《gch脂环烃》PPT课件

1,第五章脂环烃,分类和命名（P96）,脂环烃是指碳原子成环的烃，其性质同开链的饱和及不饱和烃相似。,2,单环烷烃的命名,根据分之中成环碳原子数目，称为环某烷。编号时使取代基编号依次最小。,1-甲基-2-乙基环戊烷,1,3-二甲基-1-乙基环己烷,环烷烃的顺反异构：假定环中碳原子在一个平面上，以环平面为参考平面，两取代基在同一侧的叫顺式（cis-)，否则叫反式（trans-)。,3,顺-1,4-二甲基环己烷,反-1,4-二甲基环己烷,单环烯（炔）烃的命名,以不饱和碳环为母体，称为环某烯（炔）。编号时使不饱和键最小。,1-甲基-1-环己烯,2,5-二甲基-1,3-环已二烯,4,螺环化合物的命名,根据成环的碳总数，叫螺某烷。,两环除开公用碳原子外的碳原子数，由小到大，放于内，并用下角原点隔开。,编号：从小环（连接螺碳的碳原子）开始公用碳原子（螺碳）大环（使取代基位次较小）。,螺3.4辛烷,5-甲基螺2.4庚烷,5-氯螺2.5辛烷,5,桥环烃（包括稠环烃）的命名,判断环数及总碳数，称几环某烷。,选桥头碳原子（一般为分支最多的碳原子），将桥上碳原子数（不包括桥头碳）由多到少顺序列在内，并用下角原点隔开（有几个桥就有几个数字）。,编号：从第一个桥头碳开始，从最长的桥编到第二个桥头碳，再沿次长的桥回到第一个桥头碳，最后编最短的桥。（若有取代基，则尽量使其位次较小）,双环4.2.0辛烷,6,2,7,7-三甲基双环2.2.1庚烷,练习：,1,2,4-三甲基双环4.3.0壬烷,7-甲基螺2.5-4-辛烯,7,脂环烃化学性质（P98）,取代反应,同烷烃相似，光照或加热下环烷烃发生自由基取代反应。,加成反应,不饱和环烃可以发生加成反应,反-1,2-二溴环戊烷,8,-卤代反应,氧化反应,共轭环二烯烃的DielsAlder反应,制备双环化合物,9,特殊的化学性质,环丙烷和环丁烷存在较大的环张力，环不稳定，易开环，具有类似烯烃的性质。,催化加氢,10,加成卤素和卤化氢,环丙烷和环丁烷及其同系物容易开环，与卤素或卤化氢发生亲电加成反应。,环丙烷与溴在室温下就能反应，使溴的颜色褪去。,环丁烷与溴的加成反应需在加热下进行。,而环戊烷和环己烷由于环比较稳定，在加热下也不易发生加成反应。利用这一性质可以鉴别各种环烷烃。,11,若取代环丙烷发生加成反应时，含氢最多和含氢最少的碳碳键断裂，且加成取向符合马氏加成规则。,12,小环化合物的加成活性不如烯烃，同烯烃相比具有抗氧化性而不被KMnO4氧化。环丁烷比环丙烷稳定，常温下一般不同X2、HX反应。,练习：用化学方法鉴别化合物,13,环烷烃的结构与稳定性(P101),环烷烃可分为:小环(三、四碳环)、普通环(五七碳环)、中环、大环。自然界存在的环状化合物多为五元环和六元环,其中六元环最稳定。,不同环烷烃的稳定性次序:环丙烷环丁烷环戊烷其它环烷烃环己烷,结构上的原因:环烷烃中成环碳原子均为sp3杂化。对小环(环丙烷、环丁烷)而言,为了成环,环上CC键间的夹角要偏离正常的109.5,形成弯曲键，轨道重叠的程度较小而不稳定。此外,环丙烷相邻CH键都是全重叠式构象,非键原子间的斥力较大。,14,相邻两个碳原子的两个sp3杂化轨道，在形成CC键时，其对称轴不在同一条直线上，而是以弯曲方向重叠，形成的CC键是弯曲的，形似“香蕉”，称为“弯曲键”或“香蕉键”。,这种由键角偏差引起的张力称为角张力。,除了角张力外，另一个使环丙烷有较大张力的因素是扭转张力。（环丙烷相邻CH键都是重叠式构象）,从环丁烷开始,成环碳原子不在同一平面上，轨道重叠的程度有所增大,非键原子间的斥力有所降低,使分子内能降低,稳定性提高。,15,折叠成“蝶式”构象C-C-C键角是88，(增加了角张力)所有的H都是交叉式，(降低了扭转张力),折叠成“信封式”构象C-C-C键角是105(增加了角张力)所有的H都是交叉式，(降低了扭转张力),16,椅式构象,船式构象,两者互为构象异构体,环烷烃的构象,17,椅式构象,无角张力无扭转张力无空间张力,交叉式,18,船式构象,有较大的扭转张力有空间张力,重叠式,19,环己烷的其它构象,椅式：稳定构象，约占99.9,20,环己烷椅式构象的画法,两个平面三对平行线a键，e键,椅式构象中C-H键的顺反关系,每一交点（C）画一水平线，水平线的同上、同下为顺式；上下为反式。,21,a键和e键的相互转换,翻转后,原来的a键转为e键,而e键转变为a键,22,A.一取代环己烷,1,取代环己烷的构象分析,室温时占95%,一取代时取代基处于e键稳定。,23,B.二取代环己烷,反1,2二甲基环己烷的优势构象,顺1甲基4叔丁基环己烷的优势构象,24,C.多取代环己烷,t-Bu在e键更稳定,结论:1.取代基相同时，e键较多的构象稳定。2.取代基不同时，大基团在e键构象稳定。,1，顺2，顺4三甲基环己烷的优势构象,25,作业P1091(1,6)2(5,4)5(2,4)6(2)9课后练习：P1091，2，5，6，8,26,1、*命名：脂环烃，螺环，桥环2、化学性质（和开链烷、烯、炔类似