第五章 脂环烃.ppt

第五章脂环烃 5 1脂环烃的定义和命名 5 2环烷烃的工业来源 5 3环烷烃的物理性质 5 4环烷烃的化学性质 5 5环烷烃的结构 5 4环烷烃的化学性质 5 4 1取代反应 5 4 2开环反应 加成反应 5 5环烷烃的结构 5 5 1环丙烷的结构 5 5 2环丁烷的结构 5 5 3环戊烷的结构 5 5 4环己烷的结构 第五章脂环烃 以环为母体 环上侧链作为取代基 编号以取代基的编号加和最小为原则 环烷烃的命名 定义 有环状碳骨架 性质与脂肪族烃相似 5 1脂环烃的定义和命名 环烯烃的命名 以不饱和环为母体 侧链作为为取代基 若都有 或都没有 则除使双键位号最小外还同时应使侧链位置编号加和最小为原则 若不饱和环有侧链时 则该碳编号为1号 编号顺序应使不饱和键位号最小 螺环化合物的定义与命名 命名原则 螺环化合物定义 共用一个碳原子的双环化合物 共用原子称为螺原子 双环化合物定义 含有两个闭合的碳环 有不饱和双键时 应使双键位号最小 有取代基时 编号从小环开始编号 经过螺原子再编次长环 使取代基位号最小 把两个环的碳原子数 不包括螺原子 按由小到大顺序写在方括号内 数字用圆点分开 由碳原子总数称为 某烷 并加词头 螺 例如 1 5 二甲基螺 2 4 庚烷 桥环化合物的命名 从桥头碳原子开始 先编大环至第二个桥头碳原子 再编余下的较长的桥 回到第一个桥头 最后再编小环 定义 双环共用两个或多个碳原子 共用碳原子称为桥头碳原子 环的大小顺序是由大到小 命名原则 5 2环烷烃的工业来源 1 石油分馏2 石油催化裂解 2 甲基双环 2 2 1 庚烷 例如 5 3环烷烃的物理性质 例如 沸点 熔点 相对密度 d420 环烷烃的熔沸点和密度都比同碳原子数的烷烃高一些 环丙烷 32 7 127 60 689 丙烷 42 2 187 10 5824 5 4 1取代反应 化学性质与相应的脂肪烃类相似 且有环状结构特点 5 4环烷烃的化学性质 Cl2 HCl Cl2 HCl 光 光 例如 5 4 2开环反应 加成反应 催化加氢 H2 CH3CH2CH3 H2 CH3CH2CH2CH3 H2 CH3 CH2 3CH3 H2 CH3 CH2 4CH3 注意 环的破裂发生在含氢最多和含氢最少的两个碳原子之间 Br2 BrCH2CH2CH2Br 加卤素或卤化氢 HBr CH3CH2CH2Br HBr 环丁烷常温下不反应 一般条件下不与氧化剂反应 但在加热时与强氧化剂作用 氧化反应 HNO3 例如 环丙烷中的碳原子采用sp3杂化但轨道的键角不是109 5 如图 5 5 1环丙烷的结构 5 5环烷烃的结构 碳原子形成的C C 键 不能沿轨道的对称轴实现最大的交盖 交盖较好 环丙烷分子的键 交盖较差 104 总张力 3 697 1KJ mol Hc n 658 6 115 5KJ mol 环张力 角张力 键角偏离正常键角 Hc n 每增加一个CH2的燃烧热值 扭转张力 相邻两个碳上的C H键是重叠式 因此环丙烷易开环 每个碳原子仍然采用sp3杂化 键角也偏离正常键角 角偏离程度比环丙烷弱 且环丁烷是非平面结构 环丁烷的构象 5 5 2环丁烷的结构 环丁烷分子中的键 C C C夹角基本呈108 接近109 5 且没有什么角张力 且是非平面结构 扭转张力很小 因此环戊烷比较稳定 环戊烷的构象 5 5 3环戊烷的结构 总张力能 27 0KJ mol 较大取代基占据e键 比较稳定