有機化學(xué)徐壽昌第二版第5章脂環(huán)烴課堂PPT

1、1 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容1.環(huán)烷烴環(huán)烷烴、環(huán)烯烴及螺環(huán)環(huán)烯烴及螺環(huán)、橋環(huán)化合物的命名橋環(huán)化合物的命名.2.環(huán)烷烴環(huán)烷烴、環(huán)烯烴、環(huán)二烯烴的化學(xué)性質(zhì)環(huán)烯烴、環(huán)二烯烴的化學(xué)性質(zhì),雙烯雙烯合成反應(yīng)（合成反應(yīng)（diels-alder）.3.不同環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性不同環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性.4.環(huán)己烷構(gòu)象的基本概念及穩(wěn)定性分析環(huán)己烷構(gòu)象的基本概念及穩(wěn)定性分析.第五章第五章 脂環(huán)烴脂環(huán)烴2 5.1.1 脂環(huán)烴的定義、分類脂環(huán)烴的定義、分類脂環(huán)烴定義脂環(huán)烴定義:結(jié)構(gòu)上具有環(huán)狀碳骨架結(jié)構(gòu)上具有環(huán)狀碳骨架,而性質(zhì)上與脂而性質(zhì)上與脂肪烴相似的烴類肪烴相似的烴類,總稱脂環(huán)烴總稱脂環(huán)烴.根據(jù)飽和程度分類根據(jù)飽

2、和程度分類: 飽和脂環(huán)烴飽和脂環(huán)烴:環(huán)烷烴環(huán)烷烴 不飽和脂環(huán)烴不飽和脂環(huán)烴: 環(huán)烯烴環(huán)烯烴;環(huán)二烯烴環(huán)二烯烴 環(huán)炔烴環(huán)炔烴 環(huán)烷烴環(huán)烷烴:脂環(huán)飽和脂環(huán)飽和,通式為通式為cnh2n,如環(huán)丙烷如環(huán)丙烷,環(huán)己烷環(huán)己烷. 環(huán)烯烴環(huán)烯烴:脂環(huán)含雙鍵脂環(huán)含雙鍵,通式為通式為cnh2n-2.如環(huán)己烯如環(huán)己烯. 根據(jù)環(huán)數(shù)的多少分類根據(jù)環(huán)數(shù)的多少分類: 單環(huán)化合物單環(huán)化合物 多環(huán)化合物多環(huán)化合物(螺環(huán)螺環(huán)、橋環(huán)橋環(huán))脂環(huán)烴脂環(huán)烴5.1 脂環(huán)烴的定義、分類和命名脂環(huán)烴的定義、分類和命名3環(huán)丙烷環(huán)丙烷(簡式簡式): 環(huán)丁烷環(huán)丁烷 (簡式簡式): 甲基環(huán)丙烷甲基環(huán)丙烷 (簡式簡式): 環(huán)己烯環(huán)己烯 環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯c

3、h3同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體4 (1)環(huán)烷烴的命名環(huán)烷烴的命名a. 以碳環(huán)作為母體以碳環(huán)作為母體,環(huán)上側(cè)鏈作為取代基命名環(huán)上側(cè)鏈作為取代基命名.b. 根據(jù)環(huán)狀母體含碳原子的數(shù)目稱為根據(jù)環(huán)狀母體含碳原子的數(shù)目稱為“環(huán)某烷環(huán)某烷”.c. 取代基較多時取代基較多時,命名時應(yīng)把取代基的位置標(biāo)出命名時應(yīng)把取代基的位置標(biāo)出.d. 環(huán)上碳原子編號環(huán)上碳原子編號,以取代基所在位置的號碼加和最以取代基所在位置的號碼加和最 小為原則小為原則.例例1: 1,2-二甲基環(huán)戊烷二甲基環(huán)戊烷ch3ch3123455.1.2脂環(huán)烴的命名脂環(huán)烴的命名:5 例例2: 例例3:1,1,4-三甲基環(huán)己烷三甲基環(huán)己烷次序小的取代基編號優(yōu)

4、先次序小的取代基編號優(yōu)先1-甲基甲基-3-乙基環(huán)己烷乙基環(huán)己烷取代基位置值加和最小取代基位置值加和最小6 由于碳原子連接成環(huán)由于碳原子連接成環(huán),環(huán)上環(huán)上c-c單鍵不能自由單鍵不能自由旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn).只要環(huán)上有兩個碳原子各連有不同的原子或只要環(huán)上有兩個碳原子各連有不同的原子或基團基團,就有構(gòu)型不同的順就有構(gòu)型不同的順、反異構(gòu)體反異構(gòu)體.順順-1,4-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷 環(huán)烷的順反異構(gòu)環(huán)烷的順反異構(gòu):反反-1,4-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷例例: 1,4-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷7a. 以不飽和碳環(huán)為母體以不飽和碳環(huán)為母體,側(cè)鏈為取代基側(cè)鏈為取代基.b. 碳環(huán)上的編號順序碳環(huán)上的編號順序:不飽和鍵所

5、在的位置號碼最小不飽和鍵所在的位置號碼最小. 只有一個不飽和鍵的環(huán)烯只有一個不飽和鍵的環(huán)烯(或炔或炔)烴烴,雙鍵或叁鍵位置雙鍵或叁鍵位置可不標(biāo)可不標(biāo).環(huán)辛炔環(huán)辛炔環(huán)戊烯環(huán)戊烯1,3-環(huán)己二烯環(huán)己二烯(2) 環(huán)烯環(huán)烯(炔炔)烴的命名烴的命名8c. 若只有一個不飽和碳上有側(cè)鏈若只有一個不飽和碳上有側(cè)鏈,該不飽和碳編號為該不飽和碳編號為1;d.若兩個不飽和碳都有側(cè)鏈或都沒有側(cè)鏈若兩個不飽和碳都有側(cè)鏈或都沒有側(cè)鏈,則碳原子編號則碳原子編號順序先使雙鍵所在位置號碼最小順序先使雙鍵所在位置號碼最小,再考慮以側(cè)鏈位置號再考慮以側(cè)鏈位置號碼的加和數(shù)為最小碼的加和數(shù)為最小.3-甲基甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯不是不是

6、:6-甲基甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯 1-甲基甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯不是不是:2-甲基甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯ch3123456ch3123456例例1例例2帶有側(cè)鏈的環(huán)烯烴命名帶有側(cè)鏈的環(huán)烯烴命名:9 ch3 ch31265-甲基甲基-1,3-環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯ch3125345341,6-二甲基二甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯例例3例例4有取代基的雙有取代基的雙鍵碳先編號鍵碳先編號雙鍵位次和最小雙鍵位次和最小10 螺環(huán)化合物螺環(huán)化合物:兩個碳環(huán)共用一個碳原子兩個碳環(huán)共用一個碳原子. 橋環(huán)化合物橋環(huán)化合物:兩個碳環(huán)共用兩個或以上碳原子兩個碳環(huán)共用兩個或以上碳原子.螺螺2.4庚烷庚烷雙環(huán)雙環(huán)2.2.1庚烷庚烷

7、螺原子螺原子橋頭碳橋頭碳橋頭碳橋頭碳(3) 雙環(huán)化合物雙環(huán)化合物(分子中含有兩個碳環(huán)分子中含有兩個碳環(huán))的結(jié)構(gòu)與命名的結(jié)構(gòu)與命名:11 a.按組成環(huán)的碳原子總數(shù)稱為按組成環(huán)的碳原子總數(shù)稱為“某烷某烷”,加上詞頭加上詞頭“螺螺”. b.再把連接于螺原子的兩個環(huán)的碳原子數(shù)再把連接于螺原子的兩個環(huán)的碳原子數(shù)(不含螺原子不含螺原子)按按由小到大由小到大的次序?qū)懺诘拇涡驅(qū)懺凇奥萋荨焙秃汀澳惩槟惩椤遍g的方括號間的方括號里里,數(shù)字用圓點分開數(shù)字用圓點分開(先小環(huán)先小環(huán),后大環(huán)后大環(huán)). 例例1:螺螺2.4庚烷庚烷螺原子螺原子(a) 螺環(huán)化合物的命名螺環(huán)化合物的命名:12 例例2:螺螺3.4辛烷辛烷c. 帶支

8、鏈的螺烷帶支鏈的螺烷: -從與從與螺原子螺原子相鄰的相鄰的小環(huán)碳原子開小環(huán)碳原子開始始編號編號,經(jīng)過螺原子再編第二個環(huán)經(jīng)過螺原子再編第二個環(huán).編號的順序以編號的順序以環(huán)上環(huán)上取代基位取代基位次次加和數(shù)最小為原則加和數(shù)最小為原則.例例3:5-甲基螺甲基螺2.4庚烷庚烷13a. 根據(jù)組成環(huán)的根據(jù)組成環(huán)的碳原子總數(shù)碳原子總數(shù)稱為稱為某烷某烷,加詞頭加詞頭雙環(huán)雙環(huán).b.將各將各“橋橋”所含碳原子數(shù)目所含碳原子數(shù)目(不含橋頭碳原子不含橋頭碳原子),按按由由大到小大到小的次序?qū)懺诘拇涡驅(qū)懺凇半p環(huán)雙環(huán)”和和“某烷某烷”之間的之間的方括方括號號里里. 雙環(huán)雙環(huán)2.2.1庚烷庚烷例例1:橋頭碳橋頭碳(b) 雙橋

9、環(huán)化合物的命名雙橋環(huán)化合物的命名14例例2:雙環(huán)雙環(huán)2.1.0戊烷戊烷雙環(huán)雙環(huán)3.1.1庚烷庚烷例例3:15c. 環(huán)上碳原子編號環(huán)上碳原子編號:從一個橋頭碳原子從一個橋頭碳原子(含含)開始開始,先編先編最長的橋至第二個橋頭最長的橋至第二個橋頭,再編余下的較長的橋再編余下的較長的橋,回到回到第一個橋頭第一個橋頭;最后編最短的橋最后編最短的橋(先長橋先長橋,后短橋后短橋).d.編號順序以取代基位次加和數(shù)較小為原則編號順序以取代基位次加和數(shù)較小為原則. 例例4:6-甲基雙環(huán)甲基雙環(huán)3.2.2壬烷壬烷例例5:1,7-二甲基雙環(huán)二甲基雙環(huán)3.2.2壬烷壬烷16例例6:8,8-二甲基雙環(huán)二甲基雙環(huán)3.2.

10、1辛烷辛烷雙環(huán)雙環(huán)2.2.2-2,5,7-辛三烯辛三烯例例7:111234567817 1.2.3.ch3brclch2ch35-甲基甲基- 1-溴螺溴螺3.4辛烷辛烷2-乙基乙基-6-氯二環(huán)氯二環(huán)3.2.1辛烷辛烷4-甲基甲基-1-異丙基二環(huán)異丙基二環(huán)3.1.0己烷己烷命名下列化合物：命名下列化合物：18 環(huán)烷烴的熔點和沸點都比同碳數(shù)的烷烴要高一些環(huán)烷烴的熔點和沸點都比同碳數(shù)的烷烴要高一些. 相對密度也比相應(yīng)的烷烴高相對密度也比相應(yīng)的烷烴高,但比水輕但比水輕. 脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)與相應(yīng)的脂肪烴類似脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)與相應(yīng)的脂肪烴類似. 環(huán)烷烴的化學(xué)特性環(huán)烷烴的化學(xué)特性: 三三、四元環(huán)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定四

11、元環(huán)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,易開環(huán)易開環(huán); 五五、六元環(huán)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定六元環(huán)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定,一般不會開環(huán)一般不會開環(huán).(一一) 物理性質(zhì)物理性質(zhì)(二二) 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)5.2 脂環(huán)烴的性質(zhì)脂環(huán)烴的性質(zhì)19 (1) 取代反應(yīng)取代反應(yīng)-在光或熱的引發(fā)下發(fā)生鹵代反應(yīng)，在光或熱的引發(fā)下發(fā)生鹵代反應(yīng)， （自由基反應(yīng)）（自由基反應(yīng)）.+cl2cl+hcl+cl2cl+hcl+br2br+hbr光光光光熱熱5.2.1 環(huán)烷烴的反應(yīng)環(huán)烷烴的反應(yīng)20由下列指定化合物合成相應(yīng)的鹵化物，由下列指定化合物合成相應(yīng)的鹵化物， 用用cl2還是還是br2？為什么？為什么？ch3ch3xx(1)(2)解解: (1) 用溴化用溴化,因溴化反應(yīng)有

12、選擇性因溴化反應(yīng)有選擇性;3h 2h 1h. (2) 用氯化、溴化均可。用氯化、溴化均可。cl2更活潑更活潑21ch2ch2ch2ch3有支鏈有支鏈反應(yīng)產(chǎn)物物穩(wěn)定：反應(yīng)產(chǎn)物物穩(wěn)定：+h2ch3ch2ch3+h2ch3ch2ch2ch3+h2ch3ch2ch2ch2ch3ni80ni200pt300ch3chch2ch2ch2ch3 ch3條條件件漸漸高高(2) 開環(huán)反應(yīng)開環(huán)反應(yīng)-也叫加成反應(yīng)也叫加成反應(yīng).(a) 催化加氫催化加氫22 環(huán)丙烷環(huán)丙烷的烷基衍生物與的烷基衍生物與hx加成，環(huán)的破裂發(fā)生在含加成，環(huán)的破裂發(fā)生在含 h最多最多和和最少最少的兩個碳原子之間，且的兩個碳原子之間，且符合馬氏符

13、合馬氏規(guī)律規(guī)律. 四碳環(huán)不易開環(huán)四碳環(huán)不易開環(huán)，在常溫下與鹵素，鹵化氫不反應(yīng)。，在常溫下與鹵素，鹵化氫不反應(yīng)。+br2brch2ch2ch2brccl4+hch3ch2ch2brh2obrch3chch2 + hbr ch3chch2ch3ch2br(b) 加鹵素或鹵化氫加鹵素或鹵化氫23下列反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？（北京理工大學(xué)） 1,1,2-三甲基環(huán)丙烷與hbr及 h2so4的加成反應(yīng): hbr ? h2so4 ? (ch3)2cch(ch3)2 ohh2o/+(ch3)2cch(ch3)2 br 24 在常溫下環(huán)烷烴與一般氧化劑在常溫下環(huán)烷烴與一般氧化劑(kmno4,o3)不反應(yīng)不反應(yīng). 在加

14、熱、強氧化劑作用或催化劑存在時，可被空氣在加熱、強氧化劑作用或催化劑存在時，可被空氣氧化成各種氧化產(chǎn)物氧化成各種氧化產(chǎn)物. 例如例如: ch2ch2cooh ch2ch2cooh hno3ba(oh)2o如何鑒別環(huán)丙烷與烯烴如何鑒別環(huán)丙烷與烯烴 ?環(huán)己烷環(huán)己烷己二酸己二酸環(huán)戊酮環(huán)戊酮(3) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng):25環(huán)烯烴易和環(huán)烯烴易和h2，x2，hx，h2so4等發(fā)生加成反應(yīng)等發(fā)生加成反應(yīng).例如例如:+br2ccl4brbr+hch3ich3iwhy?反式5.2.2 環(huán)烯烴和環(huán)二烯烴的反應(yīng)環(huán)烯烴和環(huán)二烯烴的反應(yīng)(1) 環(huán)烯烴的加成反應(yīng)環(huán)烯烴的加成反應(yīng)brbr26環(huán)烯烴的雙鍵易被氧化劑環(huán)烯烴的雙鍵

15、易被氧化劑(kmno4,o3等等)氧化而斷氧化而斷裂成開鏈的氧化產(chǎn)物裂成開鏈的氧化產(chǎn)物: 例如例如:kmno4ch3chch2coohch2ch2cooho3ch2ch2choch2ch2chozn, h2o(2) 環(huán)烯烴的氧化反應(yīng)環(huán)烯烴的氧化反應(yīng)27共軛環(huán)二烯烴可與某些不飽和化合物發(fā)生雙烯合共軛環(huán)二烯烴可與某些不飽和化合物發(fā)生雙烯合成反應(yīng)成反應(yīng).例例1:雙環(huán)雙環(huán)2.2.1-5-庚烯庚烯-2-羧酸甲酯羧酸甲酯雙環(huán)雙環(huán)2.2.1-2,5-庚二烯庚二烯例例2:環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯(3) 共軛環(huán)二烯烴的雙烯合成反應(yīng)（共軛環(huán)二烯烴的雙烯合成反應(yīng)（diels-alder） diels-alder兩人因發(fā)現(xiàn)雙

16、烯合成反應(yīng)獲得兩人因發(fā)現(xiàn)雙烯合成反應(yīng)獲得1950年度年度nobel化學(xué)獎化學(xué)獎.28o3zn/h2ochochoo3zn + hh2o+oo（青島科技大學(xué)）下列環(huán)烯烴的氧化（青島科技大學(xué)）下列環(huán)烯烴的氧化產(chǎn)物是什么產(chǎn)物是什么?29（華中科技大學(xué)）完成下列反應(yīng)：coohcoohhoochoocooooookmno4/h3+otm+30直鏈烷烴直鏈烷烴每增加一個每增加一個ch2,燃燒熱增值基本一定燃燒熱增值基本一定,平均平均為為658.6 kj/mol.環(huán)烷烴環(huán)烷烴的通式為的通式為cnh2n,每增加一個每增加一個 ch2,燃燒熱會增燃燒熱會增加加.燃燒熱為燃燒熱為 hc,則則平均每個平均每個 ch

17、2 的燃燒熱為的燃燒熱為 hc/n. -環(huán)丙烷的環(huán)丙烷的 hc/n 為為697.1 kj/mol,比比烷烴的烷烴的每個每個 ch2高高38.5 kj/mol.這個差值就是環(huán)丙烷分子中這個差值就是環(huán)丙烷分子中每個每個 ch2的的張力能張力能. -環(huán)丙烷的總張力能環(huán)丙烷的總張力能38.5 3=115.5 kj/mol張力能張力能總張力能總張力能5.3 環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性31環(huán)丙烷的總張力能環(huán)丙烷的總張力能38.5 3 = 115.5 kj/mol環(huán)環(huán)丁烷的總張力能丁烷的總張力能27.6 4 = 110.4 kj/mol環(huán)環(huán)戊烷的總張力能戊烷的總張力能5.4 5 = 27.

18、0 kj/mol環(huán)庚環(huán)庚烷的總張力能烷的總張力能3.7 7 = 25.9 kj/mol環(huán)環(huán)辛烷的總張力能辛烷的總張力能5.0 8 = 40.0 kj/mol. 環(huán)環(huán)丙烷丙烷,環(huán)丁烷不穩(wěn)定，容易開環(huán)；環(huán)己烷和以上的環(huán)丁烷不穩(wěn)定，容易開環(huán)；環(huán)己烷和以上的大環(huán)化合物的張力能很小或等于零大環(huán)化合物的張力能很小或等于零,它們都是穩(wěn)定的它們都是穩(wěn)定的化合物化合物.環(huán)環(huán)己烷的總張力能為己烷的總張力能為 0環(huán)環(huán)烷烴的張力能越大烷烴的張力能越大,能量越高能量越高,分子越不穩(wěn)定分子越不穩(wěn)定.c+的擴的擴環(huán)重排！環(huán)重排！32c+的擴環(huán)重排！的擴環(huán)重排！大環(huán)張力小大環(huán)張力小,結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定說明下列反應(yīng)機理（四川

19、大學(xué)）：說明下列反應(yīng)機理（四川大學(xué)）：33 烷烴是烷烴是sp3雜化雜化,鍵角鍵角109.5,環(huán)烷烴的碳也是環(huán)烷烴的碳也是sp3雜化雜化,但鍵角不一定一樣但鍵角不一定一樣. 鍵軌道的交蓋鍵軌道的交蓋交蓋較好交蓋較好5.4.1 環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)- c-c彎曲鍵的形成彎曲鍵的形成:交蓋較差交蓋較差彎曲成環(huán)彎曲成環(huán)5.4 環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)34彎曲鍵比一般的彎曲鍵比一般的 鍵交蓋少鍵交蓋少,但具有較高的能量但具有較高的能量.這種因鍵角偏離正常鍵角而引起的張力叫這種因鍵角偏離正常鍵角而引起的張力叫角張力角張力.由于氫原子的構(gòu)象重疊而引起的張力叫由于氫原子的構(gòu)象重疊而引起的張力叫扭轉(zhuǎn)張力扭轉(zhuǎn)

20、張力.這樣的鍵與一般的這樣的鍵與一般的 鍵鍵不一樣不一樣,它的電子云沒有軌它的電子云沒有軌道軸對稱道軸對稱,而是分布在一條而是分布在一條曲線上曲線上,故常稱故常稱彎曲鍵彎曲鍵.104 109.5環(huán)丙烷張力能高環(huán)丙烷張力能高,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定.彎曲鍵彎曲鍵內(nèi)角內(nèi)角6035內(nèi)角內(nèi)角90.四個碳原子不在一個平面上四個碳原子不在一個平面上,通過折疊來降低通過折疊來降低c-h鍵的重疊，減小扭轉(zhuǎn)張力鍵的重疊，減小扭轉(zhuǎn)張力.環(huán)丁烷中的彎曲鍵環(huán)丁烷中的彎曲鍵環(huán)丁烷的折疊式構(gòu)象環(huán)丁烷的折疊式構(gòu)象5.4.2 環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu)環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu)36實際構(gòu)象實際構(gòu)象:折疊環(huán)的形式折疊環(huán)的形式-“信封式信封式”構(gòu)象構(gòu)象.環(huán)戊

21、烷的構(gòu)象環(huán)戊烷的構(gòu)象5.4.3 環(huán)戊烷的結(jié)構(gòu)環(huán)戊烷的結(jié)構(gòu)分子張力不大，因此環(huán)戊烷的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定分子張力不大，因此環(huán)戊烷的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定.不是平面結(jié)構(gòu)。因不是平面結(jié)構(gòu)。因c-h鍵的重疊鍵的重疊,有較大扭轉(zhuǎn)張力，有較大扭轉(zhuǎn)張力， 因此實際構(gòu)象會因為降低張力的需要而改變。因此實際構(gòu)象會因為降低張力的需要而改變。37 環(huán)己烷不是平面結(jié)構(gòu)環(huán)己烷不是平面結(jié)構(gòu),較為穩(wěn)定的構(gòu)象較為穩(wěn)定的構(gòu)象為折疊的為折疊的椅型構(gòu)象和船型構(gòu)象椅型構(gòu)象和船型構(gòu)象. c-c-c鍵角基本保持鍵角基本保持109.5,任何兩個任何兩個相鄰的相鄰的c-h鍵都是鍵都是交叉式交叉式的的.椅型構(gòu)象是無椅型構(gòu)象是無環(huán)張力，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定環(huán)張力，結(jié)

22、構(gòu)穩(wěn)定(99.9%以上以上).紐曼投影式紐曼投影式透視式透視式環(huán)己烷的椅型構(gòu)象環(huán)己烷的椅型構(gòu)象5.4.4 環(huán)己烷的結(jié)構(gòu)環(huán)己烷的結(jié)構(gòu)(1) 椅型構(gòu)象椅型構(gòu)象38 所有鍵角也接近所有鍵角也接近109.5,故也故也沒有角張力沒有角張力.但相鄰但相鄰c-h鍵卻并非全鍵卻并非全是交叉的是交叉的.c2和和c3上的上的c-h 鍵鍵,以及以及c5和和c6上的上的 c-h鍵都是重疊式的鍵都是重疊式的. c1和和c4上兩個向內(nèi)伸的上兩個向內(nèi)伸的h由于由于距離較近而相互排斥距離較近而相互排斥,也使分子的能也使分子的能量有所升高量有所升高.透視式透視式紐曼投影式紐曼投影式環(huán)己烷的船型構(gòu)象環(huán)己烷的船型構(gòu)象(2) 船型構(gòu)

23、象船型構(gòu)象39(3) 環(huán)己烷椅型構(gòu)象中碳原子的空間分布環(huán)己烷椅型構(gòu)象中碳原子的空間分布aa線為構(gòu)象的對稱軸線為構(gòu)象的對稱軸，垂直于兩個平面垂直于兩個平面.(4) 椅型構(gòu)象中的兩種椅型構(gòu)象中的兩種 c-h 鍵鍵 a鍵鍵 (直立鍵直立鍵:與與a平行平行)e鍵鍵 (平伏鍵平伏鍵:與與a成成 109.5)c2,c4,c6共平面共平面pc1,c3,c5共平面共平面p40椅型構(gòu)象椅型構(gòu)象通過通過c-c鍵的不斷扭動鍵的不斷扭動,一種椅型翻轉(zhuǎn)為另一一種椅型翻轉(zhuǎn)為另一種椅型種椅型. a鍵鍵(axial bond) e鍵鍵(equatorial bond)椅型構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)椅型構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)兩種椅型構(gòu)象是兩種椅型構(gòu)象是等

24、同的分子等同的分子(環(huán)上連接都是環(huán)上連接都是h原子原子).取代環(huán)己烷呢取代環(huán)己烷呢?(5) 構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)41 兩種椅型構(gòu)象是兩種兩種椅型構(gòu)象是兩種不同結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)的分子的分子. 甲基連在甲基連在a鍵上的構(gòu)象具有較高的能量鍵上的構(gòu)象具有較高的能量,比較不穩(wěn)定比較不穩(wěn)定. 平衡體系中平衡體系中e鍵甲基環(huán)己烷占鍵甲基環(huán)己烷占95%，a鍵的占鍵的占5%.同一平面上的比較同一平面上的比較(6) 甲基環(huán)己烷椅型構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)甲基環(huán)己烷椅型構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)42若環(huán)上有多個取代基若環(huán)上有多個取代基,往往是往往是 e 鍵鍵取代基最多取代基最多的構(gòu)的構(gòu)象最穩(wěn)定象最穩(wěn)定.若環(huán)上有不同取代基若環(huán)上有不同取代基,則則體積

25、大體積大的取代基連在的取代基連在 e鍵鍵上上的構(gòu)象最穩(wěn)定的構(gòu)象最穩(wěn)定. 例例1: 1,2-二甲基環(huán)己烷，順式構(gòu)象如下：二甲基環(huán)己烷，順式構(gòu)象如下：同一平面上的比較同一平面上的比較.兩個甲基在同側(cè)為兩個甲基在同側(cè)為順順: a,e兩個甲基在異側(cè)為兩個甲基在異側(cè)為反反: a,a;e,e.反式反式(e,e)比順式的穩(wěn)定比順式的穩(wěn)定. （a,a）實際上不存在（能量太高）實際上不存在（能量太高） 取代基在取代基在e鍵上的構(gòu)象較穩(wěn)定：鍵上的構(gòu)象較穩(wěn)定：43 叔丁基在叔丁基在 e 鍵上的構(gòu)象比在鍵上的構(gòu)象比在 a 鍵上的另一種構(gòu)象鍵上的另一種構(gòu)象 要穩(wěn)定的多要穩(wěn)定的多.例例2: 順順-4-叔丁基環(huán)己醇的兩種構(gòu)

26、象叔丁基環(huán)己醇的兩種構(gòu)象44十氫化萘是雙環(huán)十氫化萘是雙環(huán)4.4.0癸烷的習(xí)慣名稱癸烷的習(xí)慣名稱.順十氫化萘順十氫化萘反十氫化萘反十氫化萘(1) 平面結(jié)構(gòu)式平面結(jié)構(gòu)式(2) 構(gòu)象構(gòu)象5.4.5 十氫化萘的結(jié)構(gòu)十氫化萘的結(jié)構(gòu)45 -環(huán)下方幾個環(huán)下方幾個 a 鍵上的氫原子比較靠攏鍵上的氫原子比較靠攏,有些有些擁擠擁擠,故分子能量較高故分子能量較高,比較不穩(wěn)定比較不穩(wěn)定.十氫化萘十氫化萘順式異構(gòu)體順式異構(gòu)體-不穩(wěn)定不穩(wěn)定.46 萜類化合物萜類化合物-又稱萜烯類化合物又稱萜烯類化合物. 天然有機化合物天然有機化合物.是植物是植物香精香精的主要成分的主要成分. 特點特點:都具有聚都具有聚 的碳骨架的碳骨架

27、. 分為分為:單萜單萜 (2個異戊二烯單元個異戊二烯單元), 薄荷醇薄荷醇,樟腦樟腦 半倍萜半倍萜 (3個異戊二烯單元個異戊二烯單元), 姜烯姜烯 二萜二萜 (4個異戊二烯單元個異戊二烯單元) , 維生素維生素a 三萜三萜 (6個異戊二烯單元個異戊二烯單元), 鯊魚烯鯊魚烯 四萜四萜 (8個異戊二烯單元個異戊二烯單元) , -胡蘿卜素胡蘿卜素異戊二烯異戊二烯5.5 萜萜(tie)類和甾類和甾(zai)族化合物族化合物5.5.1 萜類化合物萜類化合物47例如例如: 姜烯姜烯半倍萜半倍萜 (3個異戊二烯單元個異戊二烯單元)維生素維生素a二萜二萜 (4個異戊二烯單元個異戊二烯單元)48 天然有機物天然有機物.許多甾族化合物具有重要的許多甾族化合物具有重要的生理作用生理作用. 都具有都具有甾核的四環(huán)碳骨架甾核的四環(huán)碳骨架,并且環(huán)上有三個側(cè)鏈并且環(huán)上有三個側(cè)鏈. 例如例如:膽汁酸膽汁酸,甾族激素甾族激素(睪丸素睪丸素,雌二醇雌二醇)等