第五章脂環(huán)烴

1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容1, 2-；1, 3-; 1, 4-） 環(huán)烷烴環(huán)烷烴環(huán)烯烴環(huán)烯烴環(huán)炔烴環(huán)炔烴 以環(huán)為母體，名稱以環(huán)為母體，名稱用用“環(huán)環(huán)” ” 開(kāi)頭。開(kāi)頭。 環(huán)外基團(tuán)作為環(huán)上環(huán)外基團(tuán)作為環(huán)上的取代基的取代基CH31231234 取代基位置數(shù)字取取代基位置數(shù)字取最小最小單環(huán)脂環(huán)烴單環(huán)脂環(huán)烴34 環(huán)可作為取代基環(huán)可作為取代基 （稱（稱環(huán)環(huán) 基基） 順?lè)串悩?gòu)用順?lè)串悩?gòu)用“順順”或或“反反”注明基團(tuán)相對(duì)位注明基團(tuán)相對(duì)位置。置。CH3HCH3HH3CCH3HHCH3HCH3HH3CCH3不飽和碳環(huán)為母體，不飽和碳環(huán)為母體， 側(cè)鏈作為取代基側(cè)鏈作為取代基 不飽和鍵位次最小不飽和鍵位次最小CH3CH3123

2、CH3CH31234561232,3-二甲基環(huán)己烯二甲基環(huán)己烯3-甲基環(huán)丁烯甲基環(huán)丁烯 橋橋 頭頭 碳：碳：幾個(gè)環(huán)共用的碳原子，幾個(gè)環(huán)共用的碳原子，環(huán)的數(shù)目：環(huán)的數(shù)目：斷裂二根斷裂二根CC鍵可成鏈狀烷烴為二環(huán)；斷裂三根鍵可成鏈狀烷烴為二環(huán)；斷裂三根CC 鍵可成鏈狀烷烴為三環(huán)鍵可成鏈狀烷烴為三環(huán)橋碳原子數(shù)：橋碳原子數(shù)：不包括橋頭不包括橋頭C，由多到少列出，由多到少列出環(huán)的編號(hào)方法：環(huán)的編號(hào)方法：從橋頭開(kāi)始，先長(zhǎng)鏈后短鏈從橋頭開(kāi)始，先長(zhǎng)鏈后短鏈12345678910 (用用.隔開(kāi)隔開(kāi))12345671234567123456789 (用用.隔開(kāi)隔開(kāi))123456789101234567編號(hào)方法與橋

3、環(huán)化合物的區(qū)別：編號(hào)方法與橋環(huán)化合物的區(qū)別： 從小環(huán)開(kāi)始，螺原子鄰位碳為從小環(huán)開(kāi)始，螺原子鄰位碳為1，先短鏈，經(jīng)螺原子到長(zhǎng)鏈。，先短鏈，經(jīng)螺原子到長(zhǎng)鏈。命名的區(qū)別：命名的區(qū)別： 中括號(hào)里數(shù)值由小到大中括號(hào)里數(shù)值由小到大按形象命名按形象命名按衍生物命名按衍生物命名課堂練習(xí)課堂練習(xí)5.1. 命名下列化合物。命名下列化合物。CH3CH(CH3)21-甲基甲基-3-異丙基環(huán)己烯異丙基環(huán)己烯1，3，7-三甲基雙環(huán)三甲基雙環(huán)2.2.1庚烷庚烷螺螺3.4辛烷辛烷1,3,6-三甲基螺三甲基螺4.4壬烷壬烷角張力（角張力（angle strain）：）： 環(huán)的角度與環(huán)的角度與sp3軌道夾角差軌道夾角差別引起的張

4、力別引起的張力CCCHHHHHH104oHHHHHHHHHHHH123123C1-C2所有所有C- -H 鍵均為鍵均為重疊式構(gòu)象，重疊式構(gòu)象，有有扭轉(zhuǎn)張力扭轉(zhuǎn)張力平面型平面型角張力角張力扭轉(zhuǎn)張力扭轉(zhuǎn)張力角張力稍增角張力稍增加加, , 扭轉(zhuǎn)張扭轉(zhuǎn)張力明顯減小力明顯減小HHHHHHHH1234C1-C2C4-C3HHHHHH1234HHHHHHHHHH1234HHHHH2C123H2C4C1-C2HHHHHHHH1234HH5HH4HH5HHHHH2C12CH24H2C35C4-C5C1-C2C4-C5 為全為全重疊式構(gòu)象重疊式構(gòu)象C1-C2, C2-C3 為交叉式為交叉式120oHHHHHHHH

5、HHHHn 環(huán)己烷不是平面型分子環(huán)己烷不是平面型分子n 環(huán)己烷碳架是折疊的環(huán)己烷碳架是折疊的HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH123456123456兩者互為構(gòu)象異構(gòu)體兩者互為構(gòu)象異構(gòu)體 相間的兩根鍵相互平行相間的兩根鍵相互平行（畫(huà)（畫(huà) Z 字形）字形） 六個(gè)碳原子交替分布在兩個(gè)平面上六個(gè)碳原子交替分布在兩個(gè)平面上 每個(gè)碳均有一根每個(gè)碳均有一根C- -H鍵在垂直方向，鍵在垂直方向，上平面的向上上平面的向上 畫(huà)，下平面的向下畫(huà)畫(huà)，下平面的向下畫(huà) 其它其它C- -H鍵分別向左（左邊的三個(gè)）或向右（右邊鍵分別向左（左邊的三個(gè)）或向右（右邊 的三個(gè)），且上下交替的三個(gè)），且上下交替HHH

6、HHHHHHHHHa鍵鍵 (axial bond)豎鍵豎鍵, 直鍵直鍵, 直立鍵直立鍵e鍵鍵 (equatorial bond)橫鍵橫鍵, 平鍵平鍵, 平伏鍵平伏鍵HHHHHHHHHHHHHHHHHHHH相鄰碳上的相鄰碳上的a a鍵和鍵和e e鍵為順式鍵為順式兩個(gè)相鄰的兩個(gè)相鄰的a a鍵（或鍵（或e e鍵）為反式鍵）為反式la鍵和鍵和e鍵的相互轉(zhuǎn)換鍵的相互轉(zhuǎn)換翻轉(zhuǎn)后翻轉(zhuǎn)后,原來(lái)的原來(lái)的a鍵轉(zhuǎn)變鍵轉(zhuǎn)變?yōu)闉閑鍵鍵,而而e鍵轉(zhuǎn)變?yōu)殒I轉(zhuǎn)變?yōu)閍鍵鍵HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH123456HHHHHHHHHHHH123456翻轉(zhuǎn)1，3-豎鍵作用豎鍵作用CH3HHHHHHHHHHHHHH

7、HHHHHHHHCH3 HCHCH3HHCH3CH3CCH3CH3CH3? ?99.9%e-甲基環(huán)己烷甲基環(huán)己烷 a-甲基環(huán)己烷甲基環(huán)己烷（ 95%） （5%）優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象l 1, 2- -二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象CH3CH3HHHHHHCH3CH3HHHHHCH3HHHHHCH3HHHH(順順)-1,2-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷 (反反)-1,2二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象CH3CH3H3CCH331(順順)-1,3-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷 (反反)-1,3二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷l 1, 3- -二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷H3C31CH3l

8、1, 4- -二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象14CH3H3CH3CCH341H3CCH341(反反)-1,4-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷 (順順)-1,4二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象1, 3-豎鍵作用較大豎鍵作用較大C(CH3)3HHOHHHHHHHHHC(CH3)3OHHHHHHHHHHH(反反)-4-叔丁基環(huán)己醇叔丁基環(huán)己醇 (順順)-4-叔丁基環(huán)己醇叔丁基環(huán)己醇COHCH3H3CCH3（1） 甲基環(huán)己烷甲基環(huán)己烷 （2） 順順1,2二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷 （3） 順順1甲基甲基2異丙基環(huán)己烷異丙基環(huán)己烷 （4）反）反1甲基甲基3叔丁基環(huán)己烷叔丁基環(huán)己烷課堂練習(xí)課堂練

9、習(xí)5.2. 寫(xiě)出下列化合物的最穩(wěn)定構(gòu)象寫(xiě)出下列化合物的最穩(wěn)定構(gòu)象CH3CH3CH3CH3CH(CH3)2CH3CH3CH3CH3Br自由基取代反應(yīng)Cl2 / hvClBr2300o/ hv環(huán)烷烴的取代反應(yīng)環(huán)烷烴的取代反應(yīng) 和烷烴類似，易發(fā)生自由基取代反應(yīng)和烷烴類似，易發(fā)生自由基取代反應(yīng)環(huán)烷烴的氧化反應(yīng)環(huán)烷烴的氧化反應(yīng) 常溫下環(huán)烷烴與一般的氧化劑（如常溫下環(huán)烷烴與一般的氧化劑（如KMnO4等）不發(fā)生反應(yīng)等）不發(fā)生反應(yīng) 小環(huán)小環(huán)的催化加氫的催化加氫（打開(kāi)一根（打開(kāi)一根 C- -C 鍵）鍵）催化加氫活性：催化加氫活性： Ni, 80oC Ni, 200oCCH3CH2CH2CH3CH3CH2CH3N

10、i, 300oCCH3CH2CH2CH2CH3（離子型）（離子型）加成反應(yīng)加成反應(yīng)Br2 / r.t.CH2CH2CH2BrBrCl2 / FeCl3CH2CH2CH2ClClBr2BrCH2CH2CH2CH2Br環(huán)丙烷與溴的加成反應(yīng)（溴水退色）環(huán)丙烷與溴的加成反應(yīng)（溴水退色）來(lái)鑒別小環(huán)（環(huán)丙烷）和大環(huán)來(lái)鑒別小環(huán)（環(huán)丙烷）和大環(huán) 反應(yīng)選擇性反應(yīng)選擇性與碳正離子與碳正離子穩(wěn)定性有關(guān)穩(wěn)定性有關(guān)CH2CH2CH2HIHIHBrCH2CH2CH2CH2HIIHCH2CHCHHBrCH3213132CH3CH3CH3氫加在含氫最多的碳上，鹵素加在含氫最少的碳上氫加在含氫最多的碳上，鹵素加在含氫最少的碳上 課堂練習(xí)課堂練習(xí)5.3. 寫(xiě)出下列反應(yīng)的主要產(chǎn)物寫(xiě)出下列反應(yīng)的主要產(chǎn)物 CH3+Br2CH3CH2CHCHBrBrCH3CH3l 環(huán)烯烴、環(huán)炔烴的性質(zhì)環(huán)烯烴、環(huán)炔烴的性質(zhì) 和烯烴、炔烴類似，不飽和碳碳鍵容易發(fā)生加氫、加和烯烴、炔烴類似，不飽和碳碳鍵容易發(fā)生加氫、加鹵素、加鹵化氫、加硫酸等反應(yīng)鹵素、加鹵化氫、加硫酸等反應(yīng) 加成反應(yīng)加成反應(yīng) +Br2CCl4BrBr CH3+HICH3I氧化