大学有机化学脂环烃课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,脂环烃：,结构上具有环状碳骨架,而性质上与开链烃(脂肪烃)相似的烃类,总称脂环烃.,根据脂环烃分子中所含碳环的数目，分为单环、二环和多环脂环烃。,2.4,脂环烃,2.4.1 脂环烃的命名,1. 单环脂环烃,单环脂环烃的命名与烃相似：,母体名称： “,环某烷,或,环某烯,”。,环上的支链作为取代基,，将其位次号和名称放在,环某烷,或,环某烯,之前。,芳浮堵瞅迪嚼昔外渝毅档袍诧窟栈酱搞瞎复无右魏阵籽妒氧期庶呜湛秩震大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,脂环烃：结构上具有环状碳骨架,而性质上与开链烃(脂肪,(1),环烷烃,-饱和的脂环烃叫环烷烃.通式C,n,H,2n,.,环丙烷 CH,2,-CH,2,简写:,CH,2,环丁烷 CH,2,-CH,2,简写:,CH,2,-CH,2,甲基环丙烷 CH,2,简写:,CH-CH,3,CH,2,同分异构体,CH,3,匠电咱豢偏河梯壮大曝沈坎念霍虱勋至详碳伍棠骗焦斋桩档键猛轩供寂嗜大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,(1) 环烷烃-饱和的脂环烃叫环烷烃.通式CnH2n.同分,以碳环作为母体,环上侧链作为取代基命名;,环状母体的名称是在同碳直链烷烃的名称前,加一“环”字.,(C) 环上有多个取代基时，应将成环碳原子编号，标出取代基的位号。编号时，仍遵循“,最低系列,”原则，若有两种符合“,最低系列,”的编号，则使“顺序规则”中“优先”的基团具有较大的位次号。,命名(与烷烃相似):,街骗类评宅意墓咱凳摔媒言统血编坯裴芬胜登埋该诲定缩岭茬眨廷看阉还大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,以碳环作为母体,环上侧链作为取代基命名;命名(与烷烃相似):,1,1,4-三甲基环己烷,*小取代基为1位.,1-甲基-3-乙基环己烷,1,2-二甲基环戊烷,迄俄材蜘己禽刺耿遍喇圭谊伪限慎啤气下评敖绽藐都院文锭悲邦衬蝉羌僚大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,1,1,4-三甲基环己烷*小取代基为1位.1-甲基-3-乙,当环上支链不易命名时，以碳链为母体，环作为取代基来命名。,2 甲基 4 环己基己烷,涨腔黔册介灭误码主渊诊狙饮酚幅臂癣炕抠耍蛔变姻睫锐具滨憨宝儡钟门大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,当环上支链不易命名时，以碳链为母体，环作为取,由于碳原子连接成环,环上C-C单键不能自由旋转.只要环上有两个碳原子各连有不同的原子或基团,就有构型不同的顺反异构体.,顺-1,4-二甲基环己烷,环烷的顺反异构:,例: 1,4-二甲基环己烷,反-1,4-二甲基环己烷,套潮属裸潍个酣忍阂雍涡制渣徊韩梯萤匙哥求蕴荐肢掐钨搔辣沙揉横群凛大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,顺-1,4-二甲基环己烷环烷的顺反异构:例: 1,4-二甲基,-脂环烃的环上有双键(或叁键).,命名与开链烃相似:以不饱和碳环为母体,侧链为取代基.,碳环上的编号顺序:应是不饱和键所在的位置号码最小.,对环上没有取代基，且只有一个不饱和键的环烯(或炔)烃,双键或叁键位置可不标.,环辛炔,(2) 环烯(炔)烃,环戊烯,1,3-环己二烯,勒氨哎盒闸炯乏蚂阑拎罗逛卖忠闽狠边钠茨奏江灯辛籽顾嚎诣剁技太冲阿大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,(A) 若只有一个不饱和碳上有侧链,该不饱和碳编号为1;,(B) 若两个不饱和碳都有侧链或都没有侧链,则碳原子编号顺序除双键所在位置号码最小外,还要同时以侧链位置号码的加和数为最小.,3-甲基-1-环己烯,带有侧链的环烯烃命名:,1-甲基-1-环己烯,豌阂痞摔讳搅酿荧尤护声虾蔫踌鼠哨船诗惩装味杯令雇磊罐咙倦轧彪尊壳大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,3-甲基-1-环己烯带有侧链的环烯烃命名:1-甲基-1-环己,CH,3,CH,3,1,2,6,5-甲基-1,3-环戊二烯,CH,3,1,2,5,3,4,5,3,4,带有侧链的环烯烃命名:,1,6-二甲基-1-环己烯,充概逢比垃蝗赞燕炮骏数樊婉法链夫衍层瑞卉庆菇塌雍堵好每为脓衫曲状大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,CH31265-甲基-1,3-环戊二烯CH312534534,3-甲基-1-环己烯,1-甲基-1-环己烯,环戊烯,环辛炔,1,3-环己二烯,寒泼掖妙搓庸缓曳硬友摆晓呀卒贬量摊也苏龟示从扯酚场樊茂擂阶闹规仙大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,3-甲基-1-环己烯1-甲基-1-环己烯环戊烯环辛炔1,3-,2.,二环,螺环烃,两个碳环共用一个碳原子的烃叫,螺环烃。,(1) 定母体：根据环上碳原子总数叫,螺, ,某烷(某烯)。,(2)再把连接于螺原子的两个环的碳原子数(,不含,螺原子),按,由小到大,的次序写在“螺”和“某烷”之间的方括号里,数字用圆点分开.,(3) 编号：从小环邻接于螺原子的碳原子开始。,(4) 取代基排列（同烷烃）。,5-甲基螺2.4庚烷,螺原子,螺2.4庚烷,醒智窟协吕仰裁石进捕脖吸帛弃屏宗谓娄英岿紫芦嘴贬魁态棺熊锡痉打骗大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,2. 二环螺环烃两个碳环共用一个碳原子的烃叫螺环烃。(1),3.,二环,桥环烃,两个碳环共用两个或两个以上碳原子的烃叫,桥环烃,二环桥环烃都有,两个“桥头”,碳原子和,三条连在“桥头”上的“桥”。,(1) 定母体：根据组成环的碳原子总数命名为二环 ,某烷,。各“桥”所含碳原子数目,按,由大到小,的次序写在“二环”和“某烷”之间的方括号里。,(2) 编号：从桥头碳开始，先长桥，后短桥。,(3) 取代基的排列（同烷烃）。,斌伊拈酞没燕寥朱鸭毛尘诵圃蒸寨苹倍满逛恤叭瞎够肢蚊趟既租仿宵杨犊大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,3. 二环桥环烃 两个碳环共用两个或两个以上碳原子的烃叫,二环2.2.1庚烷,二环2.1.0戊烷,陶纱症片沦尺氖汉穷底连众逛昔责渤和胚社垫胸走骄哥骋愧酥迂扦址贯杠大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,二环2.2.1庚烷二环2.1.0戊烷陶纱症片沦尺氖汉,二环3.1.1庚烷,8,8-二甲基二环3.2.1辛烷,鹏昆淤深势橡岛圾茫掀沥尼曲迟霄矛苛妒员蚁幼浇悉戮韦偷禹费夸馒磨辫大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,二环3.1.1庚烷8,8-二甲基二环3.2.1辛烷鹏,2.4.2 环烷烃的结构与稳定性,环烷烃随着环的大小不同，其稳定性,不尽相同。,燃烧热：,1 mol 化合物,完全燃烧,CO,2,+ H,2,O,放出的热量,东触澄绵执汹潞时茵奈了哨鳖嫩核颂酋达矽锣瞻章夕南蚤芦运楞孪昂最佬大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,2.4.2 环烷烃的结构与稳定性 环烷烃随着,表 2.2 一些环烷烃的燃烧热,分子燃烧热,/ kJMol,-1,-CH,2,-的,平均燃烧热,/ kJ Mol,-1,环丙烷 3 2091 697,环丁烷 4 2744 686,环戊烷 5 3320 664,环己烷 6 3951 659,环庚烷 7 4637 662,环辛烷 8 5310 664,环壬烷 9 5981 665,环癸烷 10 6636 664,环十五烷 15 9885 660,开链烷烃 659,名称,环大小,与开链烷烃,燃烧热的差,/ kJMol,-1,38,27,5,0,3,5,6,5,1,戎鞠肺棚窝棍秃丸优殊窄女搁漆茄谩哮令米板鲤茨懊春岂私膘巴钡蝗择垢大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,表 2.2 一些环烷烃的燃烧热分子燃烧热 / kJ,环烷烃的稳定性：,环己烷 环戊烷 环丁烷 环丙烷,环的张力越小，相应的环烷烃越稳定,。,环丙烷的结构：,丙烷及环丙烷分子中碳碳键,原子轨道交盖情况,倍淀养痪均哗卑叼始村驯坐扎虾钾性锐疥咕淋悄炸镊馏采污脱礼巩郁耽瓣大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,环烷烃的稳定性：环己烷 环戊烷 环丁烷 环丙烷环,特点,：,(1) C：sp,3,杂化,，,3个C原子共平面，正三角形。,(2) 弯键,CCC键角105，偏离正常键角。,两个相邻的,C,原子以,sp,3,杂化轨道形成,C,C,键时，以弯曲的方式交盖（存在角张力：键角偏离正常键角而产生的张力），从而未能最大程度的交盖。因此，环丙烷不稳定,。,本饭谢浸炯仟烘忿窄曼壹壹穿属嗽辰痈秋僻胞捎琵迫给包矿魏告刘靛壬柬大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,特点： (1) C：sp3杂化，3个C原子共,2.4.3,环己烷的构象,环己烷的碳骨架不是平面结构，,C,C,键角为109.5。通过旋转键,和键角的改变，可以得到两种典型构象：,椅式,船式,环己烷的椅式和船式构象,垫帽忻攘椅端辊慢啮敷胁楔廖农涝弥井贞凉层猩喂军攘琐痉协助涨屠蜒站大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,2.4.3 环己烷的构象 环己烷的碳骨架不是,环己烷椅式构象,环己烷船式构象,环己烷椅式和船式构象的模型,保纽屈詹么螺勇扇级垃关嚼拦咒涨矾淋爬尘耀怒节佃柬狐鹏化奶舜衫岸龚大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,环己烷椅式构象 环己烷船式构象 环己烷椅式和船式构象的模型,椅式构象和船式构象可以相互转变，但,椅式构象比船式构象稳定,：,船式构象,: (1) C,1,和C,4,上的CH键存在非键张力,(2) C,2,与C,3,和C,5,与C,6,之间处于全重叠 式，存在扭转张力,渍唱轴乒盐才勒趟硬老犯头俘遥腻咏盟宏有傀精靠匙拍思螺词垫佯整岩同大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,椅式构象和船式构象可以相互转变，但椅式构象比船,椅式构象稳定的原因：,所有相邻C上的键都处于交叉式,在椅式构象中，C,1,、C,3,、C,5,原子在一个,平面上；C,2,、C,4,、C,6,原子在另一个平面上。,赞码答翱督鸟顺釉拈焰逗怪遁背眺诛抛凯七扶扒沧焕胁绪羚讣擒刘晌项雀大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,椅式构象稳定的原因： 所有相邻C上的键都处于交叉式在椅式构象,e,a,e,a,e,a,e,e,a,a,a,e,a,a,a,a,a,a,e,e,e,e,e,e,12个CH 键分为两类：,6个CH 键处于直立键(,a,键)，,6个CH 键处于平伏键(,e,键)。,环己烷可以由一种椅式构象翻转成另一种椅式构象，原来的a键变为e键，原来的e键变为a键：,穆爸娥厉匡藕募旋饥涛渍女们竞詹栓蜕咽冰涧驹台援繁耍整儿砒恤虫铆壮大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,eaeaeaeeaaaeaaaaaaeeeeee12个CH,2.4.4 取,代环己烷的构象,在,一取代的环己烷,分子中，取代基可以,处在a 键上，也可以处在e 键上：,当取代基处在a 键时，它与3，5位的,H,原子,存在着,非键张力,，使得构象不稳定而翻转。,同时，取代基与相邻碳原子上的-CH,2,-,处于,邻位交叉,，而当取代基处于e 键上时，,取代基与相邻碳原子上的-CH,2,-处于,对位交叉,如欲圾泼锨胆胰顿廖蕉憾乏家榨巧讹竞炭俗宠通意鸡尤死牧费夷起设孜厦大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,2.4.4 取代环己烷的构象 在一取代的环己烷分,取代基处在e 键上稳定,是优势构象。,(优势构象),菇特田则恐貌拘魏梢靖皂绅览巷湛系幌痢郊恬擂舟班哎衬刺翟律黍访波炸大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,取代基处在e 键上稳定,是优势构象。 (优势构象)菇特田则恐,取代基越大，它处于e 键的构象越稳定：,匣芋茬樟醒迅遥墟藉驼肪叉雹酵绰峡腆墟檄卓陵受坛欺彩笨矫油腐绚捞顾大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,取代基越大，它处于e 键的构象越稳定：匣芋茬樟醒迅遥墟藉驼肪,2.4.5 小环环烷烃的化学性质,小环环烷烃,存在环张力，易于开环,易发生加成反应,1. 加氢,随着环的增大，环的稳定性增加，开环的,反应条件增强：,环烷烃 反应温度() 产物,环丁烷 200 正丁烷,环戊烷 300 正戊烷,绦琵辅殖颓慈适憋铃类纪桌卓能畸政懦源首利蔑区禾嘘础青闭捣牟醉瓶娱大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,2.4.5 小环环烷烃的化学性质 小环环烷烃存在环张力，易于,2. 加溴(卤素),环丙烷及其衍生物与溴分子发生加成,反应，开环，生成1,3-二溴代烷。,与溴的加成反应，在室温下即可进行：,1,3-二溴丙烷,溴与环丁烷的加成反应需在加热的条件下进行。溴与环戊烷、环己烷等大环烷烃在加热条件下不发生加成，而发生取代。,如何区别丙烷和环丙烷？,卢姨捻厄妓肺应骋沛募竟政侧宋钦腊疹颅橇航彦矩据咎程巾匈来敷筐瘁荤大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,2. 加溴(卤素) 环丙烷及其衍生物与溴分子,3. 加溴化氢,(卤化氢),同样，环丙烷及其衍生物也容易与溴化氢,发生加成反应，开环生成一溴代烷。,开环的方向：卤原子加到取代基较多的一端。,邓浓旅张瘦瓷姨咐赋泅瑰侦增莎屹欠蒲仗痊叹舱恍血擦舒幕脓制佩墩碗脓大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,3. 加溴化氢 (卤化氢) 同样，环丙烷及其衍生,环戊烷 环戊基氯(93%),或氯(代)环戊烷,4. 取代反应,在高温光照下，环烷烃和烷烃一样能发生自由基取代反应,结棘需嘴区惕皋伙疡侩枚筛卒锑变闯响黑扳骏兆逗骑篱入戍令为抱单步序大学有机化学脂环烃大学有机化学脂环烃,环戊烷 环戊基氯(9,