性質(zhì)與脂肪烴相似的環(huán)烴

1、第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章第五章第五章 脂環(huán)烴脂環(huán)烴 性質(zhì)與脂肪烴相似的環(huán)烴，叫做脂環(huán)烴。按照碳原子的飽和程度又可分為環(huán)烷烴、環(huán)烯第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章按官能團(tuán)飽和脂環(huán)烴環(huán)烷烴不飽和脂環(huán)烴環(huán)烯烴、環(huán)炔烴按環(huán)大小小環(huán)(C3、C4)普通環(huán)(C5C7)中環(huán)（C8C12）大環(huán)（C12）第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章按環(huán)數(shù)單環(huán):如二環(huán):如 ,又叫二環(huán)4.4.0癸烷多環(huán):二環(huán)以上,如金剛烷.CH2CH2CH2環(huán)

2、丙烷環(huán)己烷（十氫萘）按環(huán)大小螺環(huán):共有1個(gè)碳,如稠環(huán):共有兩個(gè)碳,如十氫萘.橋環(huán):共有兩個(gè)以上碳原子,如第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章烴、環(huán)炔烴等，例如：第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章可分別簡化為： 從以上結(jié)構(gòu)可知：環(huán)烷烴的通式與開鏈烯烴相同，即CnH2n，環(huán)單烯烴則具有與單炔烴相同的通式CnH2n-2。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章此外還存在許多其它形式的環(huán)狀化合物，如：螺5.5十一烷降菠烷六方烷金剛烷籃烷第

3、一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章一、命名及異構(gòu)一、命名及異構(gòu)1、命名（1）環(huán)烴的命名與相應(yīng)的脂肪烴相似，只是在名稱前加一“環(huán)”字。環(huán)上連有兩個(gè)或兩個(gè)以上取代基時(shí)，按照表示取代基位置的數(shù)字盡可能小的原則，將環(huán)編號(hào)；取代基不同時(shí)，則根據(jù)次序規(guī)則，較優(yōu)基團(tuán)給以較大的編號(hào)；當(dāng)環(huán)上有取代基及不飽和鍵時(shí)，不飽和鍵以最小的號(hào)數(shù)表示。 第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章某些情況下，如簡單的環(huán)上連有較長的碳鏈時(shí)，也可將環(huán)當(dāng)作取代基，如： CH2CH2CH2CH2CH3環(huán)丁基戊烷第一章第二章第三章第

4、四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章(3)螺環(huán)烴的命名從小環(huán)中與共有碳原子相連的碳原子 開始編號(hào)，經(jīng)過共有碳原子，在由較 大環(huán)回到共有碳原子。盡可能使取代基處在最小的位次母體名稱前冠以“螺”，后接,方括內(nèi)注 明環(huán)中除共有碳原子以外的碳原子 數(shù)，由小到大，之間用圓點(diǎn)隔開。CH312345674-甲基螺2.4庚烷第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章橋環(huán)的命名從橋頭碳開始編號(hào)，經(jīng)過最大環(huán)到達(dá) 另一橋頭，在經(jīng)次大環(huán)回到第一個(gè)橋 頭，最短的橋最后編號(hào)。母體名稱前冠以“環(huán)數(shù)”，后接,方括中 表明環(huán)內(nèi) 除橋頭碳原子外

5、的碳原子數(shù) 目，從大到小排列，之間用圓點(diǎn)分開。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章12345677,7-二甲基二環(huán)2.2.1庚烷123456二環(huán)2.2.0己烷12345678910三環(huán)3.3.1.13,7庚烷13456728二環(huán)4.2.0-6-辛烯第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章2. 構(gòu)造異構(gòu) 環(huán)烴的異構(gòu)有多種形式，如碳架 異構(gòu)、官能團(tuán)異構(gòu)、立體異構(gòu)等。課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： 試寫出符合分子式試寫出符合分子式C C6 6H H1010的化合物。的化合物。第一章第二章第三章第四章第五

6、章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章二、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)二、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu) 因環(huán)烯烴、環(huán)炔烴接觸較少，所以下面就以環(huán)烷烴為例講述其的結(jié)構(gòu)。1. 張力學(xué)說和環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu) Baeyer張力學(xué)說（1885年） 第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 SP3 碳原子鍵角應(yīng)為109.28, 任何與此正常鍵角的偏差，都會(huì)引起分子的張力，這種張力具有力圖恢復(fù)正常鍵角的趨勢。我們把這種張力叫角張力。 Baeyer張力學(xué)說建立在錯(cuò)誤假設(shè)（認(rèn)為環(huán)烷烴都是平面結(jié)構(gòu)）的基礎(chǔ)上，只對小環(huán)適用。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九

7、章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章先看一看環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)： 環(huán)丙烷中的碳也是sp3雜化的，正常的sp3雜化軌道之間的夾角應(yīng)為109.50，然而環(huán)丙烷分子中三個(gè)碳原子必然要在一個(gè)平面上，這樣C-C-C鍵角就應(yīng)該是600。因此在環(huán)丙烷分子內(nèi)存在著張力，所以環(huán)丙烷的穩(wěn)定性比烷烴要差得多，化學(xué)性質(zhì)比較活潑。這種張力是由于鍵角的偏差引起的，所以叫做角張角張力力，角張力是影響環(huán)烴穩(wěn)定性的幾種張力因素之一。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章2. 環(huán)丁烷、環(huán)戊烷的結(jié)構(gòu) 環(huán)丁烷、環(huán)戊烷的情況與環(huán)丙烷相似，分子中也存在著張力，但因三元以上的環(huán)，成環(huán)的原

8、子可以不在一個(gè)平面內(nèi)，所以比環(huán)丙烷穩(wěn)定。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章3. 燃燒熱和非平面結(jié)構(gòu) 環(huán)丙烷：平面結(jié)構(gòu) 其它環(huán)烷烴：非平面結(jié)構(gòu) 燃燒熱：此處用每個(gè)CH2單元的平均燃燒熱，與開鏈烷烴每個(gè)CH2單元平均燃燒熱的差值n來表示分子的張力能。環(huán)己烷（六元環(huán)）最穩(wěn)定，其次是環(huán)戊烷（五元環(huán)）；大環(huán)都是穩(wěn)定的；小環(huán)中的環(huán)丙烷最不穩(wěn)定，其次是環(huán)丁烷。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章4. 環(huán)己烷的構(gòu)象 環(huán)己烷分子中的六個(gè)碳原子可以有如下兩種保持正常C-C-C鍵角的空間排布方式，即船式

9、與椅式：環(huán)己烷的椅式構(gòu)象最穩(wěn)定船式椅式第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章Reasons：1. 角張力為0；2. 采取鄰位交叉式構(gòu)象，扭轉(zhuǎn)張力最?。?. 1，3-二a鍵相互作用小。因?yàn)镠原子范 德華半徑小，所以范德華張力為0第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章環(huán)己烷衍生物優(yōu)勢構(gòu)象的判定：環(huán)己烷衍生物優(yōu)勢構(gòu)象的判定：（1）環(huán)己烷一取代物以取代基處于e-鍵 上的最穩(wěn)定（2）含相同取代基的環(huán)己烷多元

10、取代物 最穩(wěn)定的構(gòu)象是e-取代基最多的構(gòu) 象Hassel規(guī)則（3）環(huán)上又不同取代基時(shí)，大的取代基 在e-鍵上的最穩(wěn)定Baton規(guī)則第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章5. 脂環(huán)化合物的順反異構(gòu)CH3CH3HHCH3HHCH3順-1,2-二甲基環(huán)丙烷 反-1,2-二甲基環(huán)丙烷補(bǔ)充：環(huán)己烷及其衍生物的構(gòu)象（生物系）補(bǔ)充：環(huán)己烷及其衍生物的構(gòu)象（生物系）第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章船式和椅式是環(huán)己烷的兩種構(gòu)象。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十

11、二章第十三章第十四章在船式構(gòu)象中，C1及C4上的兩個(gè)氫原子 相距極近，相互之間的斥力較大，而在 椅 式 構(gòu) 象 中 則 不 存 在 這 種 情 況 ?？疾煲问江h(huán)己烷中每一個(gè)C-C鍵上基團(tuán)的 構(gòu)象，可知它們都呈鄰位交叉式；而在 船式構(gòu)象中，C2-C3及C5-C6上連接的基 團(tuán)為全重疊式。因而船式不如椅式穩(wěn) 定，所以環(huán)己烷及其衍生物在一般情況 下，都以椅式存在。 第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 上圖顯示的是構(gòu)象的轉(zhuǎn)變，實(shí)際在室溫下，兩種椅式構(gòu)象在不斷地相互翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)以后C1，C3和C5形成的平面轉(zhuǎn)至C2，C4與C6形成的平面之下，因此a

12、鍵變?yōu)閑鍵，而e鍵則變?yōu)閍鍵。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 對于多元取代的環(huán)己烷，一般說來最穩(wěn)定的構(gòu)象應(yīng)是e鍵取代基最多的構(gòu)象，尤其是較大的取代基應(yīng)以e鍵與環(huán)相連為最穩(wěn)定。 當(dāng)環(huán)己烷上有兩個(gè)或兩個(gè)以上取代基時(shí)，根據(jù)取代基在環(huán)面的同側(cè)或反側(cè)，則可以產(chǎn)生幾何異構(gòu)體，如1，2-二甲基環(huán)己烷即有順式與反式兩個(gè)異構(gòu)體。如下：第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章HH3CCH3HHH3CHH3C(a,e)(e,e)穩(wěn)定性穩(wěn)定性HCH3CH3CH3HHCH3H順-1，2-二甲基環(huán)己烷反-1，

13、2-二甲基環(huán)己烷第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章H2CCH2CH2+ Cl2hH2CCHCH2Cl+ HCl+ Br2BrBrO3Zn/H2OCH3COCH2CH2CH(CH3)CHO四、四、脂環(huán)烴的性質(zhì)脂環(huán)烴的性質(zhì)1. 與開鏈烴相似的反應(yīng)（1）環(huán)烷烴的鹵代（2）環(huán)烯烴的加成（3）環(huán)烯烴的氧化第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3H2,NiH2,Ni80 C120 CH2,Ni300 C2. 小環(huán)烷烴特有

14、的反應(yīng)（1）加氫開環(huán)第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章+ Br2 BrCH2CH2CH2Br+ HBr CH3CH2CH2Br（2）加鹵素、加鹵化氫開環(huán)環(huán)丁烷在常溫下不發(fā)生類似反應(yīng)！環(huán)丙烷衍生物與鹵化氫的加成，符合Markovnikov Rule.CH3+ HBr CH3CHBrCH2CH3區(qū)別：環(huán)丙烷對氧化劑（如高錳酸鉀）穩(wěn)定，而烯烴易被氧化第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章五、脂環(huán)烴的制法五、脂環(huán)烴的制法1. 分子內(nèi)偶聯(lián)反應(yīng)（分子內(nèi)Wurtz反應(yīng)）CH3CH2CH2BrBrZnBrBrK第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 OOOOOOHH內(nèi)型(endo)+室溫100 CH2, Ni2. Diels-Alder Reaction第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章3. 卡賓合成法4. 芳烴還原H2catalystH2catalyst第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章