有機(jī)化學(xué)05PPT課件

1、環(huán)烴環(huán)烴脂環(huán)烴脂環(huán)烴芳烴芳烴環(huán)烷烴環(huán)烷烴環(huán)烯烴環(huán)烯烴環(huán)炔烴環(huán)炔烴單環(huán)烷烴單環(huán)烷烴橋環(huán)烷烴橋環(huán)烷烴螺環(huán)烷烴螺環(huán)烷烴單環(huán)芳單環(huán)芳烴烴多環(huán)芳多環(huán)芳烴烴非苯芳非苯芳烴烴第一節(jié)第一節(jié) 脂環(huán)烴的分類和命名脂環(huán)烴的分類和命名一、脂環(huán)烴的分類一、脂環(huán)烴的分類小環(huán)小環(huán)C3-C4普通環(huán)普通環(huán)C5-C7中環(huán)中環(huán)C8-C11大環(huán)大環(huán)C12以上以上單環(huán)環(huán)烷烴通式：CnH2n , 與烯烴互為異構(gòu)體。第1頁(yè)/共34頁(yè)二、脂環(huán)烴的命名二、脂環(huán)烴的命名1. 單環(huán)脂環(huán)烴的命名單環(huán)脂環(huán)烴的命名 確定母體確定母體：環(huán)某烷（由環(huán)中總碳數(shù)確定）。 編號(hào)編號(hào)：若環(huán)上有取代基，編號(hào)盡可能小。若有不同取代基，要用較小的數(shù)字，表示較小取代基的位

2、置。 書(shū)寫(xiě)同烷烴。書(shū)寫(xiě)同烷烴。規(guī)則：1,2-二甲基環(huán)戊烷CH3CH312345CH3環(huán)丙烷環(huán)丁烷甲基環(huán)丙烷1-甲基-3-乙基環(huán)己烷1,1,4-三甲基環(huán)己烷第2頁(yè)/共34頁(yè)環(huán)烷烴的異構(gòu):環(huán)上環(huán)上C-C單鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。只要環(huán)上有兩個(gè)碳原子各單鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。只要環(huán)上有兩個(gè)碳原子各連有不同的原子或基團(tuán)，就有構(gòu)型不同的順?lè)串悩?gòu)體。連有不同的原子或基團(tuán)，就有構(gòu)型不同的順?lè)串悩?gòu)體。構(gòu)造異構(gòu)順?lè)串悩?gòu)：CH3H3CHHCH3H3CHH例：C5H10的環(huán)烷烴異構(gòu)順-1,2-二甲基環(huán)丙烷反-1,2-二甲基環(huán)丙烷第3頁(yè)/共34頁(yè)環(huán)烯(炔)烴-脂環(huán)烴的環(huán)上有雙鍵(或叁鍵).只有一個(gè)不飽和鍵的環(huán)烯(或炔)烴，雙鍵或叁

3、鍵位置可不標(biāo)。命名與開(kāi)鏈烴相似：不飽和碳環(huán)為母體，側(cè)鏈為取代基。碳環(huán)上的編號(hào)順序：應(yīng)是不飽和鍵所在的位置號(hào)碼最小；環(huán)辛炔環(huán)戊烯1,3-環(huán)己二烯CH3123456CH31234563-甲基-1-環(huán)己烯1-甲基-1-環(huán)己烯第4頁(yè)/共34頁(yè)2.多環(huán)脂環(huán)烴的命名多環(huán)脂環(huán)烴的命名(c) 在方括號(hào)的后面標(biāo)明環(huán)碳原子為某烷。當(dāng)環(huán)上有取代在方括號(hào)的后面標(biāo)明環(huán)碳原子為某烷。當(dāng)環(huán)上有取代基時(shí)，取代基寫(xiě)著名稱最前面?；鶗r(shí)，取代基寫(xiě)著名稱最前面。(a) 編號(hào)編號(hào):先找出橋頭碳。先找出橋頭碳。先編大橋后編小橋先編大橋后編小橋，從橋頭，從橋頭碳開(kāi)始編，使取代基位次最小。碳開(kāi)始編，使取代基位次最小。(1)橋環(huán)烴兩個(gè)環(huán)共用兩

4、個(gè)或兩個(gè)以上碳原子的烴(b) 注明環(huán)數(shù)：根據(jù)環(huán)的數(shù)目，用注明環(huán)數(shù)：根據(jù)環(huán)的數(shù)目，用“二環(huán)二環(huán)” 、“三環(huán)三環(huán)”等等做詞頭，在環(huán)的后面的方括號(hào)中用阿拉伯?dāng)?shù)字注明各橋做詞頭，在環(huán)的后面的方括號(hào)中用阿拉伯?dāng)?shù)字注明各橋所含碳原子，由多到少列出。無(wú)碳原子的橋稱為鍵橋，所含碳原子，由多到少列出。無(wú)碳原子的橋稱為鍵橋，以以“0”表示。表示。第5頁(yè)/共34頁(yè)二環(huán)2.1.0戊烷6-甲基二環(huán)3.2.2壬烷1,7-二甲基二環(huán)3.2.2壬烷8,8-二甲基二環(huán)3.2.1辛烷第6頁(yè)/共34頁(yè)(2)螺環(huán)烴和稠環(huán)烴兩個(gè)環(huán)共用一個(gè)碳原子的烴(b) 再把連接于螺原子的兩個(gè)環(huán)的碳原子數(shù)(不含螺原子),按由小到大的次序?qū)懺凇奥荨焙汀?/p>

5、某烷”之間的方括號(hào)里,數(shù)字用圓點(diǎn)分開(kāi).(a) 組成環(huán)的碳原子總數(shù)命名為“某烷”,加上詞頭“螺”.螺原子螺2.4庚烷螺3.4辛烷5-甲基螺2.4庚烷第7頁(yè)/共34頁(yè)第二節(jié)第二節(jié) 環(huán)烷烴的性質(zhì)環(huán)烷烴的性質(zhì)環(huán)烷烴的分子結(jié)構(gòu)比鏈烷烴排列緊密，所以，沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、密度均比相應(yīng)的烷烴高。物理性質(zhì)物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的特性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).脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)與相應(yīng)的脂肪烴類似.+Cl2Cl+HCl光+Cl2Cl+HCl光+Br2Br+HBr熱第8頁(yè)/共34頁(yè)在常溫下，環(huán)烷烴與一般氧化劑(KMnO4,O3)不反應(yīng)；2 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)如何鑒別環(huán)丙烷與烯烴如何鑒別環(huán)

6、丙烷與烯烴? ?思考：思考：CH CCH3CH3COOHCCH3CH3OKMnO4+在加熱，強(qiáng)氧化劑作用或催化劑存在時(shí)，可用空氣氧化成各種氧化產(chǎn)物：CH2CH2COOHCH2CH2COOH+O2鈷催化劑100,加壓OH+1/2O2200,加壓第9頁(yè)/共34頁(yè)3 開(kāi)環(huán)反應(yīng)開(kāi)環(huán)反應(yīng)-也叫加成反應(yīng)也叫加成反應(yīng)(1) 催化加氫+H2CH3CH2CH3Ni80+H2CH3CH2CH2CH3Ni100+H2CH3CH2CH2CH2CH3Pt300從反應(yīng)的難易程度不同，說(shuō)明環(huán)的穩(wěn)定性：五元環(huán)四元環(huán)三元環(huán)(2) 加鹵素室溫+ Br2BrCH2CH2CH2Br加熱+ Br2BrCH2CH2CH2CH2Br三元環(huán)

7、不能使高錳酸鉀溶液褪色，能使溴水褪色第10頁(yè)/共34頁(yè)(3) 加鹵化氫+ HBrCH3CH2CH2Br+ HBrCH3CHCH2CH3CH3Br環(huán)丙烷的烷基衍生物與HX加成，環(huán)的破裂發(fā)生在含H最多和最少的兩個(gè)碳原子之間，且符合馬氏規(guī)律.+ HBrH3CCH3CH3CH3C-CHCH3Br CH3CH3第11頁(yè)/共34頁(yè)易發(fā)生加氫,加鹵素,加鹵化氫和加硫酸等反應(yīng).補(bǔ)充：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)+Br2CCl4BrBr+HCH3ICH3I第12頁(yè)/共34頁(yè) 環(huán)烯烴的雙鍵易被氧化劑(KMnO4,O3等)氧化而斷裂成開(kāi)鏈的氧化產(chǎn)物:(2) 環(huán)烯烴的氧化反應(yīng)KMnO4CH3CHCH

8、2COOHCH2CH2COOHO3CH2CH2CHOCH2CH2CHOZn, H2O第13頁(yè)/共34頁(yè)O3Zn/H2OCHOCHOO3Zn + HH2O+？OO第14頁(yè)/共34頁(yè)與某些不飽和化合物發(fā)生雙烯合成反應(yīng).(3) 共軛環(huán)二烯烴的雙烯合成反應(yīng)第15頁(yè)/共34頁(yè)第三節(jié)第三節(jié) 環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性烷烴是sp3雜化,鍵角109.5,環(huán)烷烴的碳也是sp3雜化,但鍵角不一定一樣.C-C鍵的形成 鍵軌道的交蓋交蓋較好交蓋較差這樣的鍵與一般的鍵不一樣,它的電子云沒(méi)有軌道軸對(duì)稱,而是分布在一條曲線上,故常稱彎曲鍵.第16頁(yè)/共34頁(yè)環(huán)丙烷HOMO-4的軌道圖第17頁(yè)/共34頁(yè)彎曲鍵比

9、一般的 鍵弱,并且具有較高的能量.這種因鍵角偏離正常鍵角而引起的張力叫角張力.環(huán)丙烷采取重疊式構(gòu)象，容易破環(huán)。環(huán)丁烷 C-C鍵也是彎曲的。鍵角115. 構(gòu)象：四個(gè)C原子不在同一平面。第18頁(yè)/共34頁(yè)環(huán)戊烷 鍵角：108,接近109.5比較穩(wěn)定. 構(gòu)象:五個(gè)C原子也不在同一平面。 燃燒熱：1mol化合物完全燃燒生成CO2和水時(shí)放出的熱。碳原子數(shù)n3456789101112每個(gè)CH2的燃燒熱(kJ/mol)697 686664659662664665664663660燃燒熱的大小反映分子內(nèi)能的高低。第19頁(yè)/共34頁(yè)環(huán)戊烷 鍵角：108,接近109.5比較穩(wěn)定. 構(gòu)象:五個(gè)C原子也不在同一平面。

10、 燃燒熱：1mol化合物完全燃燒生成CO2和水時(shí)放出的熱。碳原子數(shù)n3456789101112每個(gè)CH2的燃燒熱(kJ/mol)697 686664659662664665664663660燃燒熱的大小反映分子內(nèi)能的高低。第20頁(yè)/共34頁(yè)第四節(jié)第四節(jié) 環(huán)己烷的構(gòu)象環(huán)己烷的構(gòu)象一、環(huán)己烷的構(gòu)象一、環(huán)己烷的構(gòu)象環(huán)己烷不是平面結(jié)構(gòu),較為穩(wěn)定的構(gòu)象為折疊的椅型構(gòu)象和船型構(gòu)象.椅型構(gòu)象船型構(gòu)象123456第21頁(yè)/共34頁(yè)123456(1) 椅型椅型 透視式CH2CH2561234HHHHHHHH紐曼投影式C3三重對(duì)稱軸。即繞此軸旋120或其倍數(shù)，得到的構(gòu)型與原來(lái)的構(gòu)型一樣。C3椅式C-H鍵的分類：6

11、個(gè)直立鍵：3個(gè)朝上，3個(gè)朝下。都叫a鍵。平行于C3軸。250pm第22頁(yè)/共34頁(yè)6個(gè)平伏鍵：3個(gè)朝上，3個(gè)朝下。都叫e鍵，與直立鍵成10928/。椅式構(gòu)象中任何兩個(gè)相鄰的椅式構(gòu)象中任何兩個(gè)相鄰的C-H鍵都是鍵都是交叉式交叉式,無(wú)張力環(huán)無(wú)張力環(huán),是環(huán)己烷的最穩(wěn)定的是環(huán)己烷的最穩(wěn)定的構(gòu)象，平衡混合物中，椅式占構(gòu)象，平衡混合物中，椅式占99.9%。室溫下，通過(guò)碳碳單鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)己烷一種椅式構(gòu)象可以轉(zhuǎn)變成另一種椅式構(gòu)室溫下，通過(guò)碳碳單鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)己烷一種椅式構(gòu)象可以轉(zhuǎn)變成另一種椅式構(gòu)象，這種構(gòu)象的互變，叫轉(zhuǎn)環(huán)作用。象，這種構(gòu)象的互變，叫轉(zhuǎn)環(huán)作用。轉(zhuǎn)環(huán)前后，轉(zhuǎn)環(huán)前后，a a鍵變鍵變e鍵，鍵，e鍵變鍵變

12、a a鍵。鍵。123456123456第23頁(yè)/共34頁(yè)1234564CH2CH213265HHHHHHHH碳2、3、5、6在同一平面上碳1、4在平面的同側(cè)。183pmC2和C3及C5和C6上的基團(tuán)都處于重疊式，C1和C4上的兩個(gè)C-H離得較近，互相排斥，使得內(nèi)能較高，不穩(wěn)定。(2) 船型船型 (3) 半椅式半椅式 內(nèi)能最高，5個(gè)碳原子在一個(gè)平面上。第24頁(yè)/共34頁(yè)(4) 扭船式扭船式 234561123456將船式構(gòu)象扭動(dòng)，使1、4兩個(gè)碳錯(cuò)開(kāi)， C1和C4上的兩個(gè)C-H相距較遠(yuǎn)，斥力減小，因此扭船式能量低于船式，但比椅式高。第25頁(yè)/共34頁(yè)環(huán)己烷構(gòu)象的位能關(guān)系第26頁(yè)/共34頁(yè)二、取代環(huán)

13、己烷的構(gòu)象二、取代環(huán)己烷的構(gòu)象1. 一元取代環(huán)己烷的構(gòu)象一元取代環(huán)己烷的構(gòu)象兩種椅型構(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%第27頁(yè)/共34頁(yè)97%3% 99.9%CH(CH3)2CH(CH3)2C (CH3)3C (CH3)3取代基體積越大，取代基體積越大， e取代占的比例越大。取代占的比例越大。第28頁(yè)/共34頁(yè)CH3HCH3HCH3HCH3Ha,ae,eCH3CH3CH3CH3CH3HCH3HCH3HCH3He,a2. 二元取代環(huán)己烷的構(gòu)象二元取代環(huán)己烷的構(gòu)象二取代環(huán)已烷：二取代環(huán)已烷：e 鍵取代基多的構(gòu)象是穩(wěn)定的。鍵取代基多的構(gòu)象是穩(wěn)定的。第29頁(yè)/共34頁(yè)第30頁(yè)/共34頁(yè)環(huán)有不同取代基時(shí)，大的取代基在環(huán)有不同取代基時(shí)，大的取代基在e 鍵的構(gòu)象最穩(wěn)定。鍵的構(gòu)象最穩(wěn)定。CH3CMe3CMe3CH3的穩(wěn)定構(gòu)象是順式CMe3CMe3的穩(wěn)定構(gòu)象是OHOH若有多個(gè)取代基若有多個(gè)取代基,往往是往往是 e 鍵取代基最多的構(gòu)