《有机化学少学时课件》第2章饱和烃2.ppt

第2节 环烷烃,2.8 环烷烃的构造异构和命名 2.8.1 环烷烃的构造异构 2.8.2 环烷烃的的命名 2.9 环烷烃的结构 2.9.1 环的大小与环的稳定性 2.9.2 环丙烷的结构 2.10 环己烷和一取代环己烷的构象 2.10.1 环己烷的构象 2.10.2 一取代环己烷的构象 2.11 环烷烃的物理性质 2.12 环烷烃的化学性质,2.8.1 环烷烃的构造异构,： 环烷烃(通式CnH2n),脂环烃的构造异构现象比脂肪烃复杂，如环烷烃C5H10 的构造异构体有：,环戊烷,1,1-二甲基环丙烷,乙基环丙烷,甲基环丁烷,1,2-二甲基环丙烷,2.8.2 环烷烃的命名,单环脂环烃 在相应烷烃名称前加“环”字，称为“环某烷” (2) 使所有取代基编号尽可能小；,甲基环戊烷,1,2-二甲基环己烷,1-甲基-3-乙基环己烷,2.9 环烷烃的结构 2.9.1 环的大小与环的稳定性,燃烧热:指1mol化合物完全燃烧生成二氧化碳和水所放出的能量，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。,2.9.2 环丙烷的结构 由于角张力作用，使得环丙烷和环丁烷分子稳定性下降，容易发生加成反应使环打开,键角60 轨道夹角105. 5 不等性sp3杂化:形成C-C键sp3杂化轨道具有较多p成分。,环丙烷分子轨道图,蝴蝶型(环丁烷),扭曲型,环戊烷,从环丁烷开始，成环碳原子均不在同一平面上。,环己烷分子中无张力；而七到十二个碳原子组成的环烷烃，环内氢原子间的扭转张力使它们的稳定性略有下降。 当环进一步增大时, 稳定性与环己烷相似。如环二十二烷就是无张力环：,环二十二烷,2.10 环己烷和一取代环己烷的构象 2.10.1 环己烷的构象,环己烷的六个成环碳原子不共平面，CCC键角为109.5，是无张力环。 环己烷有椅型和船型两种极限构象：,椅型,船型,椅型构象和船型构象可以互相转变。船型环己烷比椅型能量高30kJmol-1，常温下平衡体系主要以稳定的椅型构象存在。,船型分子中存在扭转张力和氢原子之间的非键张力,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。,环己烷由一种椅型构象翻转为另一种椅型构象时，原来的a键都变为e键，原来的e键都变为a键。,2.10.2 一取代环己烷的构象 一取代环己烷的取代基在e键上的构象占优势。取代基越大，这种优势越明显。,R=CH3时，95%处于e键；R=(CH3)3时，99.9%处于 e键,若环上连有不同的取代基，一般是体积大的取代基优先处于e键。,顺-1-甲基-4-叔丁基环丁烷,多取代的环己烷，一般取代基处于e键最多的构象最稳定。例如杀虫剂六六六的最稳定构象是异构体而不是异构体：,-异构体(低活性),异构体(高活性),2.11 环烷烃的物理性质,环烷烃的沸点、熔点和相对密度都较含同数碳原子的开链脂肪烃为高。,一些环烷烃的物理常数,2.12 环烷烃的化学性质,2.12.1 取代反应,2.12.2 氧化反应,环十二烷,环十二醇,环十二酮,2.12.3 加成反应,环丙烷和环丁烷与烯