5第五章脂环烃3学时.docVIP

第五章 脂 环 烃 学习要求 1．掌握脂环烃的命名。．掌握脂环烃的结构和性质，环的大小与稳定性的关系。．掌握脂环烃的顺反异构，环己烷及取代环己烷的构象分析。．理解多环己环烃（十氢萘的顺反异构）。．了解脂环烃的一般合成方法。了解5.1.1分类 饱和脂环烃， 环烷烃　　如：（ ） 1． 　不饱和脂环烃　　环烯烃　如：（ ） 环炔烃 环的大小：　小环（３～４元）；普通环（５～７元）；中环（（８～１２元）和 　　２． 大环（十二碳以上）。 环的多少：　单环；　　多环（桥环，　螺环） 5.1.2命名 １．环烷烃的命名 （１）　根据分之中成环碳原子数目，称为环某烷。 （２）　把取代基的名称写在环烷烃的前面。 取代基位次按“最低系列”原则列出，基团顺序按“次序规则”小的优先列出。 　例如： ２．环烯烃的命名　 （1）称为环某烯。 （2）以双键的位次和取代基的位置最小为原则。 例如： 3． 多环烃的命名 （1） 桥环烃（二环、三环等） 分之中含有两个或多个碳环的多环化合物中，其中两个环共用两个或多个碳原子的化合物称为桥环化合物。 编号原则：从桥的一端开始，沿最长桥编致桥的另一端，再沿次长桥致始桥头，最短的桥最后编号。 命名：根据成环碳原子总数目称为环某烷，在环字后面的方括号中标出除桥头碳原子外的桥碳原子数（大的数目排前，小的排后），（如左图）。其它同环烷烃的命名。 例如： 上化合物名为 7，7-二甲基二环[2，2，1]庚烷 （2）螺环烃 两个环共用一个碳原子的环烷烃称为螺环烃。 编号原则：从较小环中与螺原子相邻的一个碳原子开始，徒经小环到螺原子，再沿大环致所有环碳原子。 命名：根据成环碳原子的总数称为环某烷，在方括号中标出各碳环中除螺碳原子以外的碳原子数目（小的数目排，大的排后），其它同烷烃的命名。 多环化合物的命名也遵循上述规则，即先视作双环把主环和主桥编号（如下例：最大的环为8元环，为主环，C1和C5为主桥的桥头碳），然后编第二号桥、第三号桥等等（下例的C3和C7为第二桥的桥头碳）并注明其桥头碳（如下例的前三个数３，３，１是主桥的原子数，后一个１３。７是第二桥的原子数，其右上角３.7是桥头碳编号. 近年来合成了很多新型结构的多环化合物，引起了有机化学家很大兴趣。为了简便，合成的这些化合物也规定了简称，如：立方烷、篮烷、棱晶烷、金刚烷　 Polycyclic Hydrocarbons Name? Structure Prismane （棱烷） Cubane （立方烷） Housane （房烷） Basketane （篮烷） Adamentane （金刚烷） mp. 314℃ Dodecahedrane （十二面烷） mp.〉450℃ 5.1.3 异构现象 脂环烃的异构有构造异构和顺反异构。如C5H10的环烃的异构有： §5.2 脂环烃的性质 5.2.1物理性质 环烷烃的熔点、沸点、和比重都较含同数碳原子的开链烷烃高。 可以看到结构对它们所起的作用。链状化合物可以比较自由的摇动，分子间“拉”得不紧，容易挥发，所以沸点低一些。由于这种摇动，它比较难以在晶格内作有次序的排列，所以它的熔点也低一些。环烷烃排列得紧密一些，所以密度高一些，比重就高一些。 5.2.2环烷烃反应 大环环烷烃和链状烷烃的化学性质很相像，对一般试剂表现得不活泼。 它与氢、卤素、卤化氢都可以发生开环作用，因此小环可以比作一个双键。不过，随着环的增大，它的反应性能就逐渐减弱，五元、六元环烷烃，即使在相当强烈的条件下也不开环。 二、小环烷烃的特性反应 小环烷烃与烯烃相像----与H2 、 X2 、 HX 反应。 1．加成反应 （1） 加氢 （2） 加卤素 （3）加H X, H2SO4 5.2.3环烯烃 具有烯烃的通性 2．氧化反应 环丙烷对氧化剂稳定，不被高猛酸钾、臭氧等氧化剂氧化。例如： 故可用高猛酸钾溶液来区别烯烃与环丙烷衍生物。 臭氧对环烷或多环烷的选择性氧化。 通常氧化叔碳氢，特别是桥头氢 环烃性质小结： 小环烷烃（3，4元环）易加成，难氧化，似烷似烯。 普通环以上难加成，难氧化，似烷。 环烯烃、共轭二烯烃，各自具有其相应烯烃的通性。 5.3 张力学说和稳定性 环的稳定性与环的大小有关，三碳环最不稳定，四碳环比三碳环稍稳定一点，五碳环较稳定，六碳环及六碳以上的环都较稳定，如何解释这一事实？ ? ⑴? 1885年A.Von Baeyer 提出了张力学说。 其合理部分要点是： ① 当碳与其他原子连结时，任何两个键之间夹角都为四面体角 109.5° ② 碳环中的碳原子都在同一平面内,键角与109．５相差越大越不稳定．环丙烷是三角形，夹角是６０°。环中每个碳上的两C-C 键，不能是１０９°２８’，必须压缩到６０°适