Chapter2 烷烃环烷烃.ppt

第二章 烷烃 环烷烃 2.1　烷烃 Alkane 2.1.1 链烷烃的命名 （A） 确定主链 （B） 编号 （C）取代基编号、合并、列出次序 2.1.2 烷烃的结构特征 2.1.3 烷烃的异构现象 乙烷的构象 乙烷交叉式构象与重叠式构象的能量分析 乙烷各种构象的势能关系图 丙烷的构象 正丁烷的构象分布 乙烷衍生物的构象分布 高级烷烃的碳链呈锯齿形 2.1.4 烷烃的物理性质 2.1.6 烷烃的化学性质 有机反应及分类 有机反应及分类 有机反应中的热力学和动力学 过渡态(Transition State)理论 2.1.6 烷烃的化学性质 自由基反应 自由基的稳定性 自由基的稳定性 1 烷烃的卤化 自由基的产生方式 自由基反应共性 甲烷与氯自由基反应势能图 高级烷烃的卤化反应 2 烷烃的硝化和磺化 3 烷烃的氧化 4 烷烃的热裂 2.2 环烷烃 2.2.1 环烷烃的异构和命名 1. 单环烷烃 单环烷烃的异构现象 单环烷烃的命名 绝对构型（R-S） 2. 桥环烷烃 3 螺环烷烃 2.2.2 环烷烃的物理性质 2.2.3 环烷烃的化学性质 小环烷烃的开环反应 2.2.4 环烷烃的构象 1 Baeyer张力学说 环己烷船式构象 Boat Conformation 环己烷的扭船式构象 Skew-boat Conformation 环己烷的半椅式构象 Half-chair Conformation 四种构象变化过程 取代环己烷的构象 练习题 2 环烷烃的构象 环丙烷的结构 在三元环中，碳碳键并不是沿键轴方向重叠的s键。而是一种非“正规”的单键（香蕉键），成键的强度较弱，因而容易发生断裂。 105°30’ 3-membered ring must have planar structure Requires that sp3 based bonds are bent (and weakened) All C-H bonds are eclipsed Cyclobutane is slightly bent out of plane - one carbon atom is about 25° above 环丁烷的结构 The bend increases angle strain but decreases torsional strain 平面式 折叠式 环戊烷的构象 Planar cyclopentane would have no angle strain but very high torsional strain Actual conformations of cyclopentane are nonplanar, reducing torsional strain Four carbon atoms are in a plane. The fifth carbon atom is above or below the plane(50 pm) – looks like an envelope 信封型 envelope conformation 半椅型 Half-chair conformation 1890年，H. Sachse（沙赫斯）对拜尔张力学说提出异议。 1918年，E. Mohr（莫尔） 提出非平面、无张力环学说。指出用碳的四面体模型可以组成两种环己烷模型。 环己烷的构象 椅式构象 船式构象 环己烷的椅式构象 Chair Conformation 有C3对称轴。（过中心，垂直于1,3,5平面和2,4,6平面，两平面间距50pm） 环中相邻两个碳原子均为邻交叉。 氢分为两组（6个a (axial) 键，6个e (equatorial) 键）。 6个e (equatorial) 键，3个略微向上，3个略微向下 每个C都有一个直立键，一个平伏键 椅式构象是能量最低的环己烷构象 a键转变成e键，e键转变成a键 有构象转换异构体 （k = 104-105/秒） 向上的a键可以也仅可以转变成向上的e键 向下的a键可以也仅可以转变成向下的e键 椅式构象的画法 183 pm 1 2 5 4 6 3 1,2,4,5四个碳原子在同一平面内，3,6碳原子在这一平面的上方。 1,2和4,5之间有两个正丁烷似的全重叠, 1,6、5,6、2,3、3,4之间有四个正丁烷似的邻位交叉。 1 2 5 4 6 3 1 2 3 6 5 4 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 每对碳原子既没有全重叠又不是全交叉所有的扭转