有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)筆記：第三章脂環(huán)烴

1、 橋環(huán)烴：橋環(huán)烴：公用兩個(gè)以上碳原子 螺環(huán)烴螺環(huán)烴：公用一個(gè)碳原子ooo 有有機(jī)機(jī)化化合合物物命命名名已已經(jīng)經(jīng)講講過(guò)過(guò)的的iupac命命名名規(guī)規(guī)則則( (普普遍遍規(guī)規(guī)則則) )單單環(huán)環(huán)烴烴橋橋環(huán)環(huán)烴烴螺螺環(huán)環(huán)烴烴芳芳香香組組化化合合物物命命名名規(guī)規(guī)則則a. 單單環(huán)環(huán)烴烴按照鏈狀烴命名，前面加“ 環(huán)” 字環(huán)丙烷 環(huán)丁烷 環(huán)戊烷 環(huán)己烷環(huán)己烯 1,3-環(huán)戊二烯 環(huán)辛炔(最小環(huán)狀炔烴) 1234564 4- -甲甲基基環(huán)環(huán)己己烯烯1234565 5- -甲甲基基- -1 1- -異異丙丙基基1 1, ,3 3- -環(huán)環(huán)己己二二烯烯123456甲甲基基環(huán)環(huán)己己烯烯ch3ch3hhc ci is s-

2、-1 1, ,2 2- -二二甲甲基基環(huán)環(huán)己己烷烷ch3ch3hht tr ra an ns s- -1 1, ,2 2- -二二甲甲基基環(huán)環(huán)己己烷烷123456coohch33 3- -甲甲基基環(huán)環(huán)己己烷烷甲甲酸酸需要掌握環(huán)上的手性碳的r/s判斷rs a. 確定環(huán)數(shù)確定環(huán)數(shù)：斷開(kāi)兩個(gè)鍵就能成鏈狀烴：斷開(kāi)兩個(gè)鍵就能成鏈狀烴的為雙環(huán)；的為雙環(huán)； b.從橋頭碳原子開(kāi)始編號(hào)從橋頭碳原子開(kāi)始編號(hào)：從：從大環(huán)大環(huán)到到中中環(huán)環(huán)再到再到小環(huán)小環(huán)，并并保證特征官能團(tuán)及取保證特征官能團(tuán)及取代基位號(hào)最?。淮惶?hào)最??；c.書(shū)寫(xiě)順序書(shū)寫(xiě)順序： 取代基取代基-環(huán)數(shù)環(huán)數(shù)大，中，小大，中，小母體名稱母體名稱1234567

3、8910雙雙環(huán)環(huán) 4,4,0 癸癸烷烷o o12345677-氧代雙環(huán)4,1,0庚烷12345672,7,7-三甲基雙環(huán)2,2,1-2-庚烯123456789109,10,10- -三三甲甲基基雙雙環(huán)環(huán)4,3,1-7-癸癸烯烯 a. 從螺碳原子旁邊的碳原子開(kāi)始編號(hào)：從小環(huán)從螺碳原子旁邊的碳原子開(kāi)始編號(hào)：從小環(huán)到大環(huán)到大環(huán), 并使特征官能團(tuán)及取代基位號(hào)最?。徊⑹固卣鞴倌軋F(tuán)及取代基位號(hào)最?。籦.書(shū)寫(xiě)順序書(shū)寫(xiě)順序： 取代基取代基-螺環(huán)螺環(huán)小，大小，大母體母體12345678910螺環(huán)4,5癸烷123456789102-甲基螺環(huán)4,5十一烷123456789102,7-二甲基螺環(huán)4,5-1,6-癸二烯

4、 沿著手性軸方向； (離觀察點(diǎn)近的)出第一和第二，后看到的基團(tuán)(離觀察點(diǎn)遠(yuǎn)的)后比較大小，接在先比較的之后，為第三和第四； 按照r/s判斷規(guī)則，判斷手性軸的構(gòu)型。 ch3ch3hhch3ch3hh手性軸手性軸ch3ch3hh觀察方向先看到 ch3 和 h，ch3h12后看到 ch3 和 h，ch3h 34rch3ch3hh從另一方向觀察先看到 ch3 和 h，ch3h12后看到 ch3 和 h，ch3h 34r得出完全相同的結(jié)論 br2hvbrbr自由基取代反應(yīng)br2brch2ch2ch2brbrch2ch2ch2ch2br類似烯烴的加成反應(yīng)br2brch2ch2cch3brch3 hbrch

5、3ch2chch3brch3ch2ch2ch2brhbrch3ch2cch3brch3hbr h2pd 800cch3ch2ch3h2pd 2500cch3ch2ch2ch3h2pd 3000cch3ch2ch2ch2ch3ch3ch2ch2ch2ch2ch3 隨著環(huán)數(shù)的增加，與h2加成開(kāi)環(huán)變難，說(shuō)明小環(huán)不穩(wěn)定，大環(huán)相對(duì)穩(wěn)定。 表現(xiàn)出烷烴的性質(zhì)kmno4h+不反應(yīng) 600鍵角90010801200ccchhhhhh c c- -h h處處在在相相互互重重疊疊的的位位置置，這這樣樣，c c- -h h之之間間存存在在排排斥斥力力，這這種種由由于于c c- -h h處處在在相相互互重重疊疊的的位位

6、置置而而產(chǎn)產(chǎn)生生的的排排斥斥力力叫叫做做“扭扭張張力力”。沿沿對(duì)對(duì)角角線線對(duì)對(duì)折折的的方方法法，將將處處在在相相互互重重疊疊的的位位置置c c- -h h錯(cuò)錯(cuò)開(kāi)開(kāi)，雖雖然然此此時(shí)時(shí)鍵鍵角角為為8 88 80 0，角角張張力力升升高高，但但扭扭張張力力降降低低了了，大大大大降降低低了了環(huán)環(huán)的的內(nèi)內(nèi)能能。環(huán)戊烷如果也采用平面構(gòu)型，同樣存在扭張力問(wèn)題。有一個(gè)碳原子“掉”到平面下面，每個(gè)碳原子輪流掉到平面下，這樣既保證了鍵角為109.50，同時(shí)又解決了扭張力問(wèn)題，所以環(huán)戊既不存在角張力又不存在扭張力，是穩(wěn)定的。3 0.25nm0.5nm每每個(gè)個(gè)碳碳原原子子均均含含有有一一個(gè)個(gè)垂垂直直于于平平面面的的c

7、-h，稱稱為為垂垂直直鍵鍵、直直鍵鍵、a鍵鍵；每每個(gè)個(gè)碳碳原原子子還還含含有有另另外外一一個(gè)個(gè)c-h，稱稱為為平平伏伏鍵鍵、平平鍵鍵、e鍵鍵。ae轉(zhuǎn)換為newmann式 轉(zhuǎn)換成newmann式后，發(fā)現(xiàn)船式構(gòu)象為全重疊式，因此能量比椅式構(gòu)象高28.9kj/mol。 heha椅式 0 kj/mol半椅式 46 kj/mol扭船式 22.5 kj/mol船式 28.9 kj/molhahe10000次/秒 hoohhhcis-1,4-環(huán)己二醇hoohhhtrans-1,4-環(huán)己二醇o(jì)-h oh盡管船式構(gòu)象比椅式構(gòu)象能量高，但順式二羥基形成分子內(nèi)氫鍵有效地降低了分子能量，所以，船式構(gòu)象仍然是優(yōu)勢(shì)構(gòu)象，

8、同時(shí)由于形成分子內(nèi)氫鍵，導(dǎo)致它比反式-1,4-環(huán)己二醇的沸點(diǎn)低560c。ohhohhohohhh coohhhtrans-1,2-環(huán)己烷二羧酸hooccoohhcoohh大基團(tuán)在e鍵穩(wěn)定。naohcoonahhtrans-1,2-環(huán)己烷二羧酸naooccoonahcoonah兩個(gè)強(qiáng)極性鍵處于順式位置，排斥力強(qiáng)。coonacoonahh雖然大基團(tuán)在a鍵，但減小了偶極間的排斥。hh環(huán)環(huán)己己烯烯的的構(gòu)構(gòu)象象br2hhbrbr50%hhbrbr+50%由由于于偶偶極極- -偶偶極極相相互互作作用用導(dǎo)導(dǎo)致致有有50%的的產(chǎn)產(chǎn)物物以以br在在a鍵鍵上上 ch3hhtrans-1,2-二甲基環(huán)己烷h3cch

9、3hch3h大基團(tuán)在e鍵穩(wěn)定，兩個(gè)甲基處于鄰位交叉式，能量為e=3.8 kj/mol。ch3hch3hhhhhe=3.8 * 4=15.2kj/mol優(yōu)勢(shì)ch3hhcis-1,2-二甲基環(huán)己烷h3cch3hch3hch3hch3hhhhhe=3.8 * 2 +3.8 =11.4kj/mol各50% ch3hhcis-1-叔丁基-4-甲基環(huán)己烷(ch3)3cch3h兩個(gè)甲基與氫原子間的1,3-相互作用hhe=3.8 * 2 =7.6kj/mol(ch3)3chch3hhhc(ch3)3h兩個(gè)叔丁基與氫原子間的1,3-相互作用e=10.45 * 2 =20.9kj/mol優(yōu)勢(shì)ch3hhtrans-1-叔丁基-4-甲基環(huán)己烷(ch3)3cch3h兩個(gè)甲基與氫原子間的1,3-相互作用，兩個(gè)叔丁基與氫原子間的1,3-相互作用。hhe=3.8 * 2+10.45 * 2=28.5kj/mol(ch3)3chch3hc(ch3)3h大的叔丁基在e鍵，甲基也在e鍵不存在與氫原子間的1,3-相互作用。優(yōu)勢(shì) ch3