃环烃烷烃环烃（cycloalkanes）环烷烃的类型及命名环烷烃的类型及命名三元环和四元环的化学性质三元环和四元环的化学性质环丙烷和环丁烷的构象环丙烷和环丁烷的构象环己烷的构象环己烷的构象一、环烷烃的分类和命名一、环烷烃的分类和命名1 1、环烷烃的分类、环烷烃的分类( ( ( (单单) ) ) )环烷烃环烷烃通式：通式：通式：通式：C Cn nH H2n2n桥环烃（稠环）桥环烃（稠环）桥环烃（稠环）桥环烃（稠环）桥环烃桥环烃螺螺螺螺环烃环烃（与烯烃通式相同）（与烯烃通式相同）（与烯烃通式相同）（与烯烃通式相同）一、环烷烃的分类和命名一、环烷烃的分类和命名2 2、普普通通环烷烃
2、的的命命名名以环为母体，名称以环为母体，名称用用“环” （英文用（英文用 “cyclocyclo”）开头。）开头。环外基团作为环上环外基团作为环上的取代基的取代基环环丙丙丙丙烷烷环环己己己己烷烷甲基甲基甲基甲基环环丙丙丙丙烷烷cyclocyclopropanepropanecyclocyclohexanehexane methylmethyl- -cyclocyclopropanepropane1, 3-1, 3-1, 3-1, 3-二甲基二甲基二甲基二甲基环环己己己己烷烷1 1 1 1- - - -甲基甲基甲基甲基- - - -4 4 4 4- - - -异丙基异丙基异丙基异丙基环环己己己己
3、烷烷1, 31, 3- - - -dimethyldimethyl- - - -cyclohexanecyclohexane1 1- - - -isopropylisopropyl- - - -4 4- - - -methylmethylcyclohexanecyclohexane 取代基位置数字取代基位置数字取最小取最小二、环烷烃的性质二、环烷烃的性质1 1、环的大小与稳定性、环的大小与稳定性每个每个CHCH2 2的燃烧热的燃烧热 (KJ/(KJ/molmol) )每个每个CHCH2 2的燃烧的燃烧(KJ/(KJ/molmol) )小小环环C C3 3C C4 4环丙烷环丙烷 697.169
4、7.1环丁烷环丁烷 686.1686.1中中环环C C8 8 C C1111环辛烷环辛烷 663.8663.8环壬烷环壬烷 664.6664.6环癸烷环癸烷 663.6663.6普普通通环环C C5 5 C C7 7环戊烷环戊烷 664.0664.0环己烷环己烷 658.6658.6环庚烷环庚烷 662.4662.4大大环环C C1212 环十四烷环十四烷 658.6658.6环十五烷环十五烷 659.0659.0环环烷烷烃烃的的燃燃烧烧热热数数据据对比：对比：对比：对比：开链烷烃每个开链烷烃每个CHCHCHCH2 2 2 2的燃烧热：的燃烧热：658.6 KJ/658.6 KJ/molmol
5、稳定性稳定性小环小环普通环普通环中环中环 二、环烷烃的性质二、环烷烃的性质2 2、环的大小与化学性质、环的大小与化学性质五元以上五元以上五元以上五元以上环烷烃环烷烃链链状状状状烷烃烷烃性性性性质质相似相似相似相似小小小小环环烷烃环环烷烃活泼，易开环活泼，易开环活泼，易开环活泼，易开环! ! ! ! !二、环烷烃的性质二、环烷烃的性质3 3、小环的特殊性质易开环加成、小环的特殊性质易开环加成v小小环化合物化合物化合物化合物的催化加的催化加氢（打开一根（打开一根 C-C C-C 键）键）支链多支链多较稳定较稳定二、环烷烃的性质二、环烷烃的性质vv小小小小环环化合物与化合物与化合物与化合物与 HI
6、HI HI HI 或或或或 H H H H2 2 2 2O/ HO/ HO/ HO/ H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4的反的反的反的反应应反应选择性反应选择性与碳正离子与碳正离子稳定性有关稳定性有关二、环烷烃的性质二、环烷烃的性质vv小小小小环环化合物与化合物与化合物与化合物与卤卤素的反素的反素的反素的反应应（离子型）（离子型）加成反应加成反应自由基自由基取代反应取代反应注意区分：注意区分：注意区分：注意区分：三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象1 1、环丙烷的结构和构象、环丙烷的结构和构象角张力（角张力（angle strainangle strain）：）： 环的角度
7、与环的角度与spsp3 3轨道夹轨道夹角差别引起的张力角差别引起的张力NewmanNewman投影式投影式投影式投影式所有所有C-H C-H 键均为键均为重叠式构象，重叠式构象，有有扭转张力扭转张力三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象2 2、环丁烷的结构和构象、环丁烷的结构和构象vv若若若若为为平面型分子平面型分子平面型分子平面型分子vv稳稳定构象定构象定构象定构象角张力角张力扭转张力扭转张力角张力稍增角张力稍增加加, , 扭转张扭转张力明显减小力明显减小9090o o重叠式构象重叠式构象重叠式构象重叠式构象扭曲式构象扭曲式构象扭曲式构象扭曲式构象8888o o三、环烷烃的结构与构象三
8、、环烷烃的结构与构象3 3、环己烷的结构和构象、环己烷的结构和构象如果如果如果如果环环己己己己烷烷的的的的 6 6 6 6 个碳原子在同一平面上个碳原子在同一平面上个碳原子在同一平面上个碳原子在同一平面上: : : : 将有角将有角将有角将有角张张力力力力 将有扭将有扭将有扭将有扭转张转张力力力力偏离偏离偏离偏离109.5109.5109.5109.5o o o oC-H C-H C-H C-H 重叠重叠重叠重叠v环己烷不是平面型分子环己烷不是平面型分子三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象环己己烷碳碳架架是是折折叠叠的的椅式构象椅式构象椅式构象椅式构象 (chair form)(cha
9、ir form)(chair form)(chair form)船式构象船式构象船式构象船式构象 (boat form)(boat form)(boat form)(boat form)C2, C3, C5, C6 C2, C3, C5, C6 共平面共平面共平面共平面两两者互者互为构象异构体构象异构体三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象vv椅式构椅式构椅式构椅式构象象象象HHHH之间距离均之间距离均大大于于H H的的Van der Van der WaalWaals s半径之和半径之和（2.402.40 ）2.502.50 2.492.49 2.492.49 交叉式交叉式交叉式交叉式
10、vv环环己己己己烷烷椅式构象的画法椅式构象的画法椅式构象的画法椅式构象的画法 相间的两根键相互平行相间的两根键相互平行（画（画 Z Z 字形）字形） 六个碳原子交替分布在两个平面上六个碳原子交替分布在两个平面上 每个碳均有一根每个碳均有一根C-HC-H键在垂直方向，键在垂直方向，上平面的向上画，下平面上平面的向上画，下平面的向下画的向下画 其它其它C-HC-H键分别向左（左边的三个）或向右（右边的三个），键分别向左（左边的三个）或向右（右边的三个），且上下交替且上下交替三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象vv两种两种两种两种类类型型型型C-H
11、C-HC-HC-H键键a a键 (axial bond)(axial bond)竖键竖键, , 直键直键, , 直立键直立键e e键 (equatorial bond)(equatorial bond)横键横键, , 平键平键, , 平伏键平伏键三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象l l椅式构象中椅式构象中椅式构象中椅式构象中C-HC-HC-HC-H键键的的的的顺顺反关系反关系反关系反关系相邻碳上的相邻碳上的a a键和键和e e键为顺式键为顺式两个相邻的两个相邻的a a键（或键（或e e键）为反式键）为反式la a键和键和e e键的相互转换键的相互转换翻转后翻转后, ,原来的原来的a
12、a键转键转变为变为e e键, ,而而e e键转变为键转变为a a键三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象vv船式构船式构船式构船式构象象象象2.272.272.272.271.841.84有几组有几组HHHH之间距之间距离均离均小于小于H H的的Van Van der Waalder Waals s半径半径之和（之和（2.402.40 ）重叠式重叠式重叠式重叠式（有扭转张力）（有扭转张力）（有扭转张力）（有扭转张力）旗杆旗杆旗杆旗杆键键三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象vv环环己己己己烷烷的其它构象式的其它构象式的其它构象式的其它构象式半椅式半椅式半椅式半椅式(half chair (half chair (half chair (half chair form)form)form)form)扭船式扭船式扭船式扭船式(twist boat form)(twist boat form)(twist boat form)(twist boat form)椅式椅式椅式椅式船式船式船式船式椅式椅式椅式椅式三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象小结小结普通环烃的命名普通环烃的命名小环烷烃的化学性质小环烷烃的化学性质环己烷构象（环己烷构象（a a键、键、e e键；构象的画法；顺反异构）键；构象的画法；顺反异构）
