醫(yī)學(xué)有機(jī)化學(xué)-第三章環(huán)烴

第三章環(huán)烴2/7/20241一、環(huán)烷烴的分類和命名（一）分類第一節(jié)環(huán)烷烴2/7/20242（二）命名

環(huán)丙烷（cyclopropane）

環(huán)己烷（cyclohexane）環(huán)辛烷1-甲基-3-乙基環(huán)己烷（1-methyl-2-ethylcyclohexane)2/7/20243環(huán)上帶有復(fù)雜的取代基時(shí)，一般將環(huán)作為取代基來(lái)命名。1，4-二環(huán)丙基丁烷3-環(huán)丙基戊烷2/7/20244順?lè)串悩?gòu)體的命名在環(huán)烷烴分子中，由于環(huán)的存在，限制了C-Cσ鍵的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)兩個(gè)成環(huán)C原子上連有不同的原子或原子團(tuán)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生順?lè)串悩?gòu)現(xiàn)象。順式：兩個(gè)相同的原子或基團(tuán)在環(huán)的同側(cè)。反式：兩個(gè)相同的原子或基團(tuán)在環(huán)的異側(cè)。順-1,4-二甲基環(huán)己烷反-1,4-二甲基環(huán)己烷2/7/20245在環(huán)丙烷分子中，由于幾何結(jié)構(gòu)的限制，形成的C-Cσ鍵是彎曲的，比一般的σ鍵的重疊程度少，不穩(wěn)定，因此容易開(kāi)環(huán)生成穩(wěn)定的鏈狀化合物。二、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性2/7/20246三、環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)飽和環(huán)烷烴對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑穩(wěn)定1、自由基取代反應(yīng)常見(jiàn)環(huán)、中環(huán)、大環(huán)2/7/202472、加成反應(yīng)（1）加氫小環(huán)（三、四元）易開(kāi)環(huán)2/7/20248（2）加鹵素、氫鹵酸環(huán)丁烷在常溫下，不與鹵素、鹵化氫發(fā)生加成反應(yīng)。需加熱能反應(yīng)。2/7/20249當(dāng)環(huán)丙烷的烷基衍生物與氫鹵酸作用時(shí)，碳環(huán)開(kāi)環(huán)多發(fā)生在連氫原子最多和連氫原子最少的兩個(gè)碳原子之間。氫鹵酸中的氫原子加在連氫原子較多的碳原子上，而鹵原子則加在連氫原子較少的碳原子上。

2/7/202410第二節(jié)芳香烴1、芳香烴，芳香族化合物母體,簡(jiǎn)稱芳烴?！胺枷恪敝菤v史遺留，沿用至今。苯是最簡(jiǎn)單、最重要的芳香烴。

2、芳香性：芳環(huán)的穩(wěn)定性，易取代，難加成、氧化。3、分類2/7/202411一、苯分子的結(jié)構(gòu)（一）凱庫(kù)勒式：（A.Kekule）根據(jù)：1、苯分子式C6H6

、具有芳香性；

2、一元取代物只一種特點(diǎn)：六元環(huán)、每碳一氫、單雙鍵間隔。意義：解釋加氫成環(huán)己烷、一元取代物只一種；但不能解釋難親電加成、鄰二元取代物只一種。2/7/202412（二）苯分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代解釋研究證明：苯是平面正六邊形。鍵角120°，碳碳鍵長(zhǎng)140pm。sp2

2/7/202413二、苯同系物的命名1、一元取代物，以苯環(huán)為母體，烷基為取代基，如2、二元取代物有三種異構(gòu)體鄰-二甲苯間-二甲苯對(duì)-二甲苯甲苯乙苯異丙苯2/7/2024143、三元取代物有三種異構(gòu)體5-丁基-2-異丙基甲苯連-三甲苯1，2，3-三甲苯偏-三甲苯1，2，4-三甲苯均-三甲苯1，3，5-三甲苯3-叔丁基乙苯間叔丁基乙苯2/7/2024154、結(jié)構(gòu)復(fù)雜或連不飽和烴基，苯環(huán)作取代基5、芳香烴分子中去掉1個(gè)氫原子后剩下的原子團(tuán)稱為芳基，常用“Ar-”來(lái)表示。2-甲基-3-苯基戊烷苯乙烯2-苯基-2-丁烯苯基Ph-芐基氯化芐芐醇2/7/202416三、苯及其同系物的化學(xué)性質(zhì)(一)親電取代(鹵代、硝化、磺化）2/7/2024172/7/202418磺化的意義：

（１）有機(jī)合成，磺酸基暫占據(jù)環(huán)某位置，最后水

解除去。（２）苯磺酸極易溶于水。分子引入－SO3H，

變?yōu)樗苄浴?/7/2024192/7/2024204、苯的烷基化2/7/2024215、苯的?；?/7/202422

（二）氧化反應(yīng)

2/7/202423四、苯環(huán)親電取代反應(yīng)的定位效應(yīng)1、定位效應(yīng)苯環(huán)有取代基，再引入新取代基時(shí)，原取代基影響新取代基在苯環(huán)上的位置及親電取代反應(yīng)活性。苯環(huán)原有取代基稱為定位基。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看取代位置：使苯環(huán)易發(fā)生親電取代的定位基叫活化基，如-CH3。使苯環(huán)難發(fā)生親電取代的定位基叫鈍化基,如-NO2

。2/7/202424（1）第一類定位基（鄰、對(duì)位定位基）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與苯環(huán)相連的原子不含有雙鍵或叁鍵，多數(shù)具有未共用電子對(duì)或帶有負(fù)電荷，使新取代基主要進(jìn)入它們的鄰、對(duì)位。2/7/202425（2）第二類定位基（間位定位基）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與苯環(huán)相連原子，一般含有雙鍵、叁鍵或帶正電荷的基團(tuán)。間位定位基使苯環(huán)鈍化，即親電取代反應(yīng)比苯難于進(jìn)行，使新取代基主要進(jìn)入它們的間位。2/7/202426關(guān)于二取代苯的定位效應(yīng)(1)活化基團(tuán)的作用超過(guò)鈍化基團(tuán)(2)兩取代基為同一類，但定位效應(yīng)強(qiáng)弱不同，第三個(gè)取代基的位置要由定位效應(yīng)強(qiáng)的基團(tuán)決定。2/7/202427（3）兩取代基中間的位置一般不易進(jìn)入新基團(tuán)2、定位效應(yīng)的解釋甲基的斥電子誘導(dǎo)效應(yīng)導(dǎo)致了苯環(huán)上的電子云密度升高，特別是鄰、對(duì)位。2/7/202428硝基為吸電子基，使苯環(huán)上電子云密度降低，共軛效應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向上可看出，苯環(huán)上電子云密度也減少，總的結(jié)果是苯環(huán)上電子云密度都降低，特別是鄰、對(duì)位。氯的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)，使苯環(huán)上電子云密度降低，共軛效應(yīng)導(dǎo)致了苯環(huán)上的電子云密度升高，但是誘導(dǎo)效應(yīng)大于共軛效應(yīng)，總的結(jié)果是苯環(huán)上電子云密度都降低，特別是間位。氧的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)，使苯環(huán)上電子云密度降低，共軛效應(yīng)導(dǎo)致了苯環(huán)上的電子云密度升高，但是共軛效應(yīng)大于誘導(dǎo)效應(yīng)，總的結(jié)果是苯環(huán)上電子云密度都升高，特別是鄰、對(duì)位。2/7/2024293、定位規(guī)律的應(yīng)用

完成反應(yīng)式（寫(xiě)主要產(chǎn)物）2/7/202430預(yù)測(cè)產(chǎn)物，設(shè)計(jì)合成路線

用甲苯合成想一想COOH設(shè)計(jì)由苯合成鄰硝基氯苯的最佳合成路線

2/7/202431五、稠環(huán)芳香烴兩個(gè)（以上）苯環(huán)稠并成的多環(huán)芳香烴。如：萘、蒽、菲等。

萘蒽菲（Naphthalene）（Anthracene）（Phenanthrene）2/7/202432（一）結(jié)構(gòu)和命名萘C10H812345678ααααββββ萘分子的電子云圖碳sp2雜化共軛大π鍵π電子云分布不均2/7/202433（二）萘的化學(xué)性質(zhì)萘的電子云分布不均，位更活潑。萘比苯易發(fā)生取代、氧化、加成反應(yīng)。2/7/2024342/7/202435指出下列化合物硝化時(shí)導(dǎo)入硝基的位置

下列化合物最難發(fā)生親電取代反應(yīng)的是（

）2/7/202436下列化合物最穩(wěn)定的是（

）下列化合物在進(jìn)行苯環(huán)上的一元溴化反應(yīng)時(shí)速度最快的是（