有机3 环烷烃ppt课件

第三章环烷烃,环己烷的构象（椅式、船式，a键和e键)一取代环己烷的构象二取代环己烷的构象,主要内容,1,4.环己烷的结构及构象,如果环己烷的6个碳原子在同一平面上:将有角张力将有扭转张力,环己烷不是平面型分子,2,环己烷分子中的六个碳不共平面，且六元环是无张力环，键角为109.5。环己烷有两种构象：船式和椅式构像。两种构象通过C-C单键的旋转，可相互转变；室温下，环己烷主要在椅型构象存在(99.9%以上)。为什么椅型构象稳定?,3,椅式构像：所有两个相邻的碳原子的碳氢键都处于交叉式位置；所有环上氢原子间距离都相距较远，无非键张力。,船式构像：C2-C3及C5-C6间的碳氢键处于重叠式位置；船头和船尾上的两个碳氢键向内伸展，相距较近，比较拥挤，存在非键张力。,4,环己烷碳架是折叠的,椅式构象,船式构象,C2,C3,C5,C6共平面,两者互为构象异构体,5,椅式构象,HH之间距离均大于H的VanderWaals半径之和（2.40）,交叉式,6,环己烷的椅式构象,7,环己烷椅式构象的书法分3步：,第1步：先画出两条向下倾斜有一定间距的平行线段，示意环己烷中的这4个碳原子共平面。第2步：将结构中最上方的碳原子写在该平面的右上方，互相连接成键。第3步：将结构中最下方的碳原子写在该平面的左下方，注意与最下方碳原子相连的键和与最上方相连的键是平行的。,8,9,注意：,观察环己烷的椅式构象时要切记，写在下方的键指向纸前方而上方的键指向纸的后方。如果不这样约定，就会产生视觉的错误，认为倒过来也是一样的。为了清楚起见，一般情况下，环己烷均将指向前方（下方）的键线条加重以表示它是靠近读者的。,10,环己烷椅式构象,相间的两根键相互平行（画Z字形）六个碳原子交替分布在两个平面上每个碳均有一根C-H键在垂直方向，上平面的向上画，下平面的向下画其它C-H键分别向左（左边的三个）或向右（右边的三个），且上下交替,11,两种类型C-H键,a键:竖键,直键,直立键,e键:横键,平键,平伏键,12,椅式构象中C-H键的顺反关系,相邻碳上的a键和e键为顺式两个相邻的a键（或e键）为反式,a键和e键的相互转换,翻转后,原来的a键转变为e键,而e键转变为a键,13,船式构象,有几组HH之间距离均小于H的VanderWaals半径之和（2.40）,重叠式（有扭转张力）,旗杆键,14,环己烷的船式构象,15,环己烷的其它构象式,半椅式,扭船式,椅式,船式,椅式,16,半椅式构象,5个碳在同一平面上有角张力（CC键角接近120o）平面碳上的C-H键为重叠式构象（有较大的扭转张力）,扭船式构象,1.84,17,各种环己烷构象的势能图,18,2.单取代环己烷的构象分析,甲基环己烷的构象,CH3与C3为对位交叉,优势构象，室温时占95%,CH3与C3为邻位交叉,1，3-竖键作用,19,取代环己烷的构象1,20,叔丁基环己烷的构象,1.3-竖键作用非常大,优势构象室温：100,21,cis-1,2-二甲基环己烷,3.二取代环己烷的构象分析,trans-1,2-二甲基环己烷,1,2-cis,能量相等,1,2-trans,优势构象,e,a-,a,e-,a,a-,e,e-,有1.3-竖键作用,22,cis-1,3-二甲基环己烷,trans-1,3-二甲基环己烷,1,3-cis,1,3-trans,e,a-,a,e-,a,a-,e,e-,能量相等,优势构象,有较大的1.3-竖键作用,23,cis-1,4-二甲基环己烷,trans-1,4-二甲基环己烷,能量相等,优势构象,e,a-,a,e-,a,a-,e,e-,1,4-cis,1,4-trans,有1.3-竖键作用,24,不同基团二取代环己烷,大基团总是占据e键,1,2-cis,优势构象,1,3-竖键作用较大,25,cis-1,4-二叔丁基环己烷的构象,有较大的1,3-竖键作用,扭船型构象,26,多取代环己烷：（1）环己烷多元取代物的最稳定的构象是e-取代最多的构象；（2）环上有不同取代基是，大的取代基在e-键的构象最稳定。,27,课堂练习：,1、画出1,1-二甲基环己烷的椅式构象，指出直立位甲基和平伏位甲基。,【解析】,画出椅式环己烷的构象，然后将两个甲基写在同一碳原子上。在环的大致平面上的甲基就是平伏位甲基，另一个（指向环平面上方或下方的）就是直立位甲基。,【解答】,28,2、画出溴代环己烷的两种不同椅式构象，标出直立位和平伏位氢原子，两种构象中哪个更稳定？,【解答】,29,3、画出顺-1,2-二氯环己烷的椅式构象，解释为什么必须一个氯在直立位而另一个氯在平伏位。,【解答】,30,4、画出反-1,2-二氯环己烷的椅式构象，解释为什么两个氯必须都在直立位或都在平伏位。,【解答】,31,四、脂环烃的主要来源和制法,1.主要来源：石油。2.制法：(1)芳香族化合物催化氢化(2)分子内关环(3)其它方法,32,(2)分子内关环,(3)其它方法,