有机化学环烃,芳香烃复习.ppt

环烷烃与烷烃一样，分子中只有C-C和C-Hσ键，由于环的存在，分子中氢的数目要比相应的链烷烃少， 单环环烷烃的通式为CnH2n 。大环和中环烷烃的结构和链烷烃相似，但小环烷烃（环丙烷和环丁烷） 由于几何形状的限制，环上的C-C键间不能保持正常的键角，有角张力，形成C-C键的两个SP3杂化轨道 不能在成键的两个原子核的联线上最大重叠，形成了弯键，键能小。因此小环的稳定性小，化学性质较活泼。 环烷烃 环己烷的构象 环己烷的椅式构象中六个碳原子不都在同一平面内。转动环己烷椅式构象的碳原子，其构象变化，经半椅式和扭船式变成船式构象，船式构象中没用角张力，但有氢原子空间位置拥挤引起的扭转张力。环己烷的椅式构象没用角张力和扭转张力，势能较低，为优势构象。 环己烷的椅式构象的每个碳原子上有两个C-Hσ键，一个与环的对称轴平行，称为竖键（又称直立键或α键）。另一个伸向环外称横键（又称平伏键或е键）。 对多元取代的环己烷，一般说来最稳定的构象应是е键取代基最多的椅式构象，尤其是较大的取代基应以е键与环相连为最稳定。 桥环化合物的命名 最重要的桥环脂环烃是二环，母体部分要反映出环碳的总数、独立环数、每条环上的碳原子数（写在方括号内，均不计桥头碳原子），有取代基或官能团时，编号从一个桥头碳原子开始，沿大环编号到第二个桥头碳，再沿小环回到第一个桥头。取代基的位次尽量小。 命名顺序为：取代基的位次及名称-二环[a,b,c]某烃。a是大环环碳数（除桥碳）b是小环环碳数（除桥碳），c是两个桥碳之间的碳原子数。 螺环化合物的命名 重点掌握一螺脂环烃的命名。母体部分要反映出螺环环上的总碳数 、每个环中的碳数（写在方括号内，不包括螺碳原子）。有取代基或官能团时，编号从小环的螺碳原子旁的一个碳原子开始编，经过螺碳再编大环，并使取代基的位次较小。 命名顺序为：取代基位次及名称-螺[a,b]某烃 。a是小环环碳数（除螺碳） b是大环环碳数（除螺碳）， 小环烷烃的特殊反应 与烷烃类似，可发生氧化、热裂和卤代反应。但小环烷烃上的 C-Cσ键易断裂，易发生加成H2、加X2、加HX等加成反应。不对称小环烷烃加HX的方向性问题与烯烃类似。 芳烃 命名： （1）若芳环上连有不同的基团时，按以下顺序排列：羧基，醛基，羟基，烯（或炔）基，氨基，烷氧基，烷基，卤原子，硝基，亚硝基。排在前面的基团编为1位，与苯环一起作为母体，然后沿苯环顺次编号，让基团的位次和最小；若编号相同，则让排在前面的基团的位次更小。 （2）两个基团位于1,2-位、1,3-位、1,4-位时，还可以命名为邻(o)-、间(m)-、对(p)-。 （3）三个相同基团位于1,2,3-位、1,2,4-位、1,3,5-位时，还可以命名为连-、偏-、均-。 苯及同系物的化学反应 1．苯环上的亲电取代反应： （1）卤代反应： 要点：①反应需要Lewis酸FeX3做催化剂，也可以用Fe代替； ②氟代苯和碘代苯不能用此法制备 （2）硝化反应： 要点：①反应中浓硝酸和浓硫酸的比为1:3； ②若温度较高，可以得到二硝基产物，但是产率不高。 （3）磺化反应： 要点：①磺化反应是可逆反应，产物苯磺酸可以与稀硫酸共热得到苯； ②磺酸基的体积很大，可以用来做合成中的占位基。 （4）Friedel—Crafits反应： F-C烷基化反应： 要点：①烷基化试剂可以为卤代烷、烯烃和醇； ②反应为碳正离子历程，若烃基中的碳原子数大于3，会生成重排产物，无法得到长直链烷基苯； ③由于烷基是活化基，往往得到多烷基取代产物。 F-C酰基化反应： 要点：①反应无重排产物； ②可通过酰基化反应制备长直链酰基苯，然后还原得到长直链烷基苯。 2．取代苯的亲电取代反应规律： 苯环上原有的取代基对后面亲电取代反应的影响可分为以下几种： （1）邻、对位定位基即第一类定位基，定位效应由强到弱依次有：羟基、氨基（含烷基取代的氨基），烷氧基，烷基、卤原子等（其中卤原子为致钝基，其余均为致活基）； （2）间位定位基即第二类定位基，定位效应由强到弱依次有：硝基、磺酸基、羧基、酰基等。 若苯环上原有多个基团，则后面基团进入的位置有以下规律： （1）若原有的基团为同一类定位基，则进入的位置由同序列中定位效应强的基团决定； （2）若原有的基团定位效应不一致，则进入的位置主要由第一类定位基决定； （3）还要注意空间效应的影响。 4、苯环侧链的反应： 取代反应 要点：苯环侧链中的α—H易与卤素单质（氯、溴）在光照条件下发生自由基取代反应，生成卤化苄型的卤代产物。 烷基取代苯的氧化： 要点：①苯环的烷基取代基上有α