《有机结构理论》PPT课件

第三章有机结构理论,本课内容,五、立体结构化学（一）顺反异构1.烯烃的顺反异构2.环烷烃的顺反异构（二）构象与构象异构1.乙烷的构象2.环己烷的构象,五、立体结构化学,同分异构,构造异构,立体异构,构型异构,构象异构,顺反异构,对映异构,碳链异构,官能团位置异构,官能团异构,CH3CH2CH2CH3,CH3CH2CH=CH2,CH3CH=CHCH3,CH3CH2OH,CH3OCH3,构造分子中各原子的排列方式和次序。,构型构造相同，原子的空间连接次序不同。,构象构造、构型相同，原子的空间相对次序不同。,（一）顺反异构,1）什么样的结构能产生顺反异构？,CH3CH=CHCH3,2-丁烯,顺-2-丁烯,反-2-丁烯,mp：-151.4,mp：-136.0,=,=,分子中存在限制旋转的因素，如：双键,每个双键C，分别连两个不同的基团,产生顺反异构的必要条件,沿键轴旋转1800,把分子旋转1800,练习1：下列结构有无顺反异构？,2）烯烃的顺反异构体怎样命名？,顺/反命名法：同侧为顺，异侧为反(适用于简单结构),2-丁烯,1,2-二氯乙烯,3-甲基-2-戊烯,Z/E命名法：IUPAC系统命名(适用于所有结构),根据“次序规则”比较基团的大小,IBrClFONCH,若ac、bd或者ac、bd，为Z；否则，为E。,(Z)-2-丁烯,(E)-1,2-二氯乙烯,(E)-3-甲基-2-戊烯,顺/反和Z/E是两种命名法则，无一定联系。,顺-,反-,顺-,练习2：命名下列化合物,1-苯基-1,3-戊二烯,(1Z,3Z)-,2-甲基-1,3-戊二烯,(E)-,(1Z,3E)-1-苯基-1,3-戊二烯,2,4-二甲基-1,4-己二烯,(E)-,3、环烷烃的顺反异构和命名,C环是限制旋转的因素。,环中至少有两个C分别连不同的基团。,顺-1,2-二甲基环丙烷,1,2,3-三氯环戊烷,反-1,2-二甲基环丙烷,反-,r-,若多于两个基团，选择位次最小者作为标准(r),1,2-二氯-1-环戊烷甲酸,r-,顺-,顺-,2,4-二甲基1,3-环丁二醇,1,2,2,次序规则顺式比反式优先Z比E优先R比S优先,顺-反-r-反-,反-2,顺-5-二甲基-顺-3-氯-r-1-环戊醇,1,2,2,3-甲基-1-乙基-3-氯-1-环戊醇,-r-,顺-,1、乙烷的构象,重叠式,交叉式,透视式,纽曼投影式,视角：从CC键轴斜方450角,视角：平行于CC键轴,（二）构象异构,由于CC单键旋转，引起的基团之间空间相对位置的变化。,乙烷构象转换与势能关系图,旋转中须克服能垒扭转张力电子云排斥相邻两H间的vonderwaals排斥力,2、环己烷的构象,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,环己烷碳架是折叠的,椅式构象(chairform),船式构象(boatform),两者互为构象异构体,椅式构象,HH之间距离均大于H的VanderWaals半径之和（2.40）,交叉式,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）,环己烷椅式构象的画法,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），且上下交替相间的两根键相互平行（Z字形）,直立键(a),平伏键(e),相邻碳上的a键（或e键）为反式两个相邻C上的a键和e键为顺式,椅式构象中C-H键的顺反关系,4、取代环己烷的构象,（1）一取代环己烷，连e键比连a键稳定,基团越大，e键取代构象越多。,99.99%,97%,95%,e式占比例,C(CH3)3,CH(CH3)2,CH3,基团,（2）多取代环己烷的构象,e键连接基团越多越稳定,如：反-1,2-二甲基环己烷,CH3,CH3,CH3,如不能都连在e键上，大基团连在e键上更稳定。,CH3,CH3,如：顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷,(CH3)3C,C(CH3)3,CH3,顺-1,2-二甲基环己烷,CH3,CH3,练习3：写出最稳定构象的透视式,异丙基环己烷,顺-1-甲基-2-异丙基环己烷,反-1-甲基-2-异丙基环己烷,反-1-乙基-3-叔丁基环己烷,C2H5,C(CH3)3,CH(CH3)2,CH3,CH(CH3)2,CH3,小结,4、用纽曼投影式表达简单结构的优势构象,5、能准确写出环己烷椅式构象(包括a键和e键的位置)，能写出取代环己烷的优势构象。,1、产生顺反异构的条件