有机化学36环烷烃构象

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,*,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,*,3.6,环烷烃的构象与稳定性,比较单位,CH,2,燃烧热：,kJ/mol,燃烧热,:,指,1mol,化合物完全燃烧生成,CO,2,和,H,2,O,所放出的能量，其大小反映了分子能量的高低。,由环丙烷到环戊烷，随环增大，每个亚甲基单元的燃烧热依次降低；由环己烷开始，亚甲基单元的燃烧热趋于恒定。,为什么小环化合物容易开环，并且三元环比四元环更容易开环，而五元环、六元环相对稳定？,角张力,(,拜尔张力,),：与正常键角偏差而引起的张力。,（,angle strain,）,环丙烷分子轨道图,The molecular orbital of cyclopropane,三元环中每个碳碳单键向内压缩了,24.8,，以适应环的平面三角形构造。压缩产生了角张力，使分子能量升高，环不稳定。易开环。,弯曲,键的特点：, ,键的电子云分布在一条曲线上，无对称轴；,弯曲,键键能小，因而易断裂，易开环；,环的张力大，分子能量高，易开环。,另外，环丙烷结构中六对氢原子相重叠，这也促使环丙烷的结构不稳定。,环烷烃的构象,环丁烷（蝴蝶型）,环戊烷,“信封式”构象,30KJ/mol,椅式构象是环己烷最稳定的构象式。,环己烷的碳碳键角保持了正常的,109.5,，无角张力，它有两种典型的构象：,椅式构象,(chair form),船式构象,(boat form),0.25nm,船式构象,0.18nm,椅式构象,环己烷的构象分析：,、椅式构象,环己烷椅式构象：无角张力，也无扭转张力，是无张力环。,、船式构象,室温下，环己烷的各构象异构体中，椅式构象为优势构象，在异构体中占,99.9%,。,扭转张力,处于同一平面上的三个碳原子,椅式构象立体图,在椅式构象中，,环己烷中的碳氢键可分为两种类型，每个碳原子上有一个,a,键和一个,e,键，在环中上下交替排列。,.,取代环己烷的构象,1,）一取代环己烷的构象,一元取代环己烷中，取代基可占据,a,键，也可占据,e,键，但占据,e,键的构象更稳定。,C,H,3,C,H,3,C,H,3,取代基越大，,e,键型构象为主的趋势越明显。,2),二取代环己烷的构象,1,，,2-,二取代：,1,，,3-,二取代：,键上,甲基,ee,键型异构体比甲基,ea,键型异构体稳定。,1,，,-,二取代 ：,H,3,C,C,H,3,H,3,C,C,H,3,试比较顺式和反式,1,4,-,二甲基环己烷的稳定性。,H,3,C,C,H,3,H,3,C,C,H,3,C,H,3,C,H,3,e,a,C,H,3,C,H,3,a,e,C,H,3,C,H,3,e,a,C,H,3,C,H,3,a,e,ea,键型,ea,键型,ee,键型,ee,键型,小结：,一元取代基主要以,e,键和环相连。,多元取代环己烷最稳定的构象是,e,键上取,代基最多的构象。,环上有不同取代基时，大的取代基在,e,键上构象最稳定。,例如杀虫剂六六六有八种异构体，最稳定构象的是,异构体，活性最高的是,异构体：,-,异构体,(,低活性,),异构体,(,高活性,),讨论,：,1.,指出下列构象异构体中哪一个是优势构象。,环烷烃的主要来源和制法：,环烷烃主要来源于石油。,(1),芳香族化合物催化氢化,(,),方法,