《医学有机化学教学课件》第三章 环烃 （脂环烃031）.ppt

药学院化学教研室 有机化学 第三章第三章 环环 烃烃 药学院化学教研室 有机化学 第一节 脂环烃 Aliphatic Cyclic Hydrocarbon v具有链烃性质的环烃。 v脂环烃及其衍生物广泛存在于自然界中 v石油中的环烷烃 v植物中的挥发油，大多是环烯烃及其含 氧衍生物。 v甾族化合物等都是脂环烃的衍生物 药学院化学教研室 有机化学 脂脂 环环 烃烃 单环单环 脂环烃脂环烃 多环多环 脂环烃脂环烃 饱和脂环烃脂环烃 不饱和脂环烃脂环烃 螺环烃 桥环烃 环烯烃 环炔烃 环烷烃 （一）脂环烃的分类： v脂环烃还可分为小环（34个碳）、常见环（56 个碳）、中环（712个碳）和大环（12个碳） 。 一、 脂环烃的分类和命名 药学院化学教研室 有机化学 （二）脂环烃的命名 环戊烷 v简单环烷烃：称“环某烷” 1,2,4-三甲基环己烷1-甲基-4-异丙基环己烷 1.单环脂环烃的命名 v 若支链复杂，则把环当取代基。 3-环己基己烷 药学院化学教研室 有机化学 v环烯烃(CnH2n-2)，与二烯烃互为同分异构体。 v称环某烯，双键位次为最小（1,2位） 4-甲基-1-环己烯 3-甲基-1-环己烯 正确 错误 1,6-二甲基-1-环己烯 2,3-二甲基-1-环己烯 正确 错误 药学院化学教研室 有机化学 2.双环脂环烃的命名 v两个环共用的碳原子称为螺原子。称为螺烃。 v编号：螺原子相邻的碳 v根据成环的碳原子总数称为“ 螺 某烃 ” 小环螺原子大环 不饱和键和取代基编号最小。 （1）螺环烃的命名 v方括号 内标明螺环上碳原子数目（不包括螺 原子），先小环，再大环，中间用下角圆点隔开。 药学院化学教研室 有机化学 1,5-二甲基螺2.4庚烷 螺3.5壬烷 1-甲基螺3.5-5-壬烯 药学院化学教研室 有机化学 （2）桥环烃的命名 v两环共用的碳原子称为桥头碳原子，其余的称为 桥（链）碳原子，称为二环烃。 v编号：一个桥头碳 v根据成环碳原子的总数称为“ 二环 某烃” 最长桥另一个桥头碳 次长桥最短桥。 不饱和键和取代基编号最小。 v方括号 内标明桥环上碳原子数目（不包括桥头 碳），从大到小，中间用下角圆点隔开。 药学院化学教研室 有机化学 二环4.2.0辛烷 2,9-二甲基二环4.4.0癸烷 2,7,7-三甲基二环2.2.1庚烷 药学院化学教研室 有机化学 v环丙烷 C-C-C 键角 105.5 二、环烷烃的结构（p38） v三个碳原子在一个平面 v部分重叠，“弯曲键”，与正常的键相比，存在张 力（达到最大重叠 的倾向），因此内能较高，环 不稳定 v化学性质活泼：电子云分布在两个原子连线外侧， 易受亲电试剂的进攻，如卤素、卤化氢 药学院化学教研室 有机化学 v环丁烷C-C-C键角约111.5， 四个C不在同一平面。分子 中也存在着张力，但比环丙 烷要稳定得多。 v环戊烷C-C-C键角为10928 左右。四个碳在同一个平面 ，另一个碳在平面外，较稳 定。 药学院化学教研室 有机化学 v环己烷的六个成环碳原子不共平面，C-C-C键角 保持正常键角10928 ，很稳定。通过键的扭动可 以得到椅式和船式两种不同的排列方式（构象） 。 椅式船式 药学院化学教研室 有机化学 燃烧热 v链烷烃的每个-CH2-的平均燃烧焓是 658.6 KJ.mol-1 。 3456789 - - Hc Hc /n/n697.0686.2664.0658.6662.3664.2664. 4 某些环烷烃的燃烧热（单位：kJ.mol-1，298K) v燃烧热说明，小环分子能量高，不稳定，环越小， 能量越高，三元环是最不稳定的。 v稳定性：环己烷环戊烷环丁烷环丙烷 药学院化学教研室 有机化学 三、脂环烃的性质 v与开链烃类似，比水轻，不溶于水。 v常温下，环丙烷、环丙烯、环丁烷和环丁 烯是气体，环戊烷、环戊烯是液体，高级 脂环烃是固体。 （一）脂环烃的物理性质 药学院化学教研室 有机化学 v通性与开链烃相似。环烷烃与烷烃相 似；环烯烃和环炔烃分别与烯烃和炔烃 相似。 v特性环烷烃的加成反应。环状构造使 小环烃出现的一些特殊的化学性质。主 要表现在环的稳定性上，小环较不稳定 ，大环则较稳定。 （二）脂环烃的化学性质 药学院化学教研室 有机化学 v环烷烃与烷烃一样，与卤素进行游离基 取代反应。 1、通性与开链烃相似 药学院化学教研室 有机化学 v环烯烃与烯烃一样，主要发生双键上的 加成和氧化反应。 v加成 v氧化 药学院化学教研室 有机化学 2.特性环烷烃的加成反应 v环烷烃可进行催化氢化反应生成链状的烷烃。 v环的大小不同，反应的难易程度也不一样。 （1）催化加氢 药学院化学教研室 有机化学 （2）加卤素（亲电加成） v小环环烷烃（3,4元环) 开环加成反应，环戊烷 以上不反应。 药学院化学教研室 有机化学 （3）加卤化氢（亲电加成） v环丙烷常温时可与卤化氢加成, 环丁烷常温