第五章脂環(huán)烴詳解

第五章脂環(huán)烴詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共34頁。優(yōu)選第五章脂環(huán)烴當(dāng)前2頁，總共34頁。(1)環(huán)烷烴--飽和的脂環(huán)烴叫環(huán)烷烴.通式CnH2n.環(huán)丙烷

CH2-CH2

簡寫:

CH2環(huán)丁烷CH2-CH2

簡寫:

CH2-CH2甲基環(huán)丙烷CH2

簡寫:CH-CH3CH2同分異構(gòu)體CH3當(dāng)前3頁，總共34頁。以碳環(huán)作為母體,環(huán)上側(cè)鏈作為取代基命名;側(cè)鏈不易命名時以環(huán)為母體。環(huán)狀母體的名稱是在同碳直鏈烷烴的名稱前加一“環(huán)”字.(C)環(huán)上有多個取代基時，應(yīng)將成環(huán)碳原子編號，標(biāo)出取代基的位號。編號時，仍遵循“最低系列”原則，若有兩種符合“最低系列”的編號，則使“順序規(guī)則”中“優(yōu)先”的基團(tuán)具有較大的位次號。命名(與烷烴相似):當(dāng)前4頁，總共34頁。1,1,4-三甲基環(huán)己烷3-甲基-1-乙基環(huán)己烷1,2-二甲基環(huán)戊烷當(dāng)前5頁，總共34頁。

當(dāng)環(huán)上支鏈不易命名時，以碳鏈為母體，環(huán)作為取代基來命名。2甲基4環(huán)己基己烷當(dāng)前6頁，總共34頁。

由于碳原子連接成環(huán),環(huán)上C-C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(tuán),就有構(gòu)型不同的順反異構(gòu)體.順-1,4-二甲基環(huán)己烷環(huán)烷的順反異構(gòu):例:1,4-二甲基環(huán)己烷反-1,4-二甲基環(huán)己烷當(dāng)前7頁，總共34頁。--脂環(huán)烴的環(huán)上有雙鍵(或叁鍵).命名與開鏈烴相似:以不飽和碳環(huán)為母體,側(cè)鏈為取代基.碳環(huán)上的編號順序:應(yīng)是不飽和鍵所在的位置號碼最小.對環(huán)上沒有取代基，且只有一個不飽和鍵的環(huán)烯(或炔)烴,雙鍵或叁鍵位置可不標(biāo).環(huán)辛炔(2)環(huán)烯(炔)烴環(huán)戊烯1,3-環(huán)己二烯當(dāng)前8頁，總共34頁。(A)若只有一個不飽和碳上有側(cè)鏈,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,則碳原子編號順序除雙鍵所在位置號碼最小外,還要同時以側(cè)鏈位置號碼的加和數(shù)為最小.3-甲基-1-環(huán)己烯帶有側(cè)鏈的環(huán)烯烴命名:1-甲基-1-環(huán)己烯當(dāng)前9頁，總共34頁。

CH3

CH31265-甲基-1,3-環(huán)戊二烯CH312534534帶有側(cè)鏈的環(huán)烯烴命名:1,6-二甲基-1-環(huán)己烯當(dāng)前10頁，總共34頁。2.二環(huán)螺環(huán)烴兩個碳環(huán)共用一個碳原子的烴叫螺環(huán)烴。(1)定母體：根據(jù)環(huán)上碳原子總數(shù)叫螺[]某烷(某烯)。(2)再把連接于螺原子的兩個環(huán)的碳原子數(shù)(不含螺原子),按由小到大的次序?qū)懺凇奥荨焙汀澳惩椤敝g的方括號里,數(shù)字用圓點(diǎn)分開.(3)編號：從小環(huán)鄰接于螺原子的碳原子開始。(4)取代基排列（同烷烴）。5-甲基螺[2.4]庚烷螺原子螺[2.4]庚烷當(dāng)前11頁，總共34頁。3.二環(huán)橋環(huán)烴

兩個碳環(huán)共用兩個或兩個以上碳原子的烴叫橋環(huán)烴

二環(huán)橋環(huán)烴都有兩個“橋頭”碳原子和三條連在“橋頭”上的“橋”。(1)定母體：根據(jù)組成環(huán)的碳原子總數(shù)命名為二環(huán)[]某烷(某烯)

。各“橋”所含碳原子數(shù)目,按由大到小的次序?qū)懺凇岸h(huán)”和“某烷”之間的方括號里。(2)編號：從橋頭碳開始，先長橋，后短橋。(3)取代基的排列（同烷烴）。當(dāng)前12頁，總共34頁。二環(huán)[2.2.1]庚烷二環(huán)[2.1.0]戊烷當(dāng)前13頁，總共34頁。二環(huán)[3.1.1]庚烷8,8-二甲基二環(huán)[3.2.1]辛烷當(dāng)前14頁，總共34頁。4.1.2環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性

環(huán)烷烴隨著環(huán)的大小不同，其穩(wěn)定性不盡相同。燃燒熱：1mol化合物完全燃燒CO2+H2O放出的熱量當(dāng)前15頁，總共34頁。表2.2一些環(huán)烷烴的燃燒熱分子燃燒熱/kJ·Mol-1-CH2-的平均燃燒熱/kJ·Mol-1環(huán)丙烷32091697環(huán)丁烷42744686環(huán)戊烷53320664環(huán)己烷

63951659環(huán)庚烷74637662環(huán)辛烷85310664環(huán)壬烷95981665環(huán)癸烷106636664環(huán)十五烷159885660開鏈烷烴659

名稱環(huán)大小與開鏈烷烴燃燒熱的差/kJ·Mol-138275035651當(dāng)前16頁，總共34頁。環(huán)烷烴的穩(wěn)定性：環(huán)己烷>環(huán)戊烷>環(huán)丁烷>環(huán)丙烷環(huán)的張力越小，相應(yīng)的環(huán)烷烴越穩(wěn)定。

環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)：

丙烷及環(huán)丙烷分子中碳碳鍵原子軌道交蓋情況當(dāng)前17頁，總共34頁。

特點(diǎn)：(1)C：sp3雜化，3個C原子共平面，正三角形。

(2)彎鍵,C－C－C鍵角105°，偏離正常鍵角。兩個相鄰的C原子以sp3雜化軌道形成C－Cσ鍵時，以彎曲的方式交蓋（存在角張力：鍵角偏離正常鍵角而產(chǎn)生的張力），從而未能最大程度的交蓋。因此，環(huán)丙烷不穩(wěn)定。當(dāng)前18頁，總共34頁。

環(huán)烷烴的構(gòu)象

環(huán)己烷的碳骨架不是平面結(jié)構(gòu)，C－C－Ｃ鍵角109.5°。通過旋轉(zhuǎn)σ鍵和鍵角的改變，可以得到兩種典型構(gòu)象：椅式

船式

環(huán)己烷的椅式和船式構(gòu)象1.環(huán)己烷的構(gòu)象當(dāng)前19頁，總共34頁。環(huán)己烷椅式構(gòu)象

環(huán)己烷船式構(gòu)象

環(huán)己烷椅式和船式構(gòu)象的模型

當(dāng)前20頁，總共34頁。

椅式構(gòu)象和船式構(gòu)象可以相互轉(zhuǎn)變，但椅式構(gòu)象比船式構(gòu)象穩(wěn)定：船式構(gòu)象:(1)C1和C4上的C－H鍵存在非鍵張力

(2)C2與C3和C5與C6之間處于全重疊式，存在扭轉(zhuǎn)張力當(dāng)前21頁，總共34頁。椅式構(gòu)象穩(wěn)定的原因：所有相鄰C上的鍵都處于交叉式在椅式構(gòu)象中，C1、C3、C5

原子在一個平面上；C2、C4、C6

原子在另一個平面上。當(dāng)前22頁，總共34頁。eaeaeaeeaaaeaaaaaaeeeeee環(huán)己烷椅式構(gòu)象中的兩類C－H鍵：a鍵和e鍵6個C－H鍵處于直立鍵(a鍵)，6個C－H鍵處于平伏鍵(e鍵)。

環(huán)己烷可以由一種椅式構(gòu)象翻轉(zhuǎn)成另一種椅式構(gòu)象，原來的a鍵變?yōu)閑鍵，原來的e鍵變?yōu)閍鍵：當(dāng)前23頁，總共34頁。2.

環(huán)己烷衍生物的構(gòu)象

在一取代的環(huán)己烷分子中，取代基可以處在a鍵上，也可以處在e鍵上：

當(dāng)取代基處在a鍵時，它與1,3位的H原子存在著非鍵張力，使得構(gòu)象不穩(wěn)定而翻轉(zhuǎn)。

同時，取代基與相鄰碳原子上的-CH2-處于鄰位交叉，而當(dāng)取代基處于e鍵上時，取代基與相鄰碳原子上的-CH2-處于對位交叉(較穩(wěn)定)。當(dāng)前24頁，總共34頁。取代基處在e鍵上穩(wěn)定,是優(yōu)勢構(gòu)象。

(優(yōu)勢構(gòu)象)當(dāng)前25頁，總共34頁。取代基越大，它處于e鍵的構(gòu)象越穩(wěn)定：若有多個取代基,往往是e

鍵取代基最多的構(gòu)象最穩(wěn)定.當(dāng)前26頁，總共34頁。順-4-叔丁基環(huán)己醇的兩種構(gòu)象若環(huán)上有不同取代基,則體積較大取代基在e鍵上的構(gòu)象最穩(wěn)定，為優(yōu)勢構(gòu)象優(yōu)勢構(gòu)象當(dāng)前27頁，總共34頁。小結(jié)：環(huán)己烷：椅式構(gòu)象為優(yōu)勢構(gòu)象一取代環(huán)己烷：取代基在e鍵上的構(gòu)象是優(yōu)勢構(gòu)象。

多取代環(huán)己烷：e

鍵上取代基最多的構(gòu)象最穩(wěn)定.若環(huán)上有不同取代基,則體積較大取代基在e鍵上的構(gòu)象最穩(wěn)定，為優(yōu)勢構(gòu)象。當(dāng)前28頁，總共34頁。是雙環(huán)[4.4.0]癸烷的習(xí)慣名稱.順十氫化萘反十氫化萘(1)平面結(jié)構(gòu)式(2)構(gòu)象3.十氫化萘的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢構(gòu)象當(dāng)前29頁，總共34頁。1.環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)小環(huán)環(huán)烷烴存在環(huán)張力，易于開環(huán)易發(fā)生加成反應(yīng)(1)開環(huán)反應(yīng)--也叫加成反應(yīng).(A)氫解（催化加氫）Ni80℃Ni200℃Pt300℃5.1.4脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)當(dāng)前30頁，總共34頁。

環(huán)丙烷及其衍生物與溴分子發(fā)生加成反應(yīng)，開環(huán)，生成1,3-二溴代烷。與溴的加成反應(yīng)，在室溫下即可進(jìn)行：1,3-二溴丙烷

溴與環(huán)丁烷的加成反應(yīng)需在加熱的條件下進(jìn)行。溴與環(huán)戊烷、環(huán)己烷等大環(huán)烷烴在加熱條件下不發(fā)生加成，而發(fā)生取代。如何區(qū)別丙烷和環(huán)丙烷？(B)鹵解（加鹵素）當(dāng)前31頁，總共34頁。

同樣，環(huán)丙烷及其衍生物也容易與溴化氫發(fā)生加成反應(yīng)，開環(huán)生成一溴代烷。開環(huán)的方向：氫原子連到氫原子較多的一端，鹵原子連到氫原子較少的一端。(C)