第四章-脂环烃

1、第3章脂环族烃，第1节单环烷烃的分类和异构，第2节环烷烃的命名，第3节环烷烃的物理性质，第4节环烷烃的化学性质，第5节环张力理论，第6节环己烷的构象，脂环族烃的概述，第1节脂环族烃的分类和命名，第1节根据饱和度的分类：饱和脂环族烃和不饱和脂环族烃，脂环族烃：具有环状碳原子的烃， 它们的性质和开链不饱和脂环族烃可以缩写为相同大小的多边环，每个角代表一个亚甲基，单线代表一个单键，双线代表一个双键，第三线代表一个三键，饱和脂环族烃。 1.分类，根据环的数量：单环和多环(螺环烃，稠环烃，桥环烃)，单环：多环：桥环，桥环，在环烷烃前写下取代基的名称。取代基的顺序根据“最低级数”的原则列出，基团的顺序根据

2、较小的“顺序规则”给予优先权。(1)饱和单环烃的命名；(2)不饱和单环烃(环烯烃)的命名，称为环烯烃。基于双键的顺序和取代基的位置最小的原则。例如，在、1，4-二甲基环己烷中，两个甲基可以在环的同一侧或不同侧，并且它们是彼此的顺式-反式异构体。(1)螺环烃(双环)和(3)多环烃的命名。在分子中含有两个环的化合物中，两个环共用一个碳原子的环烷烃被称为螺环烃。编号原则：从较小环中与螺旋原子(普通碳原子)相邻的碳原子开始，经过一个小环到达螺旋原子，然后沿着一个大环到达所有的环碳原子。为了减少官能团或取代基的数量，螺-3。4辛烷，2。命名：按成环碳原子总数称之为环烷烃，每个碳环中除螺环碳原子外的碳原子

3、数用方括号标出(小数字行，大行，用小黑点隔开)，其他名称与烷烃相同。多环碳氢化合物的名称，例如：1，5-二甲基螺3。5壬烷；(2)桥烃(双环、三环等。)；(3)命名为多环烃。在分子中含有两个或多个碳环的多环化合物中，两个环共享两个或多个碳原子的化合物称为桥环化合物。7，7-二甲基二环。2.1庚烷，1。环数的测定：根据环状化合物转化为开链化合物时需要断裂的碳-碳键的数目。2.确定桥头堡碳：常见的碳原子称为桥头堡，通常是最分枝的碳。3.编号：从桥的一端开始，沿着最长的桥编织到桥的另一端，然后沿着第二长的桥到开始的桥头，最后编号最短的桥。尽量减少官能团或取代基的数量。4.命名：根据成环碳原子的总数，

4、称之为环烷烃，除桥头堡碳原子外，桥碳原子的数目用环后面的方括号标出(大的数字在前，小的数字在后，用黑点隔开)。环烷的其他命名法。(3)多环碳氢化合物的命名，例如2-乙基-6-氯双环3。2.1辛烷，(3)多环碳氢化合物的命名，5)不穿过桥头堡的碳链，其位置用数字表示(上标格式)，数字用逗号分隔。例如，三环2。2.1.0 2，6庚烷，4-甲基-1-异丙基双环3。1.01，5己烷，双环4。4.0癸烷，6。稠环化合物的命名属于桥环化合物。(3)多环烃的命名；(2)脂肪烃的性质；(1)具有开链烃的性质，主要经历自由基取代反应。分子中只有一个氢被取代，产物是单一的。(2)小环(三元或四元)烯烃的特征反应，

5、第二季度脂环族烃的性质，以及键具有部分键性质，这些键易于加成和开环，但是它们与卤素和卤化氢的反应性低于烯烃。镍/H2/80摄氏度，氯气/氯化铁u例如，(2)、氧化反应和脂环族烃的性质在第二节中，所以高锰酸钾溶液可以用来区分烯烃和环丙烷衍生物。脂肪烃化学性质概述小环烷烃(3，4元环)易于添加，不易氧化，如烷烃和烯烃。在普通的环上很难加成和氧化，就像烷烃一样。环烯烃和共轭二烯具有相应烯烃的共性。第三部分是脂环烃的结构，环丙烷的结构理论上是：1个饱和烃，C是sp3杂化，键角为109.52个三环，成环碳原子应共面，内角为60。(1)环丙烷的结构和拜耳张力理论，实际上：在丙烷分子中，键角C-C-C=10

6、5.5；高-中-高=114 .环丙烷分子中碳原子之间的Sp3杂化轨道被弯曲键重叠。114，105.5，60，角张力：分子内试图恢复正常键角的力。环丙烷分子相邻碳上的碳氢键都是重叠构象。扭转张力：试图恢复交叉形态的力。在第三节，脂环烃的结构中，环丁烷的四个碳原子不在一个平面上，但仍有角张力和扭转张力。在第三节，脂环烃的结构中，环戊烷分子中的碳碳键角为108，接近sp3杂化轨道之间的夹角，且角张力很小，因此是一个相对稳定的环。环己烷分子中6个碳原子不在同一平面上，碳原子之间的键角为10928，分子中没有张力。大环原子在不同的平面上，键角接近正常的键角，所以它们是无张力的环。环三十烷，第3节脂环烃的

7、结构，(2)，影响环状化合物稳定性和环状化合物构象的因素，第3节脂环烃的结构，角张力。由分子的特定几何形状引起的扭转张力。范德瓦尔斯张力是由于键的扭曲而产生的。非键原子或基团之间的偶极和偶极之间的相互作用是由非键原子之间的排斥引起的。例如，氢键，环丙烷分子有很大的张力(角张力和扭转张力)，这是一个张力环，所以很容易开环和产生加成反应。(3)环烷烃的燃烧热和环的稳定性。燃烧热测量数据表明，烷烃分子每增加一个CH2，燃烧热值的增加基本上是一个658.6 kJmol-1的固定值。环烷烃可视为由不同数量的CH2单元连接的化合物。然而，不同环烷烃中CH2单元的燃烧热由于环的尺寸而明显不同。在第三部分，脂

8、环烃的结构、一些环烷烃的燃烧热(kJmol-1)和环烷烃单元CH2燃烧热的增加将降低稳定性。第三节脂环烃的结构，环烷烃的稳定性：小环，34C环，不稳定，易开环和反应。普通环，5C7C环，非常稳定。环戊烷中，五个碳原子不在同一平面上，以尽量减少扭转张力，环己烷是一个无张力环。中心环，8C11C环，不是平面结构，没有键角变形，但它是不稳定的，因为亚甲基上的氢原子在成环过程中被迫采取重叠构象，即存在扭转张力。大环，12C以上的环，不同平面上的原子，接近正常键角的键角，和两个平行的碳链构成一个无张力的环。在第三部分，脂环族烃的结构和环己烷的构象水平和垂直键，环己烷分子中的六个碳原子不在同一平面上，碳-

9、碳键之间的夹角可以保持在109.5，因此环是稳定的。1.椅子和船这两种极端构型，在碳氢键之间没有角张力和扭转张力。张力环在室温下为99%，没有角张力。室温下，碳氢键之间的扭转张力为1%。椅子构象稳定的原因是：船构象不稳定：1。椅子和船两种极端构象，椅子构象稳定的原因：在船构象中，船头C1和C4上的氢原子之间的距离相对较近，排斥力相对较大。然而，在椅子上，1。椅子和船的两种极端形态，1。椅子和船的两个极端构象，分子模型：椅子构象，船构象，2。平面键(E键)和垂直键(A键)，在椅式构象中，碳氢键可分为两种类型：第一类六个碳氢键平行于分子对称轴，称为垂直键或A键；第二类六个碳氢键与垂直键形成接近10

10、9.5的夹角，并水平延伸到相环外，称为平面键或E键。如下图所示：椅子构造的绘制方法？椅子构型是可互换的，在相互转换中，A键和E键是可互换的。当所有六个碳原子都与氢连接时，平面键(e键)和垂直键(a键)是相同的构象。当不同的基团连接时，构象是不同的。在室温下可以快速转动环，在转动环的过程中，原来的A键全部变成E键，原来的E键全部变成A键。2。平面键(E键)和垂直键(A键)之间的势能关系，3。环己烷构象、E、半椅、扭舟、46kJmol-1、23kJmol-1、30kJmol-1、环己烷构象、半椅构象、CC键角接近120，有角张力；平面碳上的CH键呈重叠构象，具有很大的扭转张力。3.环己烷构象，扭曲

11、船形构象：扭曲船形构象以错开两个船首的碳原子。当所有扭转角达到30时，张力下降最大，即扭转了船形。单取代环己烷的构象在单取代环己烷中，占据E键的取代基的构象更稳定。例如：0.255纳米，0.233纳米，这种排斥力称为范德华力。0.30纳米，氢分子，原因：A键上的甲基靠近环的同侧相邻的两个A键的氢原子，并且有很大的排斥力。4。取代环己烷的构象，取代基越大，E键构象的趋势越明显。(1)单取代环己烷的构象，0.1%，99.9%，(2)二元和多取代环己烷的构象，1，2-二取代：占优势构象，稳定构象是E键上取代基最多的构象，如果取代基不同，E键上大取代基的构象最稳定。1，3-二取代：优势构象，优势构象，1，4-二取代环己烷和1，2-二取代环己烷相似。如果有两个以上的取代基，E键上取代基最多的构象最稳定，如果有不同的取代基，E键上取代基最多的构象最稳定。r-1、顺式-2、反式-4-甲基环己烷、r-1、反式-2、顺式-4-甲基环己烷、环己烷有两种极限构象(椅式和舟式)。单取代基主要通过E键与环相连。多取代环己烷最稳