第四章 环烷烃.ppt

1、第四章 环烷烃,1、掌握环烷烃的同分异构与命名 2、掌握环烷烃的化学性质 3、了解环的大小与其稳定性的关系 4、初步掌握环己烷的构像,教学要求：,第一节 同分异构及命名,1、分类,本章主要讨论环烷烃,根据环C原子数目常分为小环（35）、中环（613）和大环,2、同分异构,环烷烃具有环的大小、侧链的长短及位置不同等构造异构,两个及以上支链可以在环平面的同侧，也可以在环平面的异侧，形成顺反异构；顺反异构体由于环的存在，不能互变（断键），其物理性质有差异,3、命名,1.单环烃,1）按成环碳原子数目称为环烷、环烯，支链作为取代基，使其位置号尽可能小,1-甲基-3-乙基环己烷,4-甲基环己烯,2）长链作

2、母体，环作取代基,3-甲基-4-环丁基庚烷,1,2-二环己基乙烷,3）顺、反异构体,两个取代基在环同侧,两个取代基在环异侧,顺-1, 4-二甲基环己烷 反-1, 4-二甲基环己烷,2. 双环烃,联环 桥环 螺环 稠环,1）桥环、稠环的命名,桥头碳：两环共用的相距最远的两个碳原子 桥：两个桥头碳原子之间的碳链或一个键,a）根据成环C原子数称为烷、烯，以其作为母体,b）用二环、三环等词头注明环的数目,c）在母体与词头间用方括号内的罗马数字注明桥C原子数，数字间用小圆点隔开，桥头直接相连的桥计为0,二环3.2.1 辛烷,2,7,7-三甲基二环2.2.1 庚烷,环上有取代基或不饱和键时，从靠近取代基或

3、不饱和键的桥头开始编号，沿最长桥编到另一桥头，然后再沿次长桥编回到起始桥头，最短桥最后编，有等长桥时尽可能使取代基或不饱和键编号较小,5,6-二甲基二环2.2.2-2-辛烯,2）螺环的命名,螺原子：两个环共用的碳原子,螺4.5癸烷,5-甲基螺3.4辛烷,螺4.5-1,6-癸二烯,1-甲基螺3.5-5-壬烯,根据环C原子数称为烷、烯作为母体，以螺为词头，把二个环除螺原子外的C原子数按由小到大的顺序放在词头与母体间的方括号内，数字间用小圆点隔开，有取代基或不饱和键时，从与螺原子相邻的小环C开始编号，使取代基或不饱和键的位置号尽可能较小,第二节 环烷烃的性质,一、物理性质,与相应链烃变化规律相似，熔

4、点、密度等略高于烷烃,二、化学性质,具有烷烃的类似性质，部分环烷烃还具有烯烃的加成性质,催化加氢：,与卤化氢的加成：,与卤素的加成：,加硫酸：,？,第三节 环烷烃的稳定性,一、环烷烃的燃烧热及稳定性,每一个CH2单元的燃烧热：,从燃烧热以及前面环烷烃的化学性质都可以看出，环的大小与稳定性呈现如下关系：,三元环 四元环 五元环 ,二、拜尔张力（角张力）学说,几何原因等引起正常键角的变形（扩张或压缩）将使体系产生张力，常称为拜尔张力或角张力，变形程度越大，张力越大，体系内能越高，体系越不稳定,与实际情况有误差，原因是六元环以上并不是平面结构,三、弯键学说,C、C之间SP3轨道的重叠不是“头碰头”的

5、方式，而是侧面重叠，键的强度较弱；形成的键形如弯曲状，成键电子位于核间连线的外测，易受到试剂的进攻,第四节 环烷烃的构像,一、 环丙烷等的构像,二、 环己烷的构像,稳定性：椅式构象环己烷 船式构象环己烷,室温下，平衡有利于椅式构象（优势构象），约占99.9,H原子的范德华半径为120pm,a键：直立键(竖键) (axial bonds),e键：平伏键(横键) (equatorial bonds),a键转变成e键，e键转变成a键,环上原子的空间关系保持,三、一取代环己烷的构像,椅式还是船式？,椅式中取代基处于e键还是a键？,随着取代基的增大，椅式构像的比例增加，椅式中取代基处于e键的构像增加,R

6、=(CH3)2CH 97,R=(CH3)3C 99.99,四、二取代环己烷的构像,二取代环己烷分邻二取代、间二取代和对二取代三种类型，每一种类型又分顺式和反式两种构型,顺式邻二取代：,反式邻二取代：,顺式对二取代：,反式对二取代：,反式-1-甲基-3-叔丁基环己烷的最稳定构像是怎样的？,最大基团尽可能处于e键,五、特殊化合物的构像,反-1,4环己二醇的最稳定构象是怎样的？,六、环烷烃构像的表示方法,除特别要求外，通常可用平面多边形表示；有多个取代基但无明确要求时也用平面方法表示,1,2-二甲基环己烷,反-1,2-二甲基环己烷,3,7,7-三甲基二环4.1.0庚烷,5-甲基螺3.4辛烷,作 业,1.写名称或结构,