有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴

脂環(huán)烴學(xué)習(xí)要求脂環(huán)烴的分類、命名和異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴的性質(zhì)環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)萜類和甾類化合物

脂環(huán)烴學(xué)習(xí)要求1學(xué)習(xí)要求1、掌握脂環(huán)烴的命名、順?lè)串悩?gòu)現(xiàn)象；2、掌握環(huán)烷烴和環(huán)烯烴的結(jié)構(gòu)和主要化學(xué)性質(zhì)，并了解碳環(huán)的大小與其穩(wěn)定性的關(guān)系；3、掌握環(huán)己烷的構(gòu)象，椅式、船式和扭船式、a鍵和e鍵，了解它們的能量關(guān)系。4、掌握一元、二元取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象式和理解十氫化萘的構(gòu)象。5、掌握下列概念或術(shù)語(yǔ)：張力環(huán)和無(wú)張力環(huán)、船式和椅式構(gòu)象、直立鍵和平伏鍵、稠環(huán)烴、橋環(huán)烴、螺環(huán)烴。重點(diǎn)與難點(diǎn)

本章重點(diǎn)和難點(diǎn)是環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)、環(huán)己烷及一元取代環(huán)己烷的構(gòu)象、二取代環(huán)己烷和稠環(huán)烴的構(gòu)象。學(xué)習(xí)要求1、掌握脂環(huán)烴的命名、順?lè)串悩?gòu)現(xiàn)象；重點(diǎn)與難點(diǎn)2脂環(huán)烴的分類、命名和異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴的分類環(huán)的大?。盒…h(huán)（３～４元）；普通環(huán)（５～７元）；中環(huán)（（８～１２元）和大環(huán)（十二碳以上）。脂環(huán)烴的分類、命名和異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴的分類環(huán)的大小：小環(huán)（３3脂環(huán)烴的命名1、根據(jù)分之中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烷。2、把取代基的名稱寫(xiě)在環(huán)烷烴的前面。3、取代基位次按“最低系列”原則列出，基團(tuán)順序按“次序規(guī)則”小的優(yōu)先列出。例如：環(huán)烷烴的命名脂環(huán)烴的命名1、根據(jù)分之中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烷。環(huán)烷烴4環(huán)烯烴的命名

1、根據(jù)分子中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烯。2、以雙鍵的位次和取代基的位置最小為原則。例如：環(huán)烯烴的命名5橋環(huán)烴（二環(huán)、三環(huán)等）分之中含有兩個(gè)或多個(gè)碳環(huán)的多環(huán)化合物中，其中兩個(gè)環(huán)共用兩個(gè)或多個(gè)碳原子的化合物稱為橋環(huán)化合物。編號(hào)原則：從橋的一端開(kāi)始，沿最長(zhǎng)橋編致橋的另一端，再沿次長(zhǎng)橋致始橋頭，最短的橋最后編號(hào)?；衔锩麨?，7-二甲基二環(huán)[2，2，1]庚烷橋環(huán)烴（二環(huán)、三環(huán)等）分之中含有兩個(gè)或多個(gè)碳環(huán)的多環(huán)化合物6命名：根據(jù)成環(huán)碳原子總數(shù)目稱為環(huán)某烷，在環(huán)字后面的方括號(hào)中標(biāo)出除橋頭碳原子外的橋碳原子數(shù)（大的數(shù)目排前，小的排后），（如圖）。其它同環(huán)烷烴的命名。命名：根據(jù)成環(huán)碳原子總數(shù)目稱為環(huán)某烷，在環(huán)字后面的方括號(hào)中7有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴8螺環(huán)烴兩個(gè)環(huán)共用一個(gè)碳原子的環(huán)烷烴稱為螺環(huán)烴。編號(hào)原則：從較小環(huán)中與螺原子相鄰的一個(gè)碳原子開(kāi)始，途經(jīng)小環(huán)到螺原子，再沿大環(huán)致所有環(huán)碳原子。命名：根據(jù)成環(huán)碳原子的總數(shù)稱為環(huán)某烷，在方括號(hào)中標(biāo)出各碳環(huán)中除螺碳原子以外的碳原子數(shù)目（小的數(shù)目排，大的排后），其它同烷烴的命名螺環(huán)烴兩個(gè)環(huán)共用一個(gè)碳原子的環(huán)烷烴稱為螺環(huán)烴。編號(hào)原則：9有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴10異構(gòu)現(xiàn)象

脂環(huán)烴的異構(gòu)有構(gòu)造異構(gòu)和順?lè)串悩?gòu)。如C5H10的環(huán)烴的異構(gòu)有：

異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴的異構(gòu)有構(gòu)造異構(gòu)和順?lè)串悩?gòu)。如C5H10的11脂環(huán)烴的性質(zhì)物理性質(zhì)：環(huán)烷烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和密度都比相應(yīng)的烷烴高一些，但仍比水輕。化學(xué)性質(zhì)：普通環(huán)的化學(xué)性質(zhì)

普通脂環(huán)烴具有開(kāi)鏈烴的通性

環(huán)烷烴主要是起自由基取代反應(yīng)，難被氧化。

脂環(huán)烴的性質(zhì)物理性質(zhì)：環(huán)烷烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和密度都比相應(yīng)的烷烴12環(huán)烯烴具有烯烴的通性

環(huán)烯烴具有烯烴的通性13小環(huán)烷烴的特性反應(yīng)

1、加成反應(yīng)1）加氫小環(huán)烷烴的特性反應(yīng)1、加成反應(yīng)1）加氫142）加鹵素2）加鹵素153）加HX,H2SO4

3）加HX,H2SO4162、氧化反應(yīng)環(huán)丙烷對(duì)氧化劑穩(wěn)定，不被高猛酸鉀、臭氧等氧化劑氧化。例如：故可用高猛酸鉀溶液來(lái)區(qū)別烯烴與環(huán)丙烷衍生物。環(huán)烴性質(zhì)小結(jié)：（１）

小環(huán)烷烴（3，4元環(huán)）易加成，難氧化，似烷似烯。普通環(huán)以上難加成，難氧化，似烷。（２）

環(huán)烯烴、共軛二烯烴，各自具有其相應(yīng)烯烴的通性。2、氧化反應(yīng)環(huán)丙烷對(duì)氧化劑穩(wěn)定，不被高猛酸鉀、臭氧等氧化劑17環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的燃燒熱與環(huán)的穩(wěn)定性

燃燒熱(△Hc)測(cè)定數(shù)據(jù)表明：烷烴分子每增加一個(gè)—CH2—，其燃燒熱數(shù)值的增加基本上是一個(gè)定值——658.6kJ·mol-1。

環(huán)烷烴可以看作是數(shù)量不等的—CH2—單元連接起來(lái)的化合物。但不同環(huán)烷烴中的單元—CH2—的燃燒熱卻因環(huán)的大小有著明顯的差異

環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的燃燒熱與環(huán)的穩(wěn)定性燃燒熱(18一些環(huán)烷烴的燃燒熱*小環(huán)(C3～C4)；普通環(huán)(C5～C7)；中環(huán)(C8～C11)；大環(huán)(≥C12)。

一些環(huán)烷烴的燃燒熱*小環(huán)(C3～C4)；普通環(huán)(C519熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明：

單元CH2的燃燒熱↑，環(huán)的穩(wěn)定性↓。故：

為什么小環(huán)化合物不穩(wěn)定？熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明：?jiǎn)卧狢H2的燃燒熱↑，環(huán)的201、Baeyer理論——張力學(xué)說(shuō)（1885年提出）：

角張力(拜爾張力)：與正常鍵角偏差而引起的張力。環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)1、Baeyer理論——張力學(xué)說(shuō)（1885年提出）21五元以上的環(huán)會(huì)不會(huì)因環(huán)數(shù)增大而不穩(wěn)定？比較單位CH2燃燒熱(H)kJ/mol環(huán)張力：比烷烴CH2高出的能量。五元以上的環(huán)會(huì)不會(huì)因環(huán)數(shù)增大而不穩(wěn)定？比較單位CH2222、現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論一、環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)現(xiàn)代物理方法測(cè)定，環(huán)丙烷分子中：鍵角C-C-C=105.5°;H-C-H=114°。所以環(huán)丙烷分子中碳原子之間的sp3雜化軌道是以彎曲鍵（香蕉鍵）相互交蓋的。2、現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論現(xiàn)代物理方法測(cè)定，環(huán)丙烷分子中：鍵角C-23由此可見(jiàn)：(1)鍵的重疊程度小，穩(wěn)定性小。(2)電子云分布在兩核連線的外側(cè)，增加了試劑進(jìn)攻的可能性，故具有不飽和烯烴的性質(zhì)。另外環(huán)丙烷分子中還存在著另一種張力——扭轉(zhuǎn)張力（由于環(huán)中三個(gè)碳位于同一平面，相鄰的C-H鍵互相處于重疊式構(gòu)象，有旋轉(zhuǎn)成交叉式的趨向，這樣的張力稱為扭轉(zhuǎn)張力）。由此可見(jiàn)：(1)鍵的重疊程度小，穩(wěn)定性小24二、環(huán)丁烷和環(huán)戊烷的構(gòu)象

1．環(huán)丁烷的構(gòu)象與環(huán)丙烷相似，環(huán)丁烷分子中存在著張力，但比環(huán)丙烷的小，因在環(huán)丁烷分子中四個(gè)碳原子不在同一平面上，見(jiàn)右圖：根據(jù)結(jié)晶學(xué)和光譜學(xué)的證明，環(huán)丁烷是以折疊狀構(gòu)象存在的，這種非平面型結(jié)構(gòu)可以減少C-H的重疊，使扭轉(zhuǎn)張力減小。環(huán)丁烷分子中C-C-C鍵角為111.5°，角張力也比環(huán)丙烷的小，所以環(huán)丁烷比環(huán)丙烷要穩(wěn)定些?？倧埩δ転?08KJ/mol。二、環(huán)丁烷和環(huán)戊烷的構(gòu)象1．環(huán)丁烷的構(gòu)象根據(jù)結(jié)晶學(xué)252、環(huán)戊烷的構(gòu)象

環(huán)戊烷分子中，C-C-C夾角為108°，接近sp3雜化軌道間夾角109.5°，環(huán)張力甚微，是比較穩(wěn)定的環(huán)。但若環(huán)為平面結(jié)構(gòu)，則其C-H鍵都相互重疊，會(huì)有較大的扭轉(zhuǎn)張力，所以，環(huán)戊烷是以折疊式構(gòu)象存在的，為非平面結(jié)構(gòu)，見(jiàn)右圖，其中有四個(gè)碳原子在同一平面，另外一個(gè)碳原子在這個(gè)平面之外，成信封式構(gòu)象。這種構(gòu)象的張力很小，總張力能25KJ/mol，扭轉(zhuǎn)張力在2.5KJ/mol以下，因此，環(huán)戊烷的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。2、環(huán)戊烷的構(gòu)象環(huán)戊烷分子中，C-C-C夾角為1026三、環(huán)己烷的構(gòu)象在環(huán)己烷分子中，六個(gè)碳原子不在同一平面內(nèi)，碳碳鍵之間的夾角可以保持109.5°因此環(huán)很穩(wěn)定。1．兩種極限構(gòu)象——椅式和船式穩(wěn)定性：椅式構(gòu)象環(huán)己烷>船式構(gòu)象環(huán)己烷三、環(huán)己烷的構(gòu)象在環(huán)己烷分子中，六個(gè)碳原子不在同一平面內(nèi)，碳27椅式構(gòu)象穩(wěn)定的原因：

不存在：非鍵連作用；扭轉(zhuǎn)張力；角張力。椅式構(gòu)象穩(wěn)定的原因：不存在：28船式構(gòu)象不穩(wěn)定的原因：存在：非鍵連作用；扭轉(zhuǎn)張力；船式構(gòu)象不穩(wěn)定的原因：存在：292．平伏鍵（e鍵）與直立鍵（a鍵）在椅式構(gòu)象中C-H鍵分為兩類。第一類六個(gè)C-H鍵與分子的對(duì)稱軸平行，叫做直立鍵或a鍵（其中三個(gè)向環(huán)平面上方伸展，另外三個(gè)相反，向環(huán)平面下方伸展）；第二類六個(gè)C-H鍵與直立鍵形成接近109.5°的夾角，平伏著相環(huán)外伸展，叫做平伏鍵或e鍵。如下圖：2．平伏鍵（e鍵）與直立鍵（a鍵）在椅式構(gòu)象中C-H30在室溫時(shí)，環(huán)己烷的椅式構(gòu)象可通過(guò)C-C鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)（而不經(jīng)過(guò)碳碳鍵的斷裂），由一種椅式構(gòu)象變?yōu)榱硪环N椅式構(gòu)象，在互相轉(zhuǎn)變中，原來(lái)的a鍵變成了e鍵，而原來(lái)的e鍵變成了a鍵。但上、下關(guān)系沒(méi)變。當(dāng)六個(gè)碳原子上連的都是氫時(shí)，兩種構(gòu)象是同一構(gòu)象。連有不同基團(tuán)時(shí)，則構(gòu)象不同。3、環(huán)己烷的椅式構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)在室溫時(shí)，環(huán)己烷的椅式構(gòu)象可通過(guò)C-C鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)（而不經(jīng)過(guò)碳碳31三上三下；三左三右。a鍵變e鍵，e鍵變a鍵，上下關(guān)系不變?nèi)先?；三左三右?23．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)己烷中，取代基可占據(jù)a鍵，也可占據(jù)e鍵，但占據(jù)e鍵的構(gòu)象更穩(wěn)定。例如：3．取代環(huán)己烷的構(gòu)象33原因：a鍵取代基結(jié)構(gòu)中的非鍵原子間斥力比e鍵取代基的大（因非鍵原子間的距離小于正常原子鍵的距離所致）。從下圖中原子在空間的距離數(shù)據(jù)可清楚看出。取代基越大e鍵型構(gòu)象為主的趨勢(shì)越明顯。原因：a鍵取代基結(jié)構(gòu)中的非鍵原子間斥力比e鍵取代基的大（34（1）、1，2-二取代最穩(wěn)定的構(gòu)象是e鍵上取代基最多的構(gòu)象2）二元取代環(huán)己烷的構(gòu)象（1）、1，2-二取代最穩(wěn)定的構(gòu)象是e鍵上取代基最多的構(gòu)象35（2）、1，3-二取代其他

二元、三元等取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象，可用上述同樣方法得知。

（2）、1，3-二取代其他二元、三元等取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象36小結(jié)：1°環(huán)己烷有兩種極限構(gòu)象（椅式和船式），椅式為優(yōu)勢(shì)構(gòu)象2°一元取代基主要以e鍵和環(huán)相連。3°多元取代環(huán)己烷最穩(wěn)定的構(gòu)象是e鍵上取代基最多的構(gòu)象。4°環(huán)上有不同取代基時(shí)，大的取代基在e鍵上構(gòu)象最穩(wěn)定。小結(jié)：37[討論]1.指出下列構(gòu)象異構(gòu)體中哪一個(gè)是優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。[討論]1.指出下列構(gòu)象異構(gòu)體中哪一個(gè)是優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。38稠環(huán)環(huán)烷烴——十氫化萘

稠環(huán)環(huán)烷烴——十氫化萘39反-十氫萘順-十氫萘反-十氫萘順-十氫萘40萜類和甾類化合物萜類和甾族化合物是廣泛存在于植物、昆蟲(chóng)及微生物等生物體中的一大類有機(jī)化合物。在生物體內(nèi)有著重要的生理作用。萜類和甾族化合物雖是兩類不同的化合物，但有著生源合成方面的密切關(guān)系，因而放在一起進(jìn)行討論。

萜類和甾類化合物萜類和甾族化合物是廣泛存在于植物、昆411、萜的涵義和異戊二烯規(guī)律分子中含C10以上，且組成為5的倍數(shù)的烴類化合物稱為萜類。因分子中含有雙鍵，所以，萜類化合物又稱為萜烯類化合物。萜類化合物是廣泛存在于植物和動(dòng)物體內(nèi)的天然有機(jī)化合物。如從植物中提取的香精油——薄荷油、松節(jié)油等，植物及動(dòng)物體中的某些色素——胡籮卜素、蝦紅素等等。研究發(fā)現(xiàn)，萜類分子在結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)是分子中的碳原子數(shù)都是5的整倍數(shù)。例如：

一、萜類化合物1、萜的涵義和異戊二烯規(guī)律一、萜類化合物42有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴43上述化合物的碳干骨骼可以看成是由若干個(gè)異戊二烯單位主要以頭尾相接而成的。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)叫做萜類化合物的異戊二烯規(guī)律。異戊二烯規(guī)則是從對(duì)大量萜類分子構(gòu)造的測(cè)定中歸納出來(lái)的，所以能反過(guò)來(lái)測(cè)定萜類的分子構(gòu)造。上述化合物的碳干骨骼可以看成是由若干個(gè)異戊二烯單位主要442、萜的分類萜類化合物中異戊二烯單位可相連成鏈狀化合物，也可連成環(huán)狀化合物。1．分類根據(jù)組成分子的異戊二烯單位的數(shù)目可將萜分成以下幾類：1）單萜：含有兩個(gè)異戊二烯單位。它包含開(kāi)鏈單萜，單環(huán)萜，二環(huán)單萜三種。2）倍半萜：含有三個(gè)異戊二烯單位的萜。3）雙萜：含有四個(gè)異戊二烯單位的萜。4）三萜：含有六個(gè)異戊二烯單位的萜。5）四萜：含有八個(gè)異戊二烯單位的萜。這些萜類和單萜一樣，也有開(kāi)鏈和成環(huán)之分。

2、萜的分類45有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴46有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴47倍半萜是有三個(gè)異戊二烯單位連接而構(gòu)成的，它也有鏈狀和環(huán)狀的。如金合歡醇、山道年等均屬于倍半萜。倍半萜是有三個(gè)異戊二烯單位連接而構(gòu)成的，它也有鏈狀和環(huán)狀的。48雙萜是由四個(gè)異戊二烯單位連接而成的一類萜化合物，廣泛分布與動(dòng)植物體內(nèi)。雙萜是由四個(gè)異戊二烯單位連接而成的一類萜化合物，廣泛分布與動(dòng)49三萜是由六個(gè)異戊二烯單位連接而成的化合物，如角鯊烯。

三萜是由六個(gè)異戊二烯單位連接而成的化合物，如角鯊烯。50四萜是由八個(gè)異戊二烯單位連接而構(gòu)成的，在自然界廣泛存在。四萜是由八個(gè)異戊二烯單位連接而構(gòu)成的，在自然界廣泛存在。51二、甾族化合物1．基本結(jié)構(gòu)甾類化合物分子中，都含有一個(gè)叫甾核的四環(huán)碳骨架，環(huán)上一般帶有三個(gè)側(cè)鏈其通式為：R1、R2一般為甲基，稱為角甲基，R3為其它含有不同碳原子數(shù)的取代基。甾是個(gè)象形字，是根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)而來(lái)的，“田”表示四個(gè)環(huán)，“”表示為三個(gè)側(cè)鏈。許多甾體化合物除這三個(gè)側(cè)鏈外，甾核上還有雙鍵、羥基和其他取代基。二、甾族化合物1．基本結(jié)構(gòu)R1、R2一般為甲基，稱為角甲基，52四個(gè)環(huán)用A、B、C、D編號(hào)，碳原子也按固定順序用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)。如下圖：四個(gè)環(huán)用A、B、C、D編號(hào)，碳原子也按固定順序用阿拉伯?dāng)?shù)字編532、甾族化合物的分類和命名1）．命名甾族化合物的命名相當(dāng)復(fù)雜，通常用與其來(lái)源或生理作用有關(guān)的俗名。2）．分類根據(jù)甾族化合物的存在和化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為：甾醇、膽汁酸、甾族激素、甾族生物堿等。人體中膽固醇含量過(guò)高是有害的，它可以引起膽結(jié)石、動(dòng)脈硬化等癥。由于膽甾醇與脂肪酸都是醋源物質(zhì)，食物中的油脂過(guò)多時(shí)會(huì)提高血液中的膽甾醇含量，因而食油量不能過(guò)多。2、甾族化合物的分類和命名人體中膽固醇含量過(guò)高是有害的，它可54膽甾醇在酶催化下氧化成7-脫氫膽甾醇。7-脫氫膽甾醇存在于皮膚組織中，在日光照射下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D3：維生素D3是從小腸中吸收Ca2+離子過(guò)程中的關(guān)鍵化合物。體內(nèi)維生素D3的濃度太低，會(huì)引起Ca2+離子缺乏，不足以維持骨骼的正常生成而產(chǎn)生軟骨病。膽甾醇在酶催化下氧化成7-脫氫膽甾醇。7-脫氫膽甾醇存在于皮55有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴56有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴57有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴58有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴59脂環(huán)烴學(xué)習(xí)要求脂環(huán)烴的分類、命名和異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴的性質(zhì)環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)萜類和甾類化合物

脂環(huán)烴學(xué)習(xí)要求60學(xué)習(xí)要求1、掌握脂環(huán)烴的命名、順?lè)串悩?gòu)現(xiàn)象；2、掌握環(huán)烷烴和環(huán)烯烴的結(jié)構(gòu)和主要化學(xué)性質(zhì)，并了解碳環(huán)的大小與其穩(wěn)定性的關(guān)系；3、掌握環(huán)己烷的構(gòu)象，椅式、船式和扭船式、a鍵和e鍵，了解它們的能量關(guān)系。4、掌握一元、二元取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象式和理解十氫化萘的構(gòu)象。5、掌握下列概念或術(shù)語(yǔ)：張力環(huán)和無(wú)張力環(huán)、船式和椅式構(gòu)象、直立鍵和平伏鍵、稠環(huán)烴、橋環(huán)烴、螺環(huán)烴。重點(diǎn)與難點(diǎn)

本章重點(diǎn)和難點(diǎn)是環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)、環(huán)己烷及一元取代環(huán)己烷的構(gòu)象、二取代環(huán)己烷和稠環(huán)烴的構(gòu)象。學(xué)習(xí)要求1、掌握脂環(huán)烴的命名、順?lè)串悩?gòu)現(xiàn)象；重點(diǎn)與難點(diǎn)61脂環(huán)烴的分類、命名和異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴的分類環(huán)的大小：小環(huán)（３～４元）；普通環(huán)（５～７元）；中環(huán)（（８～１２元）和大環(huán)（十二碳以上）。脂環(huán)烴的分類、命名和異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴的分類環(huán)的大?。盒…h(huán)（３62脂環(huán)烴的命名1、根據(jù)分之中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烷。2、把取代基的名稱寫(xiě)在環(huán)烷烴的前面。3、取代基位次按“最低系列”原則列出，基團(tuán)順序按“次序規(guī)則”小的優(yōu)先列出。例如：環(huán)烷烴的命名脂環(huán)烴的命名1、根據(jù)分之中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烷。環(huán)烷烴63環(huán)烯烴的命名

1、根據(jù)分子中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烯。2、以雙鍵的位次和取代基的位置最小為原則。例如：環(huán)烯烴的命名64橋環(huán)烴（二環(huán)、三環(huán)等）分之中含有兩個(gè)或多個(gè)碳環(huán)的多環(huán)化合物中，其中兩個(gè)環(huán)共用兩個(gè)或多個(gè)碳原子的化合物稱為橋環(huán)化合物。編號(hào)原則：從橋的一端開(kāi)始，沿最長(zhǎng)橋編致橋的另一端，再沿次長(zhǎng)橋致始橋頭，最短的橋最后編號(hào)?；衔锩麨?，7-二甲基二環(huán)[2，2，1]庚烷橋環(huán)烴（二環(huán)、三環(huán)等）分之中含有兩個(gè)或多個(gè)碳環(huán)的多環(huán)化合物65命名：根據(jù)成環(huán)碳原子總數(shù)目稱為環(huán)某烷，在環(huán)字后面的方括號(hào)中標(biāo)出除橋頭碳原子外的橋碳原子數(shù)（大的數(shù)目排前，小的排后），（如圖）。其它同環(huán)烷烴的命名。命名：根據(jù)成環(huán)碳原子總數(shù)目稱為環(huán)某烷，在環(huán)字后面的方括號(hào)中66有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴67螺環(huán)烴兩個(gè)環(huán)共用一個(gè)碳原子的環(huán)烷烴稱為螺環(huán)烴。編號(hào)原則：從較小環(huán)中與螺原子相鄰的一個(gè)碳原子開(kāi)始，途經(jīng)小環(huán)到螺原子，再沿大環(huán)致所有環(huán)碳原子。命名：根據(jù)成環(huán)碳原子的總數(shù)稱為環(huán)某烷，在方括號(hào)中標(biāo)出各碳環(huán)中除螺碳原子以外的碳原子數(shù)目（小的數(shù)目排，大的排后），其它同烷烴的命名螺環(huán)烴兩個(gè)環(huán)共用一個(gè)碳原子的環(huán)烷烴稱為螺環(huán)烴。編號(hào)原則：68有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴69異構(gòu)現(xiàn)象

脂環(huán)烴的異構(gòu)有構(gòu)造異構(gòu)和順?lè)串悩?gòu)。如C5H10的環(huán)烴的異構(gòu)有：

異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴的異構(gòu)有構(gòu)造異構(gòu)和順?lè)串悩?gòu)。如C5H10的70脂環(huán)烴的性質(zhì)物理性質(zhì)：環(huán)烷烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和密度都比相應(yīng)的烷烴高一些，但仍比水輕?；瘜W(xué)性質(zhì)：普通環(huán)的化學(xué)性質(zhì)

普通脂環(huán)烴具有開(kāi)鏈烴的通性

環(huán)烷烴主要是起自由基取代反應(yīng)，難被氧化。

脂環(huán)烴的性質(zhì)物理性質(zhì)：環(huán)烷烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和密度都比相應(yīng)的烷烴71環(huán)烯烴具有烯烴的通性

環(huán)烯烴具有烯烴的通性72小環(huán)烷烴的特性反應(yīng)

1、加成反應(yīng)1）加氫小環(huán)烷烴的特性反應(yīng)1、加成反應(yīng)1）加氫732）加鹵素2）加鹵素743）加HX,H2SO4

3）加HX,H2SO4752、氧化反應(yīng)環(huán)丙烷對(duì)氧化劑穩(wěn)定，不被高猛酸鉀、臭氧等氧化劑氧化。例如：故可用高猛酸鉀溶液來(lái)區(qū)別烯烴與環(huán)丙烷衍生物。環(huán)烴性質(zhì)小結(jié)：（１）

小環(huán)烷烴（3，4元環(huán)）易加成，難氧化，似烷似烯。普通環(huán)以上難加成，難氧化，似烷。（２）

環(huán)烯烴、共軛二烯烴，各自具有其相應(yīng)烯烴的通性。2、氧化反應(yīng)環(huán)丙烷對(duì)氧化劑穩(wěn)定，不被高猛酸鉀、臭氧等氧化劑76環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的燃燒熱與環(huán)的穩(wěn)定性

燃燒熱(△Hc)測(cè)定數(shù)據(jù)表明：烷烴分子每增加一個(gè)—CH2—，其燃燒熱數(shù)值的增加基本上是一個(gè)定值——658.6kJ·mol-1。

環(huán)烷烴可以看作是數(shù)量不等的—CH2—單元連接起來(lái)的化合物。但不同環(huán)烷烴中的單元—CH2—的燃燒熱卻因環(huán)的大小有著明顯的差異

環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的燃燒熱與環(huán)的穩(wěn)定性燃燒熱(77一些環(huán)烷烴的燃燒熱*小環(huán)(C3～C4)；普通環(huán)(C5～C7)；中環(huán)(C8～C11)；大環(huán)(≥C12)。

一些環(huán)烷烴的燃燒熱*小環(huán)(C3～C4)；普通環(huán)(C578熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明：

單元CH2的燃燒熱↑，環(huán)的穩(wěn)定性↓。故：

為什么小環(huán)化合物不穩(wěn)定？熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明：?jiǎn)卧狢H2的燃燒熱↑，環(huán)的791、Baeyer理論——張力學(xué)說(shuō)（1885年提出）：

角張力(拜爾張力)：與正常鍵角偏差而引起的張力。環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)1、Baeyer理論——張力學(xué)說(shuō)（1885年提出）80五元以上的環(huán)會(huì)不會(huì)因環(huán)數(shù)增大而不穩(wěn)定？比較單位CH2燃燒熱(H)kJ/mol環(huán)張力：比烷烴CH2高出的能量。五元以上的環(huán)會(huì)不會(huì)因環(huán)數(shù)增大而不穩(wěn)定？比較單位CH2812、現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論一、環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)現(xiàn)代物理方法測(cè)定，環(huán)丙烷分子中：鍵角C-C-C=105.5°;H-C-H=114°。所以環(huán)丙烷分子中碳原子之間的sp3雜化軌道是以彎曲鍵（香蕉鍵）相互交蓋的。2、現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論現(xiàn)代物理方法測(cè)定，環(huán)丙烷分子中：鍵角C-82由此可見(jiàn)：(1)鍵的重疊程度小，穩(wěn)定性小。(2)電子云分布在兩核連線的外側(cè)，增加了試劑進(jìn)攻的可能性，故具有不飽和烯烴的性質(zhì)。另外環(huán)丙烷分子中還存在著另一種張力——扭轉(zhuǎn)張力（由于環(huán)中三個(gè)碳位于同一平面，相鄰的C-H鍵互相處于重疊式構(gòu)象，有旋轉(zhuǎn)成交叉式的趨向，這樣的張力稱為扭轉(zhuǎn)張力）。由此可見(jiàn)：(1)鍵的重疊程度小，穩(wěn)定性小83二、環(huán)丁烷和環(huán)戊烷的構(gòu)象

1．環(huán)丁烷的構(gòu)象與環(huán)丙烷相似，環(huán)丁烷分子中存在著張力，但比環(huán)丙烷的小，因在環(huán)丁烷分子中四個(gè)碳原子不在同一平面上，見(jiàn)右圖：根據(jù)結(jié)晶學(xué)和光譜學(xué)的證明，環(huán)丁烷是以折疊狀構(gòu)象存在的，這種非平面型結(jié)構(gòu)可以減少C-H的重疊，使扭轉(zhuǎn)張力減小。環(huán)丁烷分子中C-C-C鍵角為111.5°，角張力也比環(huán)丙烷的小，所以環(huán)丁烷比環(huán)丙烷要穩(wěn)定些?？倧埩δ転?08KJ/mol。二、環(huán)丁烷和環(huán)戊烷的構(gòu)象1．環(huán)丁烷的構(gòu)象根據(jù)結(jié)晶學(xué)842、環(huán)戊烷的構(gòu)象

環(huán)戊烷分子中，C-C-C夾角為108°，接近sp3雜化軌道間夾角109.5°，環(huán)張力甚微，是比較穩(wěn)定的環(huán)。但若環(huán)為平面結(jié)構(gòu)，則其C-H鍵都相互重疊，會(huì)有較大的扭轉(zhuǎn)張力，所以，環(huán)戊烷是以折疊式構(gòu)象存在的，為非平面結(jié)構(gòu)，見(jiàn)右圖，其中有四個(gè)碳原子在同一平面，另外一個(gè)碳原子在這個(gè)平面之外，成信封式構(gòu)象。這種構(gòu)象的張力很小，總張力能25KJ/mol，扭轉(zhuǎn)張力在2.5KJ/mol以下，因此，環(huán)戊烷的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。2、環(huán)戊烷的構(gòu)象環(huán)戊烷分子中，C-C-C夾角為1085三、環(huán)己烷的構(gòu)象在環(huán)己烷分子中，六個(gè)碳原子不在同一平面內(nèi)，碳碳鍵之間的夾角可以保持109.5°因此環(huán)很穩(wěn)定。1．兩種極限構(gòu)象——椅式和船式穩(wěn)定性：椅式構(gòu)象環(huán)己烷>船式構(gòu)象環(huán)己烷三、環(huán)己烷的構(gòu)象在環(huán)己烷分子中，六個(gè)碳原子不在同一平面內(nèi)，碳86椅式構(gòu)象穩(wěn)定的原因：

不存在：非鍵連作用；扭轉(zhuǎn)張力；角張力。椅式構(gòu)象穩(wěn)定的原因：不存在：87船式構(gòu)象不穩(wěn)定的原因：存在：非鍵連作用；扭轉(zhuǎn)張力；船式構(gòu)象不穩(wěn)定的原因：存在：882．平伏鍵（e鍵）與直立鍵（a鍵）在椅式構(gòu)象中C-H鍵分為兩類。第一類六個(gè)C-H鍵與分子的對(duì)稱軸平行，叫做直立鍵或a鍵（其中三個(gè)向環(huán)平面上方伸展，另外三個(gè)相反，向環(huán)平面下方伸展）；第二類六個(gè)C-H鍵與直立鍵形成接近109.5°的夾角，平伏著相環(huán)外伸展，叫做平伏鍵或e鍵。如下圖：2．平伏鍵（e鍵）與直立鍵（a鍵）在椅式構(gòu)象中C-H89在室溫時(shí)，環(huán)己烷的椅式構(gòu)象可通過(guò)C-C鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)（而不經(jīng)過(guò)碳碳鍵的斷裂），由一種椅式構(gòu)象變?yōu)榱硪环N椅式構(gòu)象，在互相轉(zhuǎn)變中，原來(lái)的a鍵變成了e鍵，而原來(lái)的e鍵變成了a鍵。但上、下關(guān)系沒(méi)變。當(dāng)六個(gè)碳原子上連的都是氫時(shí)，兩種構(gòu)象是同一構(gòu)象。連有不同基團(tuán)時(shí)，則構(gòu)象不同。3、環(huán)己烷的椅式構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)在室溫時(shí)，環(huán)己烷的椅式構(gòu)象可通過(guò)C-C鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)（而不經(jīng)過(guò)碳碳90三上三下；三左三右。a鍵變e鍵，e鍵變a鍵，上下關(guān)系不變?nèi)先?；三左三右?13．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)己烷中，取代基可占據(jù)a鍵，也可占據(jù)e鍵，但占據(jù)e鍵的構(gòu)象更穩(wěn)定。例如：3．取代環(huán)己烷的構(gòu)象92原因：a鍵取代基結(jié)構(gòu)中的非鍵原子間斥力比e鍵取代基的大（因非鍵原子間的距離小于正常原子鍵的距離所致）。從下圖中原子在空間的距離數(shù)據(jù)可清楚看出。取代基越大e鍵型構(gòu)象為主的趨勢(shì)越明顯。原因：a鍵取代基結(jié)構(gòu)中的非鍵原子間斥力比e鍵取代基的大（93（1）、1，2-二取代最穩(wěn)定的構(gòu)象是e鍵上取代基最多的構(gòu)象2）二元取代環(huán)己烷的構(gòu)象（1）、1，2-二取代最穩(wěn)定的構(gòu)象是e鍵上取代基最多的構(gòu)象94（2）、1，3-二取代其他

二元、三元等取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象，可用上述同樣方法得知。

（2）、1，3-二取代其他二元、三元等取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象95小結(jié)：1°環(huán)己烷有兩種極限構(gòu)象（椅式和船式），椅式為優(yōu)勢(shì)構(gòu)象2°一元取代基主要以e鍵和環(huán)相連。3°多元取代環(huán)己烷最穩(wěn)定的構(gòu)象是e鍵上取代基最多的構(gòu)象。4°環(huán)上有不同取代基時(shí)，大的取代基在e鍵上構(gòu)象最穩(wěn)定。小結(jié)：96[討論]1.指出下列構(gòu)象異構(gòu)體中哪一個(gè)是優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。[討論]1.指出下列構(gòu)象異構(gòu)體中哪一個(gè)是優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。97稠環(huán)環(huán)烷烴——十氫化萘

稠環(huán)環(huán)烷烴——十氫化萘98反-十氫萘順-十氫萘反-十氫萘順-十氫萘99萜類和甾類化合物萜類和甾族化合物是廣泛存在于植物、昆蟲(chóng)及微生物等生物體中的一大類有機(jī)化合物。在生物體內(nèi)有著重要的生理作用。萜類和甾族化合物雖是兩類不同的化合物，但有著生源合成方面的密切關(guān)系，因而放在一起進(jìn)行討論。

萜類和甾類化合物萜類和甾族化合物是廣泛存在于植物、昆1001、萜的涵義和異戊二烯規(guī)律分子中含C10以上，且組成為5的倍數(shù)的烴類化合物稱為萜類。因分子中含有雙鍵，所以，萜類化合物又稱為萜烯類化合物。萜類化合物是廣泛存在于植物和動(dòng)物體內(nèi)的天然有機(jī)化合物。如從植物中提取的香精油——薄荷油、松節(jié)油等，植物及動(dòng)物體中的某些色素——胡籮卜素、蝦紅素等等。研究發(fā)現(xiàn)，萜類分子在結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)是分子中的碳原子數(shù)都是5的整倍數(shù)。例如：

一、萜類化合物1、萜的涵義和異戊二烯規(guī)律一、萜類化合物101有機(jī)化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴102上述化合物的碳干骨骼可以看成是由若干個(gè)異戊二烯單位主要以頭尾相接而成的。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)叫做萜類化合物的異戊二烯規(guī)律。異戊二烯規(guī)則是從對(duì)大量萜類分子構(gòu)造的測(cè)定中歸納出來(lái)的，所以能反過(guò)來(lái)測(cè)定萜類的分子構(gòu)造。上述化合物的碳干骨骼可以看成是由若干個(gè)異戊二烯單位主要1032、萜的分類萜類化合物中異戊二烯單位可相連成鏈狀化合物，也可連成環(huán)狀化合物。1．分類根