第五章节指环烃

第五章节指环烃一、脂环烃的分类和命名脂环烃环烷烃环烯烃环炔烃桥环烷烃螺环烷烃集合环烷烃1、分类2、命名（1）单环脂环烃的命名：根据环中碳原子的数目称为”环某烷“。碳环可以简写为相同大小的正多边形，每一个顶点代表一个CH2如环上有取代基时，则在母体环烃名称的前面加上取代基的名称和位次。环上碳原子的编号，应使取代基的位次尽可能的小。有不同取代基时，要用较小的位次表示较小的取代基。1-甲基－2－异丙基环戊烷1-甲基－4－异丙基环己烷环烯烃的命名，环上碳原子的编号应给双键以最小的位次。3－甲基－1－环己烯简称：3－甲基环己烯不是2－甲基环己烯5－甲基－1，3－环戊二烯不是1－甲基－2，4－环戊二烯（2）多环脂环烃的命名（i）桥环烃两个环共用两个或多个碳原子的烃叫桥环烃。（a）先找到桥头碳，给化合物编号，原则：自桥的一端开始，循着最长的环节编到桥的另一端，然后循着次长的环节编回到起始桥端，最短环节最后编号。（b）注明环数：视环的数目，用“某环”作词头。在环字后面的方括号中用阿拉伯数字注上各桥所含的碳原子数，由多到少列出，并用下角圆点隔开。无碳原子的桥称为键桥，用0表示。（c）在方括号的后面标明成环碳原子的数为某烷。当环上由取代基时，将取代基写在“某烷”词头的前面。上述化合物的名称为：2－甲基二环[3.2.1]辛烷（ii）螺环烃的命名两个碳环共用一个碳原子的环烃称为螺环烃。螺环烃的命名是根据成环碳原子的总数称为螺某烷，在螺字后面的方括号中，用阿拉伯数字标出两个碳环除了共有碳原子以外的碳原子数目。将小的数字排在前面，编号是从较小的环中与共有碳原子（螺原子）相邻的一个碳原子开始，经过共有碳原子而得到较大环，数字之间用圆点隔开，数字指示碳原子数。螺[2.4]庚烷二、脂环烃的性质

环烷烃的分子结构比链烷烃排列紧密，所以，沸点、熔点、密度均比链烷烃高。1、物理性质2、化学性质（1）卤代反应：（2）氧化反应：（3）加成反应加氢加溴加卤化氢加成符合马氏规则，氢原子加在含氢较多的碳原子上。三、脂环烃的结构与稳定性

三、四元的小环化合物不稳定，易发生开环的反应。环烷烃的燃烧热与环的稳定性有关。

燃烧热(△Hc)测定数据表明：链状烷烃分子每增加一个—CH2—，其燃烧热数值的增加基本上是一个定值658.6kJ·mol-1。一些环烷烃的燃烧热从环丙烷到环己烷，每个CH2的燃烧热量逐渐降低，说明环愈小内能愈大，故不稳定。

当碳原子的键角偏离109°28′时，便会产生一种恢复正常键角的力量。这种力就称为张力。键角偏离正常键角越多，张力就越大。张力学说的内容a：键的重叠程度小，稳定性下降。b：电子云分布在两核连线的外侧，增加了试剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质。四、环己烷的构象环己烷分子中，碳原子是以sp3杂化的，六个碳原子不在同一个平面内，碳碳键之间的夹角可以保持109.28‘，因此环很稳定。锯架式纽曼式1、环己烷的椅式构象1.有6个a(axial)键，有6个e(equatorial)键。有C3对称轴。（过中心，垂直于1,3,5平面和2,4,6平面，两平面间距50pm）3.有构象转换异构体。（K=104-105/秒）环己烷椅式构象的特点4.环中相邻两个碳原子均为邻交叉。a键转变成e键，e键转变成a键；环上原子或基团的空间关系保持。2、环己烷的船式构象锯架式纽曼式1、1,2,4,5四个碳原子在同一平面内，3,6碳原子在这一平面的上方。2、1,2和4,5之间有两个正丁烷似的全重叠,1,6、5,6、2,3、3,4之间有四个正丁烷似的邻位交叉。环己烷船式构象的特点:船式与椅式的能量差：29.7KJ/mol构象分布：环己烷椅式构象:环己烷扭船式构象=10000:13、环己烷的扭船式构象在扭船式构象中，所有的扭转角都是30o。4、环己烷的半椅式构象三个全重叠三个邻交叉四个全重叠两个邻交叉半椅式构象是用分子力学计算过渡态的几何形象时提出的。椅式半椅式船式扭船式环己烷构象的位能关系图（１）一取代环己烷的构象（95%)(5%)CH3与C2-C3键、C5-C6键为对交叉CH3与C2-C3键、C5-C6键为邻交叉E=3.8KJ/mol-12=7.6KJ/mol-1CH3与C3-H、C5-H有相互排斥力，这称为1,3-二直立键作用。每个H与CH3的1,3-二直立键作用相当于1个邻交叉。５、取代环己烷的构象（２）二取代环己烷的构象1,2-二甲基环己烷的平面表示法1,2-二甲基环己烷顺式反式稳定性相同更稳定1,3-二甲基环己烷顺式反式稳定性相同更稳定练习：自己写出1，4－二甲基环己烷的构象顺-1,4-二（三级丁基）环己烷扭船式太大的取代基要尽量避免取a键。反-1-甲基-4-异丁基环己烷较大基团在e键最为稳定顺-1-甲基-4-氯环己烷形成分子内氢键Hassel规则

带有相同基团的多取代环己烷，如果没有其它因素的参与，那末在两个构象异构体之间，总是有较多取代基取e键向位的构象为优势构象。Barton规则

带有不同基团的多取代环己烷，如果没有其它因