第五章节-指环烃PPT课件.ppt

第五章第五章 脂脂环烃环烃一、脂一、脂环烃环烃的分的分类类和命名和命名二、脂二、脂环烃环烃的性的性质质三、脂三、脂环烃环烃的的结结构与构与稳稳定性定性四、四、环环己己烷烷的构象的构象五、多五、多环烃环烃有机化学1.一、脂一、脂环烃环烃的分的分类类和命名和命名脂脂环烃环烃环烷烃环烷烃环烯烃环烯烃环环炔炔烃烃单环烷烃单环烷烃桥环烷烃桥环烷烃螺螺环烷烃环烷烃集合集合环烷烃环烷烃1、分、分类类2.2、命名、命名（1）单环单环脂脂环烃环烃的命名：的命名：根据环中碳原子的数目称为”环某烷“。碳碳环环可以可以简简写写为为相同大小的正多相同大小的正多边边形，每一个形，每一个顶顶点代表一个点代表一个CH23.如环上有取代基时，则在母体环烃名称的前面加上取代基的名称和位次。环上碳原子的编号，应使取代基的位次尽可能的小。有不同取代基时，要用较小的位次表示较小的取代基。1-甲基甲基2异丙基异丙基环环戊戊烷烷1-甲基甲基4异丙基异丙基环环己己烷烷4.环烯烃环烯烃的命名，的命名，环环上碳原子的上碳原子的编编号号应给应给双双键键以最小的位次。以最小的位次。3甲基1环己烯简称：3甲基环己烯不是2甲基环己烯5甲基1，3环戊二烯不是1甲基2，4环戊二烯5.（2）多）多环环脂脂环烃环烃的命名的命名（i）桥环烃桥环烃两个环共用两个或多个碳原子的烃叫桥环烃。（a）先找到桥头碳，给化合物编号，原则：自桥的一端开始，循着最长的环节编到桥的另一端，然后循着次长的环节编回到起始桥端，最短环节最后编号。6.（b）注明环数：视环的数目，用“某环”作词头。在环字后面的方括号中用阿拉伯数字注上各桥所含的碳原子数，由多到少列出，并用下角圆点隔开。无碳原子的桥称为键桥，用0表示。（c）在方括号的后面标明成环碳原子的数为某烷。当环上由取代基时，将取代基写在“某烷”词头的前面。上述化合物的名称为：2甲基二甲基二环环3.2.1辛辛烷烷7.（ii）螺）螺环烃环烃的命名的命名两个碳环共用一个碳原子的环烃称为螺环烃。螺环烃的命名是根据成环碳原子的总数称为螺某烷，在螺字后面的方括号中，用阿拉伯数字标出两个碳环除了共有碳原子以外的碳原子数目。将小的数字排在前面，编号是从较小的环中与共有碳原子（螺原子）相邻的一个碳原子开始，经过共有碳原子而得到较大环，数字之间用圆点隔开，数字指示碳原子数。螺螺2.4庚庚烷烷8.二、脂二、脂环烃环烃的性的性质质 环烷烃环烷烃的分子的分子结结构比构比链烷烃链烷烃排列排列紧紧密，所密，所以，沸点、熔点、密度均比以，沸点、熔点、密度均比链烷烃链烷烃高。高。1 1、物理性、物理性、物理性、物理性质质质质2、化学性、化学性质质（1）卤卤代反代反应应：9.（2）氧化反氧化反应应：（3）加成反）加成反应应加氢10.加加溴溴加加卤卤化化氢氢加成符合加成符合马马氏氏规则规则，氢氢原子加在含原子加在含氢较氢较多的碳原子上。多的碳原子上。11.三、脂三、脂环烃环烃的的结结构与构与稳稳定性定性 三、四元的小三、四元的小三、四元的小三、四元的小环环环环化合物不化合物不化合物不化合物不稳稳稳稳定，易定，易定，易定，易发发发发生开生开生开生开环环环环的反的反的反的反应应应应。环烷烃环烷烃的燃的燃烧热烧热与与环环的的稳稳定性有关。定性有关。燃燃烧热烧热(H(Hc c)测测定数据表明：定数据表明：链链状状烷烃烷烃分分子每增加一个子每增加一个CHCH2 2，其燃，其燃烧热烧热数数值值的增加基的增加基本上是一个定本上是一个定值值658.6 kJmol658.6 kJmol-1-1。12.一些一些环烷烃环烷烃的燃的燃烧热烧热从从环环丙丙烷烷到到环环己己烷烷，每个，每个CH2的燃的燃烧热烧热量逐量逐渐渐降低，降低，说说明明环环愈小愈小内能愈大，故不内能愈大，故不稳稳定。定。13.当碳原子的当碳原子的键键角偏离角偏离10928时时，便会，便会产产生一种恢复正常生一种恢复正常键键角的角的力量。力量。这这种力就称种力就称为张为张力。力。键键角偏离正常角偏离正常键键角越多，角越多，张张力就越大。力就越大。张张力学力学说说的内容的内容a：键键的重叠程度小，的重叠程度小，稳稳定性下降定性下降。b：电电子云分布在两核子云分布在两核连线连线的外的外侧侧，增加了，增加了试剂进试剂进攻的可能性，攻的可能性，故具有不故具有不饱饱和和烯烃烯烃的性的性质质。14.四、四、环环己己烷烷的构象的构象环环己己烷烷分子中，碳原子是以分子中，碳原子是以sp3杂杂化的，六个碳原子不在同一个平面内，化的，六个碳原子不在同一个平面内，碳碳碳碳键键之之间间的的夹夹角可以保持角可以保持109.28，因此，因此环环很很稳稳定。定。锯锯架式架式纽纽曼式曼式1、环环己己烷烷的椅式构象的椅式构象15.1.有有6个个a(axial)键键，有，有6个个e(equatorial)键键。2.有有C3对对称称轴轴。（。（过过中心，垂直于中心，垂直于1,3,5平面和平面和2,4,6平面，平面，两平面两平面间间距距50pm）3.3.有构象有构象转换转换异构体异构体。（。（K=104-105/秒）秒）环环己己烷烷椅式构象的特点椅式构象的特点4.环环中相中相邻邻两个碳原子均两个碳原子均为邻为邻交叉。交叉。16.a键转变成成e键，e键转变成成a键；环上原子或基上原子或基团的空的空间关系保持。关系保持。17.2、环环己己烷烷的船式构象的船式构象锯锯架式架式纽纽曼式曼式18.1、1,2,4,5四个碳原子在同一平面内，四个碳原子在同一平面内，3,6碳原子在碳原子在这这一一 平平面的上方。面的上方。2、1,2和和4,5之之间间有两个正丁有两个正丁烷烷似的全重叠似的全重叠,1,6、5,6、2,3、3,4之之间间有四个正丁有四个正丁烷烷似的似的邻邻位交叉。位交叉。环环己己烷烷船式构象的特点船式构象的特点:船式与椅式的能量差：船式与椅式的能量差：29.7 KJ/mol 构象分布：构象分布：环环己己烷烷椅式构象椅式构象:环环己己烷烷扭船式构象扭船式构象 =10000:119.3、环环己己烷烷的扭船式构象的扭船式构象在扭船式构象中，所有的扭在扭船式构象中，所有的扭转转角都是角都是30o。20.4、环环己己烷烷的半椅式构象的半椅式构象三个全重叠三个全重叠三个三个邻邻交叉交叉四个全重叠四个全重叠两个两个邻邻交叉交叉半椅式构象是用分子力学半椅式构象是用分子力学计计算算过过渡渡态态的几何形象的几何形象时时提出的。提出的。21.椅式半椅式船式扭船式环环己己烷烷构象的位能关系构象的位能关系图图22.（）一取代（）一取代环环己己烷烷的构象的构象（95%)(5%)CH3与与 C2-C3键键、C5-C6键为对键为对交叉交叉CH3与与 C2-C3键键、C5-C6键为邻键为邻交叉交叉E=3.8KJ/mol-1 2=7.6 KJ/mol-1CH3与与C3-H、C5-H有相互排斥有相互排斥力，力，这这称称为为1,3-二直立二直立键键作用。作用。每个每个H与与CH3的的1,3-二直立二直立键键作用相当于作用相当于1个个邻邻交叉。交叉。、取代、取代环环己己烷烷的构象的构象23.（）二取代（）二取代环环己己烷烷的构象的构象1,2-二甲基二甲基环环己己烷烷的平面表示法的平面表示法 1,2-二甲基二甲基环环己己烷烷24.顺顺式式反式反式稳稳定性相同定性相同更更稳稳定定25.1,3-1,3-二甲基二甲基环环己己烷烷顺顺式式反式反式稳稳定性相同定性相同更更稳稳定定练习练习：自己写出：自己写出1，4二甲基二甲基环环己己烷烷的构象的构象26.顺顺-1,4-1,4-二（三二（三级级丁基）丁基）环环己己烷烷扭扭 船船 式式太大的取代太大的取代基要尽量避基要尽量避免取免取a键键。27.反反-1-甲基甲基-4-异丁基异丁基环环己己烷烷较较大基大基团团在在e键键最最为稳为稳定定顺顺-1-甲基甲基-4-氯环氯环己己烷烷形成分子内形成分子内氢键氢键28.Hassel规则规则 带带有相同基有相同基团团的多取代的多取代环环己己烷烷，如果没有其它因素，如果没有其它因素的参与，那末在两个构象异构体之的参与，那末在两个构象异构体之间间，总总是有是有较较多取代基多取代基取取e键键向位的构象向位的构象为优势为优势构象。构象。Barton规则规则带带有不同基有不同基团团的多取代的多取代环环己己烷烷，如果没有其它因素的，如果没有其它因素的参与，那末其参与，那末其优势优势构象构象总总是是趋趋向于使作用最向于使作用最强强的和的和较较强强的的基基团团尽可能多地取尽可能多地取e键的向位。的向位。两个两个规则规则29.五、多五、多环烃环烃1、十、十氢氢化化萘萘十十氢氢合合萘萘（暜通名）（暜通名）二二环环4.4.0癸癸烷烷（学名（学名）30.2.顺顺十十氢氢合合萘萘平面表示法平面表示法3.反十反十氢氢合合萘萘平面表示法平面表示法31.AB51234678910ABBABA顺顺十十氢氢合合萘萘的构象的构象反十反十氢氢合合萘萘的构象的构象32.菲菲烷烷金金刚烷刚烷甲基金甲基金刚烷刚烷二金二金刚烷刚烷33.