第四章环烷烃

第四章环烷烃第一页，共二十五页，编辑于2023年，星期五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（3～5）、中环（6～13）和大环第二页，共二十五页，编辑于2023年，星期五2、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

第三页，共二十五页，编辑于2023年，星期五3、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）长链作母体，环作取代基3-甲基-4-环丁基庚烷1,2-二环己基乙烷第四页，共二十五页，编辑于2023年，星期五3）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

联环桥环螺环稠环第五页，共二十五页，编辑于2023年，星期五1）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]辛烷第六页，共二十五页，编辑于2023年，星期五2,7,7-三甲基二环[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1234567第七页，共二十五页，编辑于2023年，星期五2）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八页，共二十五页，编辑于2023年，星期五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：第九页，共二十五页，编辑于2023年，星期五与卤化氢的加成：与卤素的加成：第十页，共二十五页，编辑于2023年，星期五加硫酸：？第十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期五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，体系越不稳定第十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期五稳定性顺序：三元环<

四元环<

五元环>六元环>

七元环>>>>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”的方式，而是侧面重叠，键的强度较弱；形成的σ键形如弯曲状，σ成键电子位于核间连线的外测，易受到试剂的进攻第十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第四节环烷烃的构像一、环丙烷等的构像二、环己烷的构像通过碳原子不在同一平面可以使C保持正常四面体键角构成六元环，现代物理方法证明环己烷有两种极端构像：椅式构像船式构像第十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第十五页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第十六页，共二十五页，编辑于2023年，星期五

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第十七页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第十八页，共二十五页，编辑于2023年，星期五a键：直立键(竖键)(axialbonds)e键：平伏键(横键)(equatorialbonds)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第十九页，共二十五页，编辑于2023年，星期五三、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=(CH3)2CH－97％R=(CH3)3C－>99.99％第二十页，共二十五页，编辑于2023年，星期五四、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：第二十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期五顺式对二取代：反式对二取代：第二十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期五反式-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键第二十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期五五、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