有机化学 第五章 脂环烃.ppt

1、有机化学ORGANIC CHEMISTRY，第5章脂肪碳氢化合物5 cyclic hydrocarbon，第1节烷烃的分类和命名5.1 Classes and nomenclature of cycloalkanes，高尔基的分类单环烷烃的异构体(isomerism of monocycloalkane)碳框架异构体是由于环的大小不同，侧链长度不同，侧链位置不同而产生的异构体。例如：反异构体是由于环形碳原子的单个结合不能自由旋转而产生的异构体。当环中有两个或更多的碳原子分别连接不同的原子或基团时，就产生了顺酐。Nomenclature of monocycloalkane单环烷烃的命名与相应的

2、开放链碳氢化合物类似。也就是说，它被命名为“环”一词。当环上有滞后人时，如果滞后人很小，就要使用分公司作为替代基础，如果替代标准不止一个，就要对碳环进行编号，编号时要给小的替代基上较小的编号，并将其他替代基编号最小化。同时，有顺反异构，必须标明“顺”、“逆”。如果环的替代标准很大，则可以使用环作为替代标准。乙基环己烷乙基环己烷，2-甲基-4-环己烷4-环己烷-2-甲基己烷，1，4-二甲基-2-乙基环己烷；2-dimethylcyclopropane，第二节烷烃的化学性质5.2 chemical property of cycloalkanes，自由基取代开环添加卤或卤，氧化反应常温下，环烷酸与

3、一般氧化剂不反应。但是在强烈的氧化条件下，环烷烃可以氧化成各种氧化产物。例如：第三节环烷烃的稳定性5.3 Stabilities of cycloalkanes，环的张力Baeyer张力学说，1885年，A.Baeyer根据碳原子的四面体概念提出了张力学说。他指出，如果碳原子的键角偏离10928，就会产生恢复正常键角的力量。这种力称为张力。关键点角度偏离正常关键点角度越大，张力越大，环越不稳定。他还认为，环烷烃分子所有环的碳都在同一平面上。这样，人们计算了几个环烷的偏转角度(10928-内角)/2。据紧张学说，5元环必须最稳定，大于5元或小于5元将越来越不稳定。但事实上，5人，6人，以及更大的

4、环状化合物都很稳定。这说明张力理论有缺陷。环的碳数3 4 5 6 7偏转角度24o44 9o44 44 -5o16 -9o33，现代“角张力”的概念在现代观念中，为了使环丙烷分子中的三个碳原子处于同一平面，其键角不能再保持为109o28。环丙烷分子的C-C-C结合角测定为104o。因此，当两个相邻碳原子的SP3杂化轨道相结合时，它们的轨道对称轴不在同一条直线上，形成所谓的“弯曲键”。结果是轨道重叠程度减少，关键点的稳定性降低。也就是说，环丙烷分子中键角必须压缩到104o，此时分子内部产生了需要恢复正常键角的内在力(称为“角张力”)。角张力是使环丙烷分子不稳定的主要原因。环丁烷分子也有角张力，但

5、比环丙烷小，因此稳定性大于环丙烷。环丁烷以上环烷烃不在环的碳原子同一平面上，键角接近109o28，因此大环烷烃也比较稳定。环烷的燃烧热(Heats of Combustion of Cycloalkanes)燃烧热是分子燃烧时释放的热，其大小反映了分子内能量的高低。如上表所示，从环丙烷到环己烷，分子的CH2平均燃烧热逐渐减少。这表明环越小，内部能量越大，越不稳定。五元环以上的环烷烃，CH2平均燃烧热接近链烃的658.6 kJ/mol。这表明大环是稳定的无角张力的环。部分环烷的燃烧热，第4节环己烷的结构5.4 Conformations of cyclohexane，椅子和船型结构，椅子型结构线

6、结构，0.25nm，直立键、平伏键、环己烷的结构、A键的类型.(John f . Kennedy，Northern Exposure(美国电视剧)，分别称为ee型构想和aa型构想。显然，ee型设想比aa型设想更稳定。在这种取代环己烷的顺式配置中，两个取代基位于A键和E键，均获得ea型形式。如果两个置换器相同，这两个设想完全相同，两个置换器不同，大置换器占用E键的设想比较稳定。两个代用机就像这样在取代环己烷的纯式结构中，两个代用机都在E键上，或者都在A键上，ee型设想比aa型设想更稳定。在这种取代环己烷的反转型配置中，两个取代键在A键和E键，两个取代键相同的设想完全相同，两个取代键不同的话，较大的取代键占E键的设想比较稳定。(约翰f肯尼迪，母语，母语，母语，母语，母语)概括起来，可以得到以下规律：(1)环己烷一元替代品的替代品，E键的设想占优势。(2)当环上有两个替换器时，两个替换器都在E键上的形式最稳定。如果E关键点仅允许一个备用关键点，则较大的备用标准将保持E关键点上的结构稳定。两个取代机都在A键的设想最不稳定。(3)