第五章 脂環(huán)烴-黑體

1、中國礦業(yè)大學(xué)中國礦業(yè)大學(xué)( (北京北京) )化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院教材教材:徐壽昌徐壽昌 主編主編 高等教育出版社高等教育出版社有機化學(xué)有機化學(xué) Organic Chemistry 主講教師：王啟寶 教授 cylcoalkane第五章第五章 脂環(huán)烴脂環(huán)烴第五章第五章 脂環(huán)烴脂環(huán)烴 作業(yè)（作業(yè)（P109P109）1 (11 (1、3 3、4 4、7)7)2 (42 (4、6 6、7)7)4 (14 (1、5 5、6)6)6 6、7 7、8 (8 (提示：提示：看看有幾種結(jié)構(gòu)符合答案看看有幾種結(jié)構(gòu)符合答案) )9 9。脂環(huán)烴脂環(huán)烴-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

2、脂肪烴相似的烴類而性質(zhì)上與脂肪烴相似的烴類,總稱脂環(huán)烴總稱脂環(huán)烴.(1) 環(huán)烷烴環(huán)烷烴-飽和的脂環(huán)烴叫環(huán)烷烴飽和的脂環(huán)烴叫環(huán)烷烴.通式通式CnH2n.環(huán)丙烷環(huán)丙烷 簡寫簡寫: 環(huán)丁烷環(huán)丁烷 簡寫簡寫: 甲基環(huán)丙烷甲基環(huán)丙烷 簡寫簡寫:同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體第五章第五章 脂環(huán)烴脂環(huán)烴 （Cylcoalkane）5.1 脂環(huán)烴的定義和命名脂環(huán)烴的定義和命名CH2CH3CH3檸檬烯：檸檬烯：輕微柑桔輕微柑桔似香味似香味(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) 環(huán)狀母體的名稱是在同碳直鏈烷烴的名稱前環(huán)狀母體的名稱是在同碳直鏈烷烴的名稱前 加一加一“環(huán)環(huán)”

3、字字.(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最以取代基所在位置的號碼最 小為原則小為原則.例例1:命名命名(與烷烴相似與烷烴相似):1,2-二甲基環(huán)戊烷二甲基環(huán)戊烷CH3CH312345 例例2: 例例3:1,1,4-三甲基環(huán)己烷三甲基環(huán)己烷*小取代基為小取代基為1位位.1-甲基甲基-3-乙基環(huán)己烷乙基環(huán)己烷 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單鍵不能自由旋轉(zhuǎn)單鍵不能自由旋轉(zhuǎn).只要環(huán)上有兩個碳原子各連有不同的原子或基團只要環(huán)上有兩個碳原子各連有不同的原子或基團,就有構(gòu)

4、型不同的順反異構(gòu)體就有構(gòu)型不同的順反異構(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):例例: 1,4-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷反反-1,4-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷 -脂環(huán)烴的環(huán)上有雙鍵脂環(huán)烴的環(huán)上有雙鍵(或叁鍵或叁鍵). 命名與開鏈烴相似命名與開鏈烴相似:以不飽和碳環(huán)為母體以不飽和碳環(huán)為母體,側(cè)鏈為取側(cè)鏈為取代基代基. 碳環(huán)上的編號順序碳環(huán)上的編號順序:應(yīng)是不飽和鍵所在的位置號碼最應(yīng)是不飽和鍵所在的位置號碼最小小. 對于只有一個不飽和鍵的環(huán)烯對于只有一個不飽和鍵的環(huán)烯(或炔或炔)烴烴,雙鍵或叁鍵雙鍵或叁鍵位置可不標(biāo)位置可不標(biāo).環(huán)辛炔環(huán)辛炔(2) 環(huán)烯環(huán)烯(炔炔)烴烴

5、環(huán)戊烯環(huán)戊烯1,3-環(huán)己二烯環(huán)己二烯環(huán)己烯環(huán)己烯(A) 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;(B) 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,則碳原子編則碳原子編號順序除雙鍵所在位置號碼最小外號順序除雙鍵所在位置號碼最小外,還要同時以側(cè)鏈位還要同時以側(cè)鏈位置號碼的加和數(shù)為最小置號碼的加和數(shù)為最小.3-甲基甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯3-methylcyclohexene帶有側(cè)鏈的環(huán)烯烴命名帶有側(cè)鏈的環(huán)烯烴命名:1-甲基甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯1-methylcyclohexeneCH3123456CH31234565-甲

6、基甲基-1,3-環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯帶有側(cè)鏈的環(huán)烯烴命名帶有側(cè)鏈的環(huán)烯烴命名:1,6-二甲基二甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯1,6-dimethylcyclohexene3-甲基甲基-4-乙基乙基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯注意注意:英文是按字英文是按字母順序母順序! 其中兩個碳環(huán)共用一個碳原子的叫其中兩個碳環(huán)共用一個碳原子的叫螺化合物螺化合物. 共用兩個或以上碳原子的叫共用兩個或以上碳原子的叫橋環(huán)化合物橋環(huán)化合物.螺螺2.4庚烷庚烷雙環(huán)雙環(huán)2.2.1庚烷庚烷(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).螺原子螺原子橋頭碳橋頭碳(a) 組成環(huán)的碳原子總數(shù)命名為組成環(huán)的碳原子總數(shù)命名為“某烷某烷

7、”,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)(不含不含螺原子螺原子),按由按由小到大小到大的次序?qū)懺诘拇涡驅(qū)懺凇奥萋荨焙秃汀澳惩槟惩椤敝g的方之間的方括號里括號里,數(shù)字用圓點分開數(shù)字用圓點分開.例例1:螺螺2.4庚烷庚烷(A) 螺化合物的命名螺化合物的命名:螺原子螺原子例例2:螺螺3.4辛烷辛烷 -螺環(huán)上的編號螺環(huán)上的編號,從連接螺原子從連接螺原子(不不含含)上的一個碳開始上的一個碳開始,先編較小的環(huán)先編較小的環(huán),然后經(jīng)過螺原子然后經(jīng)過螺原子再編第二個環(huán)再編第二個環(huán).編號的順序以取代基位置號碼加和數(shù)編號的順序以取代基位置號碼加和數(shù)最

8、小為原則最小為原則.例例3:5-甲基螺甲基螺2.4庚烷庚烷(c) 帶支鏈的螺烷帶支鏈的螺烷(a) 都有兩個都有兩個“橋頭橋頭”碳原子碳原子(即兩個環(huán)共用的碳原子即兩個環(huán)共用的碳原子)和三條連在兩個和三條連在兩個“橋頭橋頭”上的上的“橋橋”.(b) 組成環(huán)的碳原子總數(shù)命名為組成環(huán)的碳原子總數(shù)命名為某烷某烷,加詞頭加詞頭雙環(huán)雙環(huán).(c) 各各“橋橋”所含碳原子數(shù)目所含碳原子數(shù)目,按由按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”之間的方括號里之間的方括號里.雙環(huán)雙環(huán)2.2.1庚烷庚烷例例1:(B) 雙橋環(huán)化合物的命名雙橋環(huán)化合物的命名橋頭碳橋頭碳例例2:雙環(huán)雙環(huán)2.1.0戊烷戊烷

9、雙環(huán)雙環(huán)3.1.1庚烷庚烷例例3:(d) 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.(e) 編號的順序以取代基位置號碼加和數(shù)為較小編號的順序以取代基位置號碼加和數(shù)為較小.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壬烷壬烷例例6:8,8-二甲基雙環(huán)二甲基雙環(huán)3.2.1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: 環(huán)烷烴的熔點和沸點都比相應(yīng)的烷烴要高

10、一些環(huán)烷烴的熔點和沸點都比相應(yīng)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. 具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的特性具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的特性5.2 脂環(huán)烴的性質(zhì)脂環(huán)烴的性質(zhì)(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) -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).5.2.1 環(huán)烷烴的反應(yīng)環(huán)烷烴的反應(yīng)(1) 取代反應(yīng)取代反應(yīng)+Cl2Cl+HCl+Cl2Cl+HCl+Br2Br+HBr光光光光熱熱 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

11、？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。CH2CH2CH2CH3以下反應(yīng)物加氫以下反應(yīng)物加氫:反應(yīng)生成的反應(yīng)生成的有支鏈有支鏈的化合物穩(wěn)定：的化合物穩(wěn)定：(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+H2CH3CH2CH3+H2CH3CH2CH2CH3+H2CH3CH2CH2CH2CH3Ni80Ni200Pt300思考：為什么？思考：為什么？(催化劑？空間？催化劑？空間？) 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)

12、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，且符合馬氏符合馬氏規(guī)律規(guī)律.(B) 加鹵素或鹵化氫加鹵素或鹵化氫+Br2BrCH2CH2CH2BrCCl4+HCH3CH2CH2BrH2OBrCH3CHCH2 + HBr CH3CHCH2CH3CH2Br即第一步即第一步H+加成后形成加成后形成的碳正離子的碳正離子穩(wěn)定。穩(wěn)定。 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，且符合馬氏符合馬氏規(guī)律規(guī)律.空間位空間位阻大阻大即第一步即第一步H+加成加成后

13、形成的碳正離子后形成的碳正離子穩(wěn)定。穩(wěn)定。CH3CH3CH3+HBr12CCH3CH3CHCH3CH3+與與Br2加成：第加成：第一步一步Br+的加成的加成方向也符合馬方向也符合馬氏規(guī)律。氏規(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)。思考：思考： 在在常溫常溫下，下，環(huán)烷烴環(huán)烷烴與一般氧化劑與一般氧化劑(KMnO4,O3)不反不反應(yīng)；應(yīng)； 在加熱，強氧化劑作用或催化劑存在時，可用空氣在加熱，強氧化劑作用或催化劑存在時，可用空氣氧化成各種氧化產(chǎn)物：氧化成各種氧化產(chǎn)物：例例: CH2CH2COOH CH2CH2COOH HNO3(3) 氧化反應(yīng)

14、氧化反應(yīng):Ba(OH)2O思考：如何鑒別環(huán)丙烷與烯烴思考：如何鑒別環(huán)丙烷與烯烴 ? 易發(fā)生加氫易發(fā)生加氫,加鹵素加鹵素,加鹵化氫和加硫酸等反應(yīng)加鹵化氫和加硫酸等反應(yīng).例例: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)+Br2CCl4BrBr+HCH3ICH3I 環(huán)烯烴的雙鍵易被氧化劑環(huán)烯烴的雙鍵易被氧化劑(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:例例:(2) 環(huán)烯烴的氧化反應(yīng)環(huán)烯烴的氧化反應(yīng)KMnO4CH3CHCH2COOHCH2CH2COOHO3CH2CH2CHOCH2CH2CHOZn, H2OO3Zn/

15、H2OCHOCHOO3Zn + HH2O+？OO雙環(huán)雙環(huán)2.2.1-5-庚烯庚烯-2-羧酸甲酯羧酸甲酯例例2:(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)環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯例例1:原編號原編號 環(huán)戊二烯聚合成二聚環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯聚合成二聚環(huán)戊二烯: 受熱可受熱可分解分解成環(huán)戊二烯成環(huán)戊二烯.雙環(huán)雙環(huán)2.2.1-2,5-庚二烯庚二烯例例3:例例4: 下列反應(yīng)中哪些是能進(jìn)行的？寫出產(chǎn)物下列反應(yīng)中哪些是能進(jìn)行的？寫出產(chǎn)物.不能發(fā)生，因為不能發(fā)生，因為S-反式反式的共軛的共軛雙烯烴不能發(fā)生雙烯烴不能發(fā)生A-D反應(yīng)反應(yīng)(1) 烷烴每增加一個烷烴每增加一個CH2,燃燒熱增值基本一定燃燒熱增值

16、基本一定,平均為平均為658.6 kJ/mol.(2) 環(huán)烷烴的通式為環(huán)烷烴的通式為:每增加一個每增加一個 CH2,燃燒熱增加燃燒熱增加,平均平均每個每個 CH2 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,比烷烴的比烷烴的每個每個 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的張力能的張力能. -環(huán)丙烷的總張力能環(huán)丙烷的總張力能38.5 3=115.5 kJ/mol5.3 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)定性張力能張力能總張力能總張力能環(huán)丙烷的總張力能環(huán)丙烷的總張力能38.5 3

17、= 115.5 kJ/mol環(huán)丁烷的總張力能環(huán)丁烷的總張力能27.6 4 = 110.4 kJ/mol環(huán)戊烷的總張力能環(huán)戊烷的總張力能5.4 5 = 27.0 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)辛烷的總張力能環(huán)辛烷的總張力能5.0 8 = 40.0 kJ/mol. (環(huán)丙烷環(huán)丙烷,環(huán)丁烷不穩(wěn)定環(huán)丁烷不穩(wěn)定,容易開環(huán)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環(huán)己烷和以上的大環(huán)化合物的張力能很小或等于零等于零,它們都是穩(wěn)定的化合物它們都是穩(wěn)定的化合物.環(huán)己烷的總張力能環(huán)己烷的總張力能 0環(huán)烷烴的張力能越大環(huán)烷烴的張力能越大,能量越高能量越高

18、,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！COHCH3CH3HClCH3CH3Cl1、寫出下列反應(yīng)提出一個合理的解釋？、寫出下列反應(yīng)提出一個合理的解釋？COHCH3CH3H+CH3CH3ClCOH2CH3CH3+CCH3CH3+CH3CH3+Cl-H2O擴環(huán)重排擴環(huán)重排環(huán)丁烷的環(huán)張力大（環(huán)丁烷的環(huán)張力大（110kJ/mol），重排為環(huán)戊烷后環(huán)），重排為環(huán)戊烷后環(huán)張力?。◤埩π。?27kJ/mol ），雖由叔碳正離子重排到仲碳正），雖由叔碳正離子重排到仲碳正離子，但總能量降低。離子，但總能量降低。解解答：答：2、為什么下列反應(yīng)無、為什么下列反應(yīng)無重排產(chǎn)物？提出一個合重排產(chǎn)物？提出一

19、個合理的解釋？理的解釋？COHCH3CH3HClCClCH3CH3COHCH3CH3H+COH2CH3CH3+CCH3CH3+Cl-H2OCCH3CH3Cl上述反應(yīng)未重排。因為環(huán)丙烷總張力能為上述反應(yīng)未重排。因為環(huán)丙烷總張力能為115.5kJ/mol 與環(huán)丁烷與環(huán)丁烷（張力能（張力能110kJ/mol）差別不大，如發(fā)生重排：）差別不大，如發(fā)生重排：雖減輕一點環(huán)張力，但由于需從叔碳正離子重排到仲碳正離子，雖減輕一點環(huán)張力，但由于需從叔碳正離子重排到仲碳正離子，增加不穩(wěn)定因素，因此不易重排。增加不穩(wěn)定因素，因此不易重排。CCH3CH3+CH3CH3+解解答：答：例例3: 烷烴是烷烴是sp3雜化雜化

20、,鍵角鍵角109.5,環(huán)烷烴的碳也是環(huán)烷烴的碳也是sp3雜雜化化,但鍵角不一定一樣但鍵角不一定一樣. C-C 鍵的形成鍵的形成 鍵軌道的交蓋鍵軌道的交蓋5.4 環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)5.4.1 環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)彎曲鍵比一般的彎曲鍵比一般的 鍵弱鍵弱,并且具有較高的能量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.由于構(gòu)象是重疊式而引起的張力叫由于構(gòu)象是重疊式而引起的張力叫扭轉(zhuǎn)張力扭轉(zhuǎn)張力.這樣的鍵與一般的這樣的鍵與一般的 鍵不鍵不一樣一樣,它的電子云沒有軌道它的電子云沒有軌道軸對稱軸對稱,而是分布在一條曲而是分布在一條曲線上

21、線上,故常稱故常稱彎曲鍵彎曲鍵.內(nèi)角內(nèi)角60 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.環(huán)丁烷中的鍵環(huán)丁烷中的鍵環(huán)丁烷的構(gòu)象環(huán)丁烷的構(gòu)象折疊式構(gòu)象折疊式構(gòu)象5.4.2 環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu)環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu) 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.分子張力不大分子張力不大,因此環(huán)戊烷的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定因此環(huán)戊烷的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定. 不是平面結(jié)構(gòu)不是平面結(jié)構(gòu).因因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.5.4.3 環(huán)戊烷的結(jié)構(gòu)環(huán)戊烷的結(jié)構(gòu) 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)較為穩(wěn)定的構(gòu)象為折疊的椅型構(gòu)象和船型構(gòu)象象為折疊的椅型

22、構(gòu)象和船型構(gòu)象. -穩(wěn)定穩(wěn)定(99.9%以上以上) C-C-C鍵角基本保持鍵角基本保持109.5,任何任何 兩個相鄰的兩個相鄰的C-H鍵都是鍵都是交叉式交叉式的的. 椅型構(gòu)象無張力環(huán)椅型構(gòu)象無張力環(huán).紐曼投影式紐曼投影式透視式透視式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 所有鍵角也接近所有鍵角也接近109.5,故也沒有角故也沒有角張力張力.但相鄰但相鄰C-H鍵卻并非全是交叉鍵卻并非全是交叉的的.C-2和和C-3上的上的 C-H 鍵鍵,以及以及C-5和和C-6上的上的 C-H鍵都是重疊式的鍵都是重疊式的. C-1和和C-4上兩個向內(nèi)伸的上兩個向內(nèi)伸的H由于距由于距離較近而相

23、互排斥離較近而相互排斥,也使分子的能量也使分子的能量有所升高有所升高.紐曼投影式紐曼投影式(2) 船型構(gòu)象船型構(gòu)象123456142635(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)象的線為構(gòu)象的對稱軸對稱軸(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) e鍵鍵 (平伏鍵平伏鍵)與對稱軸與對稱軸成成 109.5 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)為另一種椅型一種椅型翻轉(zhuǎn)為另一種椅型椅型構(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)象是等同的分子等同的分子.(5) 構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)兩種椅型構(gòu)象是兩種兩

24、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%同一平面同一平面上的比較上的比較(6) 甲基甲基環(huán)己烷椅型構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)環(huán)己烷椅型構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)甲基甲基 若有多個取代基若有多個取代基,一般一般 e 鍵鍵取代基最多取代基最多的構(gòu)象最穩(wěn)定的構(gòu)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,則則體積體積大的取代基連在大的取代基連在 e鍵上的鍵上的構(gòu)象最穩(wěn)定構(gòu)象最穩(wěn)定.例例1: 1,2-二甲基環(huán)己烷，順式、反式如下：二甲基環(huán)己烷，順式、反式如下：反

25、式反式(e,e)比順式的穩(wěn)定比順式的穩(wěn)定. 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.HCH3HCH3HCH3HHCH3HCH3CH3H甲基在同側(cè)為甲基在同側(cè)為順順, a,e甲基在異側(cè)為甲基在異側(cè)為反：反：a,a; e,e.（a,a）實際上不存在）實際上不存在（能量太高）（能量太高） 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)象叔丁基環(huán)己醇的兩種構(gòu)象C(CH3)3OHHHHHOHC(CH3)3 是雙環(huán)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)平面結(jié)構(gòu)式構(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) -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,有些擁有些擁擠擠,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.順式異構(gòu)體順式異構(gòu)體-不穩(wěn)定不穩(wěn)定. 萜類化合物萜類化合物-又稱萜烯類化合物又稱萜