环境--第二章烷烃-环-1

1、第二章第二章 烷烃环烃烷烃环烃（cycloalkanes）环烷烃的类型及命名环烷烃的类型及命名三元环和四元环的化学性质三元环和四元环的化学性质环丙烷和环丁烷的构象环丙烷和环丁烷的构象环己烷的构象环己烷的构象一、环烷烃的分类和命名一、环烷烃的分类和命名1 1、环烷烃的分类、环烷烃的分类一、环烷烃的分类和命名一、环烷烃的分类和命名2 2、普普通通环环烷烷烃烃的的命命名名 以环为母体，名称以环为母体，名称用用“环环” ” （英文用（英文用 “cyclocyclo”）开头。）开头。 环外基团作为环上环外基团作为环上的取代基的取代基CH31231234 取代基位置数字取代基位置数字取最小取最小二、环烷烃

2、的性质二、环烷烃的性质1 1、环的大小与稳定性、环的大小与稳定性每个每个CHCH2 2的燃烧热的燃烧热 (KJ/(KJ/molmol) )每个每个CHCH2 2的燃烧的燃烧(KJ/(KJ/molmol) )小小环环C C3 3C C4 4环丙烷环丙烷 697.1697.1环丁烷环丁烷 686.1686.1中中环环C C8 8 C C1111环辛烷环辛烷 663.8663.8环壬烷环壬烷 664.6664.6环癸烷环癸烷 663.6663.6普普通通环环C C5 5C C7 7环戊烷环戊烷 664.0664.0环己烷环己烷 658.6658.6环庚烷环庚烷 662.4662.4大大环环C C12

3、12 环十四烷环十四烷 658.6658.6环十五烷环十五烷 659.0659.0环环烷烷烃烃的的燃燃烧烧热热数数据据开链烷烃每个开链烷烃每个的燃烧热：的燃烧热：658.6 KJ/658.6 KJ/molmol稳定性稳定性小环小环普通环普通环中环中环二、环烷烃的性质二、环烷烃的性质2 2、环的大小与化学性质、环的大小与化学性质H2 / Pt催催化化加加氢氢不不反反应应Cl2 / hvClHI不不反反应应自自由由基基取取代代反反应应二、环烷烃的性质二、环烷烃的性质3 3、小环的特殊性质易开环加成、小环的特殊性质易开环加成H2 / Pt, 50oCor Ni, 80oCCH2CH3H2 / Pt,

4、 50oCor Ni, 80oCCH3CHCH2CH3CH3H2 / Pt, 120oCor Ni, 200oCCH3CH2CH2CH3CH3CH2CH3213231v 小环小环的催化加氢的催化加氢（打开一根（打开一根 C-C C-C 键）键）支链多支链多较稳定较稳定二、环烷烃的性质二、环烷烃的性质CH2CH2CH2HICH2CH2CH2HOHHICH3HICH2CH2CH2CH2HIIHH2SO4H2OCH2CHCH2HICH3213132反应选择性反应选择性与碳正离子与碳正离子稳定性有关稳定性有关二、环烷烃的性质二、环烷烃的性质Br2 / r.t.CH2CH2CH2BrBrCl2 / Fe

5、Cl3CH2CH2CH2ClCl不不反反应应（难难开开环环）Br2 / r.t.（离子型）（离子型）加成反应加成反应Cl2 / hvCl三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象1 1、环丙烷的结构和构象、环丙烷的结构和构象角张力（角张力（angle strainangle strain）：）： 环的角度与环的角度与spsp3 3轨道夹角轨道夹角差别引起的张力差别引起的张力CCCHHHHHH105.5oHHHHHHHHHHHH123123C1-C2所有所有C-H C-H 键均为键均为重叠式构象，重叠式构象，有有扭转张力扭转张力三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象2 2、环丁烷的结构和

6、构象、环丁烷的结构和构象角张力角张力扭转张力扭转张力角张力稍增角张力稍增加加, , 扭转张扭转张力明显减小力明显减小HHHHHHHH1234C1-C2C4-C3HHHHHH1234HHHHHHHHHH1234HHHHH2C123H2C4C1-C2三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象3 3、环己烷的结构和构象、环己烷的结构和构象120oHHHHHHHHHHHHv环己烷不是平面型分子环己烷不是平面型分子三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象环环己己烷烷碳碳架架是是折折叠叠的的HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH123456123456两两者互为构象异构体者互为构象异构体三

7、、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象HHHHHHHHHHHH123456C4-C3C6-C1HHHHHHHH612543HHHH之间距离均之间距离均大于大于H H的的Van der Van der WaalsWaals半径之和半径之和（2.40 2.40 ）HHHHHHHHHHHH 相间的两根键相互平行相间的两根键相互平行（画（画 Z Z 字形）字形） 六个碳原子交替分布在两个平面上六个碳原子交替分布在两个平面上 每个碳均有一根每个碳均有一根C-HC-H键在垂直方向，键在垂直方向，上平面的向上画，下平面上平面的向上画，下平面的向下画的向下画 其它其它C-HC-H键分别向左（左边的三个）或

8、向右（右边的三个），键分别向左（左边的三个）或向右（右边的三个），且上下交替且上下交替HHHHHHHHHHHH三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象a a键键 (axial bond)(axial bond)竖键竖键, , 直键直键, , 直立键直立键e e键键 (equatorial bond)(equatorial bond)横键横键, , 平键平键, , 平伏键平伏键HHHHHHHHHHHHHHHHHHHH三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象相邻碳上的相邻碳上的a a键和键和e e键为顺式键为顺式两个相邻的两个相邻的a a键（或键（或e e键）为反式键）为反式la a键和键和e e键的相互转换键的相互转换翻转后翻转后, ,原来的原来的a a键转键转变为变为e e键键, ,而而e e键转变为键转变为a a键键HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH123456HHHHHHHHHHHH123456翻转三、环烷烃的结构与构象三、环烷烃的结构与构象HHHHHHHHHHHH123456C3-C2C5-C6HHHHHHHH165423HHHHHHHHHHHH有几组有几组HHHH之间之间距离均距离均小于小于H H的的Van der WaalsVan der Waals半半径之和（径之