第五章节脂环烃

第五章节脂环烃2023/3/13环数：使环状化合物变成开链化合物所需打破的碳碳键的数目。2023/3/132.单环烷烃的命名

按成环碳原子数命名为环某烷

环丙烷环戊烷环丁烷环己烷2023/3/13Structuralformulasofcyclicmolecules--CyclohexaneExpandedformula

2023/3/13Structuralformulasofcyclicmolecules--CyclohexaneCondensedformula

2023/3/13Structuralformulasofcyclicmolecules--CyclohexanePolygonformula

2023/3/13ExamplesofCyclicMolecules2023/3/13Moreexamples2023/3/13

取代单环烷烃的命名NomenclatureoftheSubstitutedMonocycloalkanes取代基只有一个不需标出位号Ifthereisonlyonesubstituent,donotusethe“1”.

取代基不只一个标出所有取代基位号Ifthereismorethanonesubstituent,youmustuseallnumbers,including“1”!从取代基位号小的方向给环编号Numberaroundtheringinadirectiontogetfromthefirstsubstituenttothesecondsubstituentbytheshorterpath.在取代程度相同时按字母顺序编号多取代碳编号优先2023/3/13

1,1-Dimethylcyclohexane2023/3/13

4-Ethyl-1,1-dimethylcyclohexane2023/3/13

TwoWaysofNamingThis1-Isopropyl-2-methylcyclohexane1-Methyl-2-(1-methylethyl)cyclohexane2023/3/13

长链作母体，3-Cyclobutyl-3-methylpentane2023/3/13环烷烃顺反立构受环的制约单键不能自由旋转，环上取代基在空间排列方式产生顺反（几何）异构顺cis两个取代基在环同侧反tran两个取代基在环异侧2023/3/13

环烷基CycloalkylGroups2023/3/13单环烯烃的命名

NomenclatureofMonocyclkenes从双键碳原子开始编号使取代基位次尽可能小2023/3/13螺环烃（两个环共用一个碳原子）的命名从小环中与共有碳原子相连的碳原子开始编号，经过共有碳原子，再由较大环回到共有碳原子。尽可能使取代基处在最小的位次母体名称前冠以“螺”，后接[],方括内注明环中除共有碳原子以外的碳原子数，由小到大，之间用圆点隔开。2023/3/13桥环的命名桥环两个环共有两个或多个碳原子从桥头碳开始编号，经过最大环到达另一桥头，在经次大环回到第一个桥头，最短的桥最后编号。母体名称前冠以“环数”，后接[],方括中表明环内除桥头碳原子外的碳原子数目，从大到小排列，之间用圆点分开。

2023/3/13

2023/3/13第二节脂环烃的性质一、与开链烃相似的反应1.环烷烃的卤代2.环烯烃的加成3.环烯烃的氧化2023/3/13二、小环烷烃特有的反应加氢开环加卤素、加卤化氢开环2023/3/13环丁烷在常温下不发生类似反应！环丙烷衍生物与卤化氢的加成，符合MarkovnikovRule.区别：环丙烷对氧化剂（如高锰酸钾）稳定，而烯烃易被氧化2023/3/13第三节脂环烃的结构为什么小环化合物容易开环？，三环比四环容易，五、六环相对稳定。一、Baeyer张力学说（1885年）

SP3

碳原子键角应为109。28’,任何与此正常键角的偏差，都会引起分子的张力，这种张力具有力图恢复正常键角的趋势。我们把这种张力叫角张力。2023/3/13角张力示意图Baeyer张力学说建立在错误假设（认为环烷烃都是平面结构）的基础上，只对小环适用。2023/3/13环丙烷

环丙烷为张力环，采取重叠式构象，所以容易破环。此外，环丙烷C－C键为弯曲键，有点类似于烯烃的键，可以发生类似于烯烃的加成反应。2023/3/13二、环丁烷和环戊烷的构象

平面式2023/3/13Cyclobutane

(puckeredform)蝴蝶式2023/3/13Cyclopentane信封式2023/3/13三、燃烧热和非平面结构

环丙烷：平面结构其它环烷烃：非平面结构燃烧热：此处用每个CH2单元的平均燃烧热，与开链烷烃每个CH2单元平均燃烧热的差值×n来表示分子的张力能。2023/3/13EstimateofAngleStrain2023/3/13环己烷（六元环）最稳定，其次是环戊烷（五元环）；大环都是稳定的；小环中的环丙烷最不稳定，其次是环丁烷。

2023/3/13

四、环己烷的构象环己烷的2种典型构象椅式船式123456142356123456146523邻位交叉式全叠式2023/3/13Cyclohexane椅式构象球棒模型2023/3/13Cyclohexane

(topview)nocontact斯陶特模型2023/3/13Cyclohexane

(boatform)bowsprit-flagpole

interaction船式构象球棒模型2023/3/13Cyclohexane

(topview--stericstrain)Notice!船式斯陶特模型2023/3/13Chair-chairInversioninCyclohexane转环作用中的能量变化椅式半椅式扭船式船式2023/3/13环己烷的椅式构象最稳定Reasons：角张力为0采取邻位交叉式构象，扭转张力最小1，3-二a键相互作用小。因为H原子范德华半径小，所以范德华张力为02023/3/13Cyclohexane

(axialbonds)直立键『a键』凡与通过分子中心的假象垂直轴平行的C—H键2023/3/13Cyclohexane

(equatorialbonds)凡与垂直轴成109。28’的C－H键2023/3/13Cyclohexane

(showingbothaxialand

equatorialbonds直立键平伏键2023/3/13转环作用（a键变e键）

2023/3/13Chair-chairInversionin

Methylcyclohexane甲基环己烷2023/3/13环己烷衍生物优势构象的判定环己烷一取代物以取代基处于e-键上的最稳定含相同取代基的环己烷多元取代物最稳定的构象是e-取代基最多的构象－Hassel规则环上又不同取代基时，大的取代基在e-键上的最稳定－Baton规则2023/3/13tert-Butylcyclohexane

(equatorial)叔丁基环己烷2023/3/13tert-Butylcyclohexane

(space-fillingmodel)叔丁基环己烷2023/3/13tert-Butylcyclohexane

(axialgroup)HUGEstericstrain叔丁基环己烷1,3-二a键相互作用2023/3/13五、脂环化合物的顺反异构2023/3/13

反式十氢萘比顺式十氢萘稳定2023/3/13FormtheCompleteIUPACName: