有机化学第二章.ppt

第2节环烷烃 2 8环烷烃的构造异构和命名2 8 1环烷烃的构造异构2 8 2环烷烃的的命名2 9环烷烃的结构2 9 1环的大小与环的稳定性2 9 2环丙烷的结构2 10环己烷和一取代环己烷的构象2 10 1环己烷的构象2 10 2一取代环己烷的构象2 11环烷烃的物理性质2 12环烷烃的化学性质 2 8 1环烷烃的构造异构 环烷烃 通式CnH2n 脂环烃的构造异构现象比脂肪烃复杂 如环烷烃C5H10的构造异构体有 环戊烷 1 1 二甲基环丙烷 乙基环丙烷 甲基环丁烷 1 2 二甲基环丙烷 2 8 2环烷烃的命名 单环脂环烃在相应烷烃名称前加 环 字 称为 环某烷 2 使所有取代基编号尽可能小 甲基环戊烷 1 2 二甲基环己烷 1 甲基 3 乙基环己烷 2 9环烷烃的结构2 9 1环的大小与环的稳定性 燃烧热 指1mol化合物完全燃烧生成二氧化碳和水所放出的能量 其大小反映了分子能量的高低 由环丙烷到环戊烷 随环增大 每个亚甲基单元的燃烧热依次降低 由环己烷开始 亚甲基单元的燃烧热趋于恒定 2 9 2环丙烷的结构由于角张力作用 使得环丙烷和环丁烷分子稳定性下降 容易发生加成反应使环打开 键角60 轨道夹角105 5 不等性sp3杂化 形成C C键sp3杂化轨道具有较多p成分 环丙烷分子轨道图 蝴蝶型 环丁烷 扭曲型 环戊烷 从环丁烷开始 成环碳原子均不在同一平面上 环己烷分子中无张力 而七到十二个碳原子组成的环烷烃 环内氢原子间的扭转张力使它们的稳定性略有下降 当环进一步增大时 稳定性与环己烷相似 如环二十二烷就是无张力环 环二十二烷 2 10环己烷和一取代环己烷的构象2 10 1环己烷的构象 环己烷的六个成环碳原子不共平面 C C C键角为109 5 是无张力环 环己烷有椅型和船型两种极限构象 椅型 船型 椅型构象和船型构象可以互相转变 船型环己烷比椅型能量高30kJ mol 1 常温下平衡体系主要以稳定的椅型构象存在 船型分子中存在扭转张力和氢原子之间的非键张力 环己烷中的碳氢键可分为两种类型 每个碳原子上有一个a键和一个e键 在环中上下交替排列 环己烷由一种椅型构象翻转为另一种椅型构象时 原来的a键都变为e键 原来的e键都变为a键 2 10 2一取代环己烷的构象一取代环己烷的取代基在e键上的构象占优势 取代基越大 这种优势越明显 R CH3时 95 处于e键 R CH3 3时 99 9 处于e键 若环上连有不同的取代基 一般是体积大的取代基优先处于e键 顺 1 甲基 4 叔丁基环丁烷 多取代的环己烷 一般取代基处于e键最多的构象最稳定 例如杀虫剂六六六的最稳定构象是 异构体而不是 异构体 异构体 低活性 异构体 高活性 2 11环烷烃的物理性质 环烷烃的沸点 熔点和相对密度都较含同数碳原子的开链脂肪烃为高 一些环烷烃的物理常数 2 12环烷烃的化学性质 2 12 1取代反应 2 12 2氧化反应 环十二烷 环十二醇 环十二酮 2 12 3加成反应 环丙烷和环丁烷与烯烃