江苏省“南京工业大学杯”化学奥赛夏令营选拔赛辅导讲义有机化学环烷烃整理ppt课件

1、2006 2006 江苏中学化学奥赛夏令营江苏中学化学奥赛夏令营n 环烷烃的分类环烷烃的分类n 单环化合物的命名单环化合物的命名n 多环化合物的命名多环化合物的命名n螺环烃的命名螺环烃的命名n稠环烃的命名稠环烃的命名n桥环烃的命名桥环烃的命名n 环烷烃的物理性质环烷烃的物理性质n 环烯烃的加成反响环烯烃的加成反响n 环烃的特殊性质环烃的特殊性质n小环的加成反响小环的加成反响n 张力学说和环丙烷的构造张力学说和环丙烷的构造n 环丁烷和环戊烷的构象环丁烷和环戊烷的构象n 熄灭热和非平面构造熄灭热和非平面构造n 环己烷的构象环己烷的构象n 脂环化合物的顺反异构脂环化合物的顺反异构n饱和脂环烃饱和脂环

2、烃环烷烃环烷烃n不饱和脂环烃不饱和脂环烃n环烯烃环烯烃n环炔烃环炔烃n单环体系单环体系n小环小环34个碳个碳n普通环普通环57个碳个碳n中环中环812个碳个碳n大环大环12个碳以上个碳以上n它们的命名法与烷烃类似，只在烷字的前面加它们的命名法与烷烃类似，只在烷字的前面加上一上一“环环 字，称为环某烷字，称为环某烷H2CH2CCH2CH2H2CH2CCH2CH2CH2CCH2CH2H2H2CH2CCH2CH2CH2CH2环丙烷环丙烷环丁烷环丁烷环戊烷环戊烷环己烷环己烷CH2CH2CH2CH2CCH2CH21234567螺螺 2.4 庚烷庚烷n螺环烃：两个碳环共有一个碳原子的脂环烃螺环烃：两个碳环

3、共有一个碳原子的脂环烃n根据成环碳原子的总数称为螺某烷根据成环碳原子的总数称为螺某烷nExample：n稠环烃：两个碳环共有两个碳原子的脂环烃稠环烃：两个碳环共有两个碳原子的脂环烃n可当作相应芳烃的氢化物来命名可当作相应芳烃的氢化物来命名nExample：CH2H2CH2CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2十氢萘十氢萘立方烷立方烷篮烷篮烷棱晶烷棱晶烷金刚烷金刚烷CH2CH2CH2Cl2CH2CH2CHClCH2CH2CH2CH2CH2Br2CH2CH2CH2CH2CHBr+hvHCl+300 CHBr+n环烷烃与烷烃一样主要起自在基取代反响环烷烃与烷烃一样主要起自在基取代反响氯代环丙烷

4、氯代环丙烷CH2H2CH2CCHCHCH2Br2CH2H2CH2CCHCHCH2BrBrCH2HCCH2CHCHH3CCH3O32OCHCHCH2CH2CHCH3CHOH O/Zn+n环烯烃与烯烃一样主要起加成反响环烯烃与烯烃一样主要起加成反响3,5-二甲基环戊烯二甲基环戊烯2,4-二甲基二甲基1-,5-戊二醛戊二醛CH2CH2CH22CH3CH2CH3CH2CH2CH2CH22CH3CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH2CH22CH3CH2CH2CH2CH3Ni,H80 CNi,H120 CPt,H300310 Cn小环的加成反响比大环更容易进展小环的加成反响比大环更容易进展H2CCH2

5、CH2CH2CH2CH2BrH2CCH2CH2Br2CH2CH2CH2BrBr+HBr+n在常温下，小环即可与卤素、氢卤酸发生反响在常温下，小环即可与卤素、氢卤酸发生反响CHCH2CH2CH3CH2CHCH2CH3BrHCH3CH3CCH3CHCH3CH2CH3CCH3CHBr+HBr+HBrn环丙烷的烷基衍生物与氢卤酸的加成符合马氏环丙烷的烷基衍生物与氢卤酸的加成符合马氏规那么规那么CH3CCH3CHCHCH2CH3CCH3CHCOOHCH2CCH3CH3KMnO41,1-二甲基二甲基-2-异丁烯基环丙烷异丁烯基环丙烷2,2-二甲基环丙基甲酸二甲基环丙基甲酸n环丙烷对氧化剂较稳定环丙烷对氧化

6、剂较稳定n张力学说的提出：环的大小与稳定性的关系张力学说的提出：环的大小与稳定性的关系n张力学说的要点张力学说的要点n碳与其他四个原子的恣意键角均为四面体角碳与其他四个原子的恣意键角均为四面体角 (10928) n环丙烷的环为三角形，夹角为环丙烷的环为三角形，夹角为60n环丁烷的环为正方形，夹角为环丁烷的环为正方形，夹角为90n角张力角张力n当碳环中的碳原子数大于四个时，角张力根本消逝当碳环中的碳原子数大于四个时，角张力根本消逝n环丙烷的构造：环丙烷的构造：CH3CCH3CHCHCH3CH3CCHCOOHCCH3CH2CCCCH2CHCHCHCH2C除虫菊素除虫菊素In小环烃通常不稳定，但当它

7、连有某些取代基的小环烃通常不稳定，但当它连有某些取代基的时候却可以构成稳定的化合物时候却可以构成稳定的化合物nExample：n环丁烷的构象环丁烷的构象键角约键角约111.5n环戊烷的构象环戊烷的构象信封式信封式半椅式半椅式0.05nmHHHHHHHHHHHH(a)123456(b)HHHHHHHHHHHH(c)对称轴对称轴椅式椅式船式船式n椅形中的椅形中的CH键分为两类键分为两类n直立键直立键a键键n平伏键平伏键e键键n转环作用：两种椅形构象之间的转变转环作用：两种椅形构象之间的转变n相互变换中每一个相互变换中每一个a键都变成了键都变成了e键，同时每个键，同时每个e键也变为了键也变为了a键键

8、n多元取代的环己烷中，取代基处于多元取代的环己烷中，取代基处于e键形状较键形状较多的构象比较稳定多的构象比较稳定n两点规律两点规律ClClClClClClClClClClClCl异构体异构体异构体异构体n阅历规律：阅历规律：n环己烷多元取代物最稳定的构象是环己烷多元取代物最稳定的构象是e-取代基最取代基最多的构象多的构象n环上有不同取代基时，大的取代基在环上有不同取代基时，大的取代基在e键的构键的构象最稳定象最稳定n环的存在使环上的碳碳键不能自在旋转，于是当两个环的存在使环上的碳碳键不能自在旋转，于是当两个碳原子衔接不同的取代基时，就会发生顺反异构碳原子衔接不同的取代基时，就会发生顺反异构nE

9、xample：CH3CH3HHCH3CH3HH顺顺-1,2-二甲基环丙烷二甲基环丙烷沸点沸点 37 d200.6938 nD201.3822 cis-反反-1,2-二甲基环丙烷二甲基环丙烷沸点沸点 29 d200.6769 nD201.3713Trans-OOCH2OBrBrOOCHOCNn随着环上取代基的添加，顺反异构体的数目也相应增随着环上取代基的添加，顺反异构体的数目也相应增多多nExample：1,2,3,4,-四甲基环丁烷四甲基环丁烷CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3C

10、H3CH3CH3HHHHeeeeaeean十氢萘的顺反异构十氢萘的顺反异构顺式顺式反式反式n武慈合成法：适宜小环的合成武慈合成法：适宜小环的合成nExample：BrBrKH2CCH2BrCH2BrNa(Zn)H2CCH2CH2+COOCH3COOCH3COOCH3COOCH3CH3CH3OOO+OOO顺丁烯二酸顺丁烯二酸 二甲酯二甲酯顺环己烯顺环己烯-4,5-二甲二甲 酸二甲酯酸二甲酯环戊二烯环戊二烯丁烯二酐丁烯二酐5-原菠烯原菠烯-2,3-二甲酐二甲酐原菠原菠+100 C室温室温环戊二烯环戊二烯无色液体无色液体沸点沸点 41.5双环戊二烯双环戊二烯无色结晶无色结晶沸点沸点 170熔点熔点 33.5OOOHHOOO+OOOHH+内型内型外型外型(少量少量)n加成后得到的桥环化合物大多是内型加成后得到的桥环化合物大多是内型endo产物，产物，外型外型exo产物很少产物很少n内型：酸酐基与亚甲桥基成反位内型：酸酐基与亚甲桥基成反位n外型：酸酐基与亚甲桥基成顺位外型：酸酐基与亚