第五章 脂環(huán)烴接第八章

第五章脂環(huán)烴接第八章第1頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三5.1脂環(huán)烴的定義和命名脂環(huán)烴——結(jié)構(gòu)上具有環(huán)狀碳骨架，而性質(zhì)上與脂肪烴相似的烴類，總稱脂環(huán)烴.烴

烯烴烷烴炔烴開鏈烴/脂肪烴

芳香烴脂環(huán)烴

飽和脂環(huán)烴（環(huán)烷烴）不飽和脂環(huán)烴閉鏈烴第2頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三同分異構(gòu)體(1)環(huán)烷烴----飽和的脂環(huán)烴叫環(huán)烷烴，單環(huán)烷烴分子式符合通式CnH2n.第3頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三命名(與烷烴相似):1,2-二甲基環(huán)戊烷例:(A)以碳環(huán)作為母體，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數(shù)直鏈烷烴的名稱前加一“環(huán)”字.(C)取代基較多（>1）時，命名時應(yīng)把取代基的位置標出.(D)環(huán)上碳原子編號，以取代基所在位置的號碼最小為原則.1-甲基-3-乙基環(huán)己烷1231,1,4-三甲基環(huán)己烷1234第4頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三環(huán)辛炔(2)環(huán)烯(炔)烴----脂環(huán)烴的環(huán)上有雙鍵(或叁鍵).環(huán)戊烯1,3-環(huán)己二烯命名與開鏈烯(炔)烴相似：?以不飽和碳環(huán)為母體，側(cè)鏈為取代基；?碳環(huán)上編號順序：應(yīng)使不飽和鍵所在的位置號碼最小;?只有一個不飽和鍵的環(huán)烯(炔)烴，雙鍵或叁鍵位置可不標.重鍵是一個整體，一個重鍵上的兩個C應(yīng)一次性連續(xù)編號完全。12第5頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三(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)若兩個不飽和碳上都有側(cè)鏈或都沒有側(cè)鏈，則碳原子編號應(yīng)首先考慮雙鍵所在位置號碼最小，其次還要使側(cè)鏈位置號碼的加和數(shù)盡可能小.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12312第6頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三5-甲基-1,3-環(huán)戊二烯例：帶有側(cè)鏈的環(huán)烯烴命名1,6-二甲基-1-環(huán)己烯12345123456第7頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三螺[2.4]庚烷雙環(huán)[2.2.1]庚烷(3)雙環(huán)化合物——分子中含有兩個碳環(huán).橋頭碳原子兩個碳環(huán)共用一個碳原子的叫螺環(huán)化合物.螺原子共用兩個或以上碳原子的叫橋環(huán)化合物.第8頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三(A)螺環(huán)化合物的命名:螺[3.4]辛烷?

依據(jù)組成環(huán)的碳原子總數(shù)命名為“某烷”，加詞頭“螺”.?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)字用圓點分開.螺[2.4]庚烷第9頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三?帶支鏈的螺烷——螺環(huán)上的編號：從與螺原子相連的碳開始編號，先編較小的環(huán)，然后經(jīng)過螺原子再編第二個環(huán)。編號的順序以取代基位置號碼加和數(shù)最小為原則。5-甲基螺[2.4]庚烷1,5-二甲基螺[3.4]-6-辛烯1234567第10頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三?具有兩個“橋頭”碳原子（即兩個環(huán)共用的碳原子）和三條連在兩個“橋頭”上的“橋”；?組成環(huán)的碳原子總數(shù)命名為某烷，加詞頭雙環(huán)；?各“橋”所含碳原子數(shù)目(不含橋頭碳原子)，按由大到小的次序?qū)懺凇半p環(huán)”和“某烷”之間的方括號里，數(shù)字用圓點分開.(B)橋環(huán)化合物的命名雙環(huán)[2.2.1]庚烷橋頭碳原子第11頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三雙環(huán)[2.1.0]戊烷雙環(huán)[3.1.1]庚烷第12頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三?環(huán)上碳原子編號：從一個橋頭碳原子開始，先編最長的橋至第二個橋頭，再編余下的較長的橋，回到第一個橋頭；最后編最短的橋。?編號的順序以取代基位置號碼加和數(shù)最小為原則。6-甲基雙環(huán)[3.2.2]壬烷1,7-二甲基雙環(huán)[3.2.2]壬烷11第13頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三8,8-二甲基雙環(huán)[3.2.1]辛烷雙環(huán)[2.2.2]-2,5,7-辛三烯3,7,9-三甲基雙環(huán)[3.3.2]癸烷第14頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三鍵軌道的交蓋沿軌道對稱軸交蓋較好5.2環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)5.2.1環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)交蓋較差C-C鍵的形成：

——環(huán)烷烴的碳仍為sp3雜化，但為了成環(huán)，碳原子的鍵角不一定是109.5°。環(huán)的大小不同，鍵角也不同。第15頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三彎曲鍵比一般的鍵弱，具有較高的能量；因鍵角偏離正常鍵角而引起的張力叫角張力；由于構(gòu)象是重疊式而引起的張力叫扭轉(zhuǎn)張力.這樣的鍵與一般的鍵不一樣，它的電子云沒有軌道對稱軸，而是分布在一條曲線上，故常稱彎曲鍵。第16頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三環(huán)丁烷中的彎曲鍵環(huán)丁烷的折疊式構(gòu)象5.2.2環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu)第17頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三5.2.3環(huán)戊烷的結(jié)構(gòu)實際構(gòu)象：非平面，折疊環(huán)的“信封式”構(gòu)象。分子張力不大，化學性質(zhì)比較穩(wěn)定?！靶欧狻睜罘肿拥?8頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三椅式構(gòu)象船式構(gòu)象C2,C3,C5,C6共平面兩者互為構(gòu)象異構(gòu)體5.2.4環(huán)己烷的結(jié)構(gòu)第19頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三順-1,4-二甲基環(huán)己烷環(huán)烷烴的順反異構(gòu):例:1,4-二甲基環(huán)己烷反-1,4-二甲基環(huán)己烷環(huán)烷烴的立體異構(gòu)P174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，就有構(gòu)型不同的順反異構(gòu)體。第20頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三環(huán)烷烴的對映異構(gòu)環(huán)狀化合物手性碳原子的判斷：看要考察的碳原子所在的環(huán)，左右是否具有對稱性，若無對稱性則相當于兩個不一樣的基團。薄荷醇的平面式幾個C*？幾個光學異構(gòu)體?23=8——把環(huán)看成是平面多邊形，其結(jié)果與實際情況一致。第21頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三例：2-羥甲基環(huán)丙烷-1-羧酸的立體異構(gòu)體順式反式對映體對映體第22頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三例：

將2-羥甲基環(huán)丙烷-1-羧酸氧化成環(huán)丙烷二羧酸順式反式內(nèi)消旋體對映體第23頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三例:二元取代環(huán)丁烷的立體異構(gòu)的數(shù)目與取代基的位置有關(guān):?環(huán)丁烷-1,3-二羧酸?環(huán)丁烷-1,2-二羧酸順式反式內(nèi)消旋體對映體順式反式第24頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三?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，但比水輕6.3脂環(huán)烴的性質(zhì)?物理性質(zhì)?化學性質(zhì)——環(huán)的大小與化學性質(zhì)五元及以上環(huán)烷烴鏈狀烷烴性質(zhì)相似小環(huán)環(huán)烷烴活潑，易開環(huán)!!!第25頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三6.3.1環(huán)烷烴的反應(yīng)(1)取代反應(yīng)----在光或熱的引發(fā)下發(fā)生鹵代反應(yīng).光光熱第26頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三(2)開環(huán)反應(yīng)（加成反應(yīng)）：環(huán)烷烴中一些小環(huán)化合物與某些試劑作用時易發(fā)生環(huán)破裂而與試劑相結(jié)合的反應(yīng)。(A)

催化加氫Ni80℃Ni200℃Pt300℃第27頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三?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最多和最少的兩個碳原子之間，且符合馬氏規(guī)律.?四碳環(huán)相對不易開環(huán)，在常溫下與X2、HX不反應(yīng)。(B)

加鹵素或鹵化氫環(huán)丙烷×第28頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三(3)氧化反應(yīng):——在常溫下，與烷烴相同，環(huán)烷烴與一般氧化劑(KMnO4

/O3)

也不反應(yīng).——在加熱，強氧化劑作用或催化劑存在時，可用空氣將環(huán)烷烴氧化成各種氧化產(chǎn)物：思考：如何鑒別環(huán)丙烷與丙烯?第29頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三6.3.2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)——易與氫、鹵素、鹵化氫、硫酸、水等反應(yīng).(C+，馬氏規(guī)則)(2)環(huán)烯烴的氧化反應(yīng)——雙鍵易被KMnO4,O3等氧化劑氧化而斷裂成開鏈的氧化產(chǎn)物:第30頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三例：第31頁，共34頁，2023年，2月20日，星期三雙環(huán)[2.2.1]-5-庚烯-2-羧酸甲酯雙環(huán)[2.2.1]-2,5-庚二烯(3)共軛環(huán)二烯烴的雙烯合成反應(yīng)含有共軛雙鍵的環(huán)二烯烴具有共軛二烯烴的一般性質(zhì)，也能與某些不飽和化合物發(fā)生雙烯合成反應(yīng)（Diels-Alder反應(yīng)）.第32頁，共34頁，2