脂环烃的分类命名和异构现象学习教案

1、会计学1第一页，共47页。甲基环丙烷甲基环丙烷 CH2 简写简写: CH-CH3 CH2CH35.1 脂环烃的定义脂环烃的定义(dngy)和命名和命名第1页/共47页第二页，共47页。命名命名(mng mng)(与烷烃相似与烷烃相似)1,2-二甲基环戊二甲基环戊烷烷CH3CH312345第2页/共47页第三页，共47页。1,1,4-三甲基环己烷三甲基环己烷*小取代小取代(qdi)基基为为1位位.1-甲基甲基-3-乙基环己烷乙基环己烷第3页/共47页第四页，共47页。顺顺-1,4-二甲基环己烷二甲基环己烷环烷的顺反异构环烷的顺反异构例例: 1,4-二甲基环己烷二甲基环己烷反反-1,4-二甲基环己

2、烷二甲基环己烷第4页/共47页第五页，共47页。环辛炔环辛炔(2) 环烯环烯(炔炔)烃烃环戊烯环戊烯1,3-环己二烯环己二烯第5页/共47页第六页，共47页。3-甲基甲基-1-环己烯环己烯带有侧链的环烯烃带有侧链的环烯烃(xtng)命名命名:1-甲基甲基-1-环己烯环己烯CH3123456CH3123456第6页/共47页第七页，共47页。CH31265-甲基甲基-1,3-环戊二烯环戊二烯CH312534534带有侧链的环烯烃带有侧链的环烯烃(xtng)命名命名:1,6-二甲基二甲基-1-环己烯环己烯第7页/共47页第八页，共47页。螺螺2.4庚烷庚烷双环双环(shun hun)2.2.1庚庚

3、烷烷(3) 双环化合物双环化合物-分子中含有分子中含有(hn yu)两个两个碳环碳环.螺原子螺原子桥头碳桥头碳桥头碳桥头碳第8页/共47页第九页，共47页。螺螺2.4庚烷庚烷(A) 螺化合物的命名螺化合物的命名(mng mng):螺原子螺原子(yunz)第9页/共47页第十页，共47页。螺螺3.4辛烷辛烷 -螺环上的编号螺环上的编号(bin ho),从连接螺原从连接螺原子子(不含不含)上的一个碳开始上的一个碳开始,先编较小的环先编较小的环,然后经过螺原子再然后经过螺原子再编第二个环编第二个环.编号编号(bin ho)的顺序以取代基位置号码加和数的顺序以取代基位置号码加和数最小为原则最小为原则.

4、例例3:5-甲基螺甲基螺2.4庚烷庚烷(c) 带支链的螺烷带支链的螺烷第10页/共47页第十一页，共47页。双环双环(shun hun)2.2.1庚庚烷烷例例1:(B) 双桥环化合物的命名双桥环化合物的命名(mng mng)桥头碳桥头碳第11页/共47页第十二页，共47页。双环双环(shun hun)2.1.0戊戊烷烷双环双环(shun hun)3.1.1庚烷庚烷例例3:第12页/共47页第十三页，共47页。6-甲基双环甲基双环(shun hun)3.2.2壬烷壬烷例例5:1,7-二甲基双环二甲基双环(shun hun)3.2.2壬烷壬烷第13页/共47页第十四页，共47页。8,8-二甲基双环

5、二甲基双环(shun hun)3.2.1辛烷辛烷双环双环(shun hun)2.2.2-2,5,7-辛三辛三烯烯例例7:第14页/共47页第十五页，共47页。5.2 脂环烃的性质脂环烃的性质(xngzh)(一一) 物理性质物理性质(wl xngzh)(二二) 化学性质化学性质第15页/共47页第十六页，共47页。5.2.1 环烷烃的反应环烷烃的反应(fnyng)(1) 取代取代(qdi)反应反应+Cl2Cl+HCl+Cl2Cl+HCl+Br2Br+HBr光光光光热热第16页/共47页第十七页，共47页。CH2CH2CH2CH3反应生成反应生成(shn chn)的有支链的的有支链的化合物稳定：化

6、合物稳定：(2) 开环反应开环反应(fnyng)-也叫也叫加成反应加成反应(fnyng).(A) 催化催化(cu hu)加氢加氢+H2CH3CH2CH3+H2CH3CH2CH2CH3+H2CH3CH2CH2CH2CH3Ni80Ni200Pt300第17页/共47页第十八页，共47页。 环丙烷环丙烷(bn wn)的烷基衍生物与的烷基衍生物与HX加成，环的加成，环的破裂发生在含破裂发生在含H最多和最少的两个碳原子之间，且最多和最少的两个碳原子之间，且符合马氏规律符合马氏规律.(B) 加卤素加卤素(l s)或卤或卤化氢化氢四碳环不易开环，在常温下与卤素，卤化四碳环不易开环，在常温下与卤素，卤化(l

7、hu)氢不反应氢不反应。+Br2BrCH2CH2CH2BrCCl4+HCH3CH2CH2BrH2OBrCH3CHCH2 + HBr CH3CHCH2CH3CH2Br第18页/共47页第十九页，共47页。HNO3(3) 氧化氧化(ynghu)反应反应:Ba(OH)2O思考思考(sko)：如何鉴别环丙烷与烯烃：如何鉴别环丙烷与烯烃 ?第19页/共47页第二十页，共47页。5.2.2 环烯烃环烯烃(xtng)和环二烯烃和环二烯烃(xtng)的反应的反应(1) 环烯烃环烯烃(xtng)的加的加成反应成反应+Br2CCl4BrBr+HCH3ICH3I第20页/共47页第二十一页，共47页。(2) 环烯烃

8、的氧化环烯烃的氧化(ynghu)反应反应KMnO4CH3CHCH2COOHCH2CH2COOHO3CH2CH2CHOCH2CH2CHOZn, H2O第21页/共47页第二十二页，共47页。双环双环(shun hun)2.2.1-5-庚烯庚烯-2-羧酸甲酯羧酸甲酯双环双环(shun hun)2.2.1-2,5-庚二庚二烯烯例例2:环戊二烯环戊二烯(3) 共轭环二烯烃的双烯合成反应共轭环二烯烃的双烯合成反应第22页/共47页第二十三页，共47页。 受热受热(shu r)可分解成环可分解成环戊二烯戊二烯.第23页/共47页第二十四页，共47页。5.3 环烷烃的环张力环烷烃的环张力(zhngl)和稳和

9、稳定性定性张力张力(zhngl)能能总张力能总张力能第24页/共47页第二十五页，共47页。环己烷的总张力环己烷的总张力(zhngl)能能 0环烷烃的张力能越大环烷烃的张力能越大,能量能量(nngling)越高越高,分子越不稳定分子越不稳定.C+的扩环重的扩环重排！排！第25页/共47页第二十六页，共47页。 键轨道键轨道(gudo)的的交盖交盖交盖较好交盖较好5.4 环烷烃的结构环烷烃的结构(jigu)5.4.1 环丙烷的结构环丙烷的结构交盖较差交盖较差第26页/共47页第二十七页，共47页。弯曲键比一般的弯曲键比一般的 键弱键弱,并且具有较高的能量并且具有较高的能量(nngling).这种

10、因键角偏离正常键角而引起的张力叫角张力这种因键角偏离正常键角而引起的张力叫角张力.由于构象是重叠式而引起的张力叫扭转张力由于构象是重叠式而引起的张力叫扭转张力.这样的键与一般的这样的键与一般的键不一键不一样样,它的电子云没有轨道轴对它的电子云没有轨道轴对称称,而是分布在一条曲线上而是分布在一条曲线上,故故常常( chn)称弯曲键称弯曲键.内角内角(ni jio)60第27页/共47页第二十八页，共47页。环丁烷环丁烷(dn wn)中的键中的键环丁烷环丁烷(dn wn)的构象的构象折叠式构象折叠式构象5.4.2 环丁烷的结构环丁烷的结构第28页/共47页第二十九页，共47页。分子张力分子张力(z

11、hngl)不大不大,因此环戊烷的化学性质因此环戊烷的化学性质比较稳定比较稳定. 不是平面结构不是平面结构.因因C-H键的重叠键的重叠,有较大有较大(jio d)扭转张扭转张力力.5.4.3 环戊烷的结构环戊烷的结构第29页/共47页第三十页，共47页。5.4.4 环己烷的结环己烷的结构构(jigu)(1) 椅型构椅型构象象(u xin)第30页/共47页第三十一页，共47页。纽曼投影纽曼投影(tuyng)式式透视透视(tush)式式环己烷的椅型构象环己烷的椅型构象(u xin)第31页/共47页第三十二页，共47页。(2) 船型构象船型构象第32页/共47页第三十三页，共47页。透视透视(tu

12、sh)式式纽曼投影纽曼投影(tuyng)式式环己烷的船型构象环己烷的船型构象第33页/共47页第三十四页，共47页。AA线为构象线为构象(u xin)的的对称轴对称轴(4) 椅型构象椅型构象(u xin)中的两种中的两种 C-H 键键 a键键 (直立键直立键) e键键 (平伏键平伏键)与对称与对称轴成轴成 109.5第34页/共47页第三十五页，共47页。 为为 a键键 为为e键键椅型构象椅型构象(u xin)的翻转的翻转两种椅型构象是等同两种椅型构象是等同(dngtng)的分子的分子.(5) 构象的翻转构象的翻转第35页/共47页第三十六页，共47页。两种椅型构象是两种不同结构的分子两种椅型

13、构象是两种不同结构的分子.甲基连在甲基连在a键上的构象具有键上的构象具有(jyu)较高的能量较高的能量,比较比较不稳定不稳定平衡体系中平衡体系中e键甲基环己烷占键甲基环己烷占95%,a键的占键的占5%同一同一(tngy)平面上的平面上的比较比较(6) 甲基环己烷椅型构象甲基环己烷椅型构象(u xin)的翻转的翻转第36页/共47页第三十七页，共47页。同一平面同一平面(pngmin)上的比较上的比较.在同侧为顺在同侧为顺, a,e在异侧为反在异侧为反.a,a;e,e.反式反式(e,e)比顺式的稳定比顺式的稳定(wndng). （a,a）实际上不存在（能量太高）实际上不存在（能量太高）取代基在取

14、代基在e键上的构象较稳定键上的构象较稳定.第37页/共47页第三十八页，共47页。 叔丁基在叔丁基在 e 键上的构象比在键上的构象比在 a 键上的另一种键上的另一种(y zhn)构象要稳定的多构象要稳定的多.例例2: 顺顺-4-叔丁基环己醇的两种构象叔丁基环己醇的两种构象(u xin)第38页/共47页第三十九页，共47页。顺十氢化萘顺十氢化萘反十氢化萘反十氢化萘(1) 平面平面(pngmin)结构结构式式5.4.5 十氢化萘的结构十氢化萘的结构(jigu)第39页/共47页第四十页，共47页。(2) 构象构象(u xin)顺十氢化萘顺十氢化萘反十氢化萘反十氢化萘第40页/共47页第四十一页，共47页。顺式异构体顺式异构体-不稳定不稳定(wndng).第41页/共47页第四十二页，共47页。5.5 萜萜(tie)类和甾类和甾(zai)族化合物族化合物5.