第四章環(huán)烷烴

第四章環(huán)烷烴第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)同分異構及命名1、分類本章主要討論環(huán)烷烴根據(jù)環(huán)C原子數(shù)目常分為小環(huán)（3～5）、中環(huán)（6～13）和大環(huán)第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五2、同分異構環(huán)烷烴具有環(huán)的大小、側(cè)鏈的長短及位置不同等構造異構兩個及以上支鏈可以在環(huán)平面的同側(cè)，也可以在環(huán)平面的異側(cè)，形成順反異構；順反異構體由于環(huán)的存在，不能互變（斷鍵），其物理性質(zhì)有差異

第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五3、命名1.單環(huán)烴1）按成環(huán)碳原子數(shù)目稱為環(huán)××烷、環(huán)××烯，支鏈作為取代基，使其位置號盡可能小1-甲基-3-乙基環(huán)己烷4-甲基環(huán)己烯2）長鏈作母體，環(huán)作取代基3-甲基-4-環(huán)丁基庚烷1,2-二環(huán)己基乙烷第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五3）順、反異構體

兩個取代基在環(huán)同側(cè)兩個取代基在環(huán)異側(cè)順-1,4-二甲基環(huán)己烷反-1,4-二甲基環(huán)己烷2.雙環(huán)烴

聯(lián)環(huán)橋環(huán)螺環(huán)稠環(huán)第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五1）橋環(huán)、稠環(huán)的命名橋頭碳：兩環(huán)共用的相距最遠的兩個碳原子橋：兩個橋頭碳原子之間的碳鏈或一個鍵a）根據(jù)成環(huán)C原子數(shù)稱為××烷、××烯，以其作為母體b）用二環(huán)、三環(huán)等詞頭注明環(huán)的數(shù)目c）在母體與詞頭間用方括號內(nèi)的羅馬數(shù)字注明橋C原子數(shù)，數(shù)字間用小圓點隔開，橋頭直接相連的橋計為0二環(huán)[3.2.1]辛烷第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五2,7,7-三甲基二環(huán)[2.2.1]庚烷環(huán)上有取代基或不飽和鍵時，從靠近取代基或不飽和鍵的橋頭開始編號，沿最長橋編到另一橋頭，然后再沿次長橋編回到起始橋頭，最短橋最后編，有等長橋時盡可能使取代基或不飽和鍵編號較小5,6-二甲基二環(huán)[2.2.2]-2-辛烯1234567第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五2）螺環(huán)的命名

螺原子：兩個環(huán)共用的碳原子

螺[4.5]癸烷5-甲基螺[3.4]辛烷

螺[4.5]-1,6-癸二烯1-甲基螺[3.5]-5-壬烯根據(jù)環(huán)C原子數(shù)稱為××烷、××烯作為母體，以螺為詞頭，把二個環(huán)除螺原子外的C原子數(shù)按由小到大的順序放在詞頭與母體間的方括號內(nèi)，數(shù)字間用小圓點隔開，有取代基或不飽和鍵時，從與螺原子相鄰的小環(huán)C開始編號，使取代基或不飽和鍵的位置號盡可能較小第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)環(huán)烷烴的性質(zhì)一、物理性質(zhì)與相應鏈烴變化規(guī)律相似，熔點、密度等略高于烷烴二、化學性質(zhì)具有烷烴的類似性質(zhì)，部分環(huán)烷烴還具有烯烴的加成性質(zhì)催化加氫：第九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五與鹵化氫的加成：與鹵素的加成：第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五加硫酸：？第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)環(huán)烷烴的穩(wěn)定性一、環(huán)烷烴的燃燒熱及穩(wěn)定性每一個CH2單元的燃燒熱：從燃燒熱以及前面環(huán)烷烴的化學性質(zhì)都可以看出，環(huán)的大小與穩(wěn)定性呈現(xiàn)如下關系：三元環(huán)<

四元環(huán)<

五元環(huán)??????二、拜爾張力（角張力）學說幾何原因等引起正常鍵角的變形（擴張或壓縮）將使體系產(chǎn)生張力，常稱為拜爾張力或角張力，變形程度越大，張力越大，體系內(nèi)能越高，體系越不穩(wěn)定第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五穩(wěn)定性順序：三元環(huán)<

四元環(huán)<

五元環(huán)>六元環(huán)>

七元環(huán)>>>>與實際情況有誤差，原因是六元環(huán)以上并不是平面結構三、彎鍵學說C、C之間SP3軌道的重疊不是“頭碰頭”的方式，而是側(cè)面重疊，鍵的強度較弱；形成的σ鍵形如彎曲狀，σ成鍵電子位于核間連線的外測，易受到試劑的進攻第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)環(huán)烷烴的構像一、環(huán)丙烷等的構像二、環(huán)己烷的構像通過碳原子不在同一平面可以使C保持正常四面體鍵角構成六元環(huán)，現(xiàn)代物理方法證明環(huán)己烷有兩種極端構像：椅式構像船式構像第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五

穩(wěn)定性：椅式構象環(huán)己烷>船式構象環(huán)己烷室溫下，平衡有利于椅式構象（優(yōu)勢構象），約占99.9％H原子的范德華半徑為120pm第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五a鍵：直立鍵(豎鍵)(axialbonds)e鍵：平伏鍵(橫鍵)(equatorialbonds)a鍵轉(zhuǎn)變成e鍵，e鍵轉(zhuǎn)變成a鍵

環(huán)上原子的空間關系保持第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五三、一取代環(huán)己烷的構像椅式還是船式？椅式中取代基處于e鍵還是a鍵？隨著取代基的增大，椅式構像的比例增加，椅式中取代基處于e鍵的構像增加R=(CH3)2CH－97％R=(CH3)3C－>99.99％第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五四、二取代環(huán)己烷的構像二取代環(huán)己烷分鄰二取代、間二取代和對二取代三種類型，每一種類型又分順式和反式兩種構型順式鄰二取代：反式鄰二取代：第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五順式對二取代：反式對二取代：第二十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五反式-1-甲基-3-叔丁基環(huán)己烷的最穩(wěn)定構像是怎樣的？最大基團盡可能處于e鍵第二十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五五、特殊化合物的構像反-1,4環(huán)己二醇的最穩(wěn)定構象是怎樣的？六、環(huán)烷烴構像的表示方法除特別要求外，通?？捎闷矫娑噙呅伪硎荆挥卸鄠€取代基但無明確要求時也用平面方法表示1,2-二甲基環(huán)己烷反-1,2-二甲基環(huán)己