第二章 饱和脂肪烃 环烷烃.ppt

第二章 饱和脂肪烃 第二节 环烷烃 单环烷烃——只含有一个环的环烷烃 桥环烷烃——共用两个或两个以上碳原子 的多环烷烃 螺环烷烃——单环之间共用一个碳原子的多环烷烃 集合环烷烃——环与环之间以单键直接相连的多环烷烃 1、单环烷烃 顺反异构： 由于环结构属于刚性结构，成环原子之间的单键不能自由旋转而引起得异构现象。两个取代基在环平面同侧为顺式，不同侧为反式。 （1）命名(a) 没有取代基: 在相应烷烃名称前加“环”(b) 有取代基：取代基简单时以环为母体，取代基复杂时环做为取代基 (c)有多个取代基时，编号遵循最小原则，较小基团为小号。 例： 2、桥环烃的命名 a. 确定环数：断开两个键就能成链状烃的为双环； b. 选主桥 c. 从桥头碳原子开始编号：从大环到中环再到小环，并保证特征官能团及取代基位号最小； d.书写顺序： 取代基环数[大. 中. 小]母体名称 3、螺环烃的命名 两环共用一个碳原子。公用的碳原子称为螺碳原子。 命名规则： 1. 从螺碳原子旁边的碳原子开始编号。从小环到大环，并使特征官能团及取代基的位号最小。 2. 书写顺序。最后为母体；前为[小. 大]， [ ]为各环碳数；再前为‘‘螺’’字；最前为取代基。 即：取代基螺数[方括号内数字]母体烃名 三、环烷烃的化学性质 1、与氢气反应 2、与卤素反应 3、与卤化氢反应 四、环烷烃的结构 环的稳定性与环的大小有关。许多环烷烃的每摩尔CH2的燃烧热比烷烃每摩尔的CH2的燃烧热高，表明环烷烃比烷烃具有较高的能量，这高出的能量叫做张力能。 Baeyer张力学说 A. 椅式构象 B. 船式构象 椅式构象之间的相互转换，使a键和e键的位置变化 2. 一取代环己烷的构象 构象转换体 能量差 = 7.6 kJ / mol 取代基处于e-键的构象是优势构象 3. 二取代环己烷的构象 平面式表示法 大基团优先在e键上，然后按照顺反排列其它基团 4. 其它环的构象 5．十氢萘的构象 * 一、环烷烃的分类 环 烷 烃 二、环烷烃的异构和命名 （1）按照环的大小分类： 小环化合物 C3～C4 普通环化合物 C5～C7 中环化合物 C8～C11 大环化合物 ≥C12 （2）碳架异构：由于环的大小以及取代基的相对位置而存在的异构现象。 CH3 CH2CH3 1-甲基-3-乙基环戊烷 3-Ethyl-1-methylcyclopentane CH3 CH3 CH3 CH2CH(CH3)2 1,2,4-三甲基-3-异丁基环辛烷 3-Isopropyl-1,2,4-trimethylcyclooctane 1 2 3 4 5 6 7 7,7－二甲基－2－乙基二环[2.2.1]庚烷 可以将其烷烃区别开来 环丙烷及其衍生物发生此反应（三员环） 与HX加成反应， HX中的氢原子进攻含氢较多的碳原子上，反应产物取向符合马尔可夫尼科夫规律（马氏规则）。 环烷烃 烷烃 三员 四员 五员 六员 七员 八员 每个CH2的燃烧热kJ/mol 658.6 697.1 686.2 664.0 658.6 662.3 663.6 差值 kJ/mol 0 38.5 27.6 5.4 0 3.7 5.0 环烷烃 九员 十员 十一员 十二员 十三员 十五员 十六员 每个CH2的燃烧热kJ/mol 664.4 663.6 662.7 659.4 660.2 658.6 659 差值 kJ/mol 5.8 5 4.1 0.8 1.6 0 0.4 环的稳定性 所有的碳都应有正四面体结构。 碳原子成环后，所有成环的碳原子都处在同一平面上（当环碳原子大于4时，这一点是不正确的）。 为满足环的几何形状则必然使sp3杂化轨道的夹角(109°28’)，被迫发生改变导致环的角张力。偏离的角度越大，角张力越大，环体系越不稳定。 偏转角度= 2 N = 3 4 5 6 7