第四章_环烃.ppt

1、第四章环烃，主要内容： (6学时)第一节脂环烃一、分类二、命名与异性三、环烷结构四、脂环烃性质第二节芳香性二、芳香性烃的分类与命名三、苯结构四、物理性质五、化学性质六一、分类、 单环烯烃通式： CnH2n单环烯烃通式： CnH2n2，注： 1、环烷烃和开链烯烃是同分异构体环烯烃和二烯烃是同分同分异构体。 2 .环烷烃中五、六环最普遍，五、六、七环属于一般环三、四元环属于小环811环属于中环十二元环以上属于大环。 二、命名和异构化，(一)命名原则： 1、与烷烃类似，只是以环为母体，名称前加“环”字，称为环某烷烃的2 .环上有取代化学基时，从小的取代化学基相连的碳原子开始，依次对环上碳原子进行编号

2、，使取代化学基的顺序尽量小，3 .环上、桥环(二环)命名原则：1 .二环作词头、成环碳原子总数为母体碳氢化合物的总称2 .三桥所含碳原子数(桥头碳原子除外)以三组阿拉伯数字由大到小的顺序表示3 .桥环的号码是从一座桥开始，从跟踪的最长桥开始到另一座桥桥二环：两个桥头，三个桥，螺环烃：一个共有碳原子，两个碳环共有的碳原子叫螺原子。螺环(单螺环)命名原则：1.螺作词头、成环碳原子总数为母体烃名称的2.2个碳环(螺原子除外)，用阿拉伯数字从小到大表示3 .编号从小的环开始，从邻接的螺原子的碳原子开始，围绕小的环通过螺原子将大的环的编号(二)异构化现象，1，结构异构化例：分子式为C4H8， 2，2，顺

3、反异构化例： 1，2 -二甲基环丙烷，例： 1，4 -二甲基环己烷，注：环戊烷和环已烷不是平面形，但研究顺反异构化时，可以将这些个的环、三、环烷烃的结构、(一)环的大小和稳定性、环烷烃中的c原子与SP3混合， 由于C-C-C结合角10928，三元环和四元环不稳定，五元环和六元环的结合角接近或10928，因此环戊烷和环已烷稳定。 三元环、四元环、五元环、六元环、(二)环已烷及其诱导体的构象、1、环已烷构象、椅式构象、解释： 1，a键为直立键或纵向键的e牛鼻子为平伏牛鼻子或横向牛鼻子的2 .室温条件下，一种椅式结构可改为另一种椅式结构。 在互变换中，原始a键是e键，原始e键是a键。 2、环已烷诱导

4、体的结构，如甲基环己烷，注：取代化学基以e键比a键稳定。 例： 1甲基3叔丁基环已烷的稳定构象，例：反式1甲基3叔丁基环已烷的最稳定构象，注：大化学基在e键上的构象更稳定，考虑题： 1，写1乙基环己烷的稳定构象2 .写顺式1乙基4叔丁基环已烷的最稳定构象，四、 (一)催化氢化，注： 1，三元和四元环不稳定，易开环，与C=C性质相似，2，5，6元环稳定，不易开环。 (二)与元素溴的作用，注： 1、三元和四元环具有与烯烃的亲电子加成相似的性质，但比烯烃活性差的2、5、6环和元素溴在光照下发生置换反应，注： 3、环丙烷和环丁烷不被高锰酸钾元素氧化。 例如，该反应可用于鉴别环丙烷与C=C或CC的化合物

5、4，环烯烃具有不饱和键的一般性。思考题： 1、完成以下反应式：学习目的、1 .掌握无环烃的同分异构体和命名(单环脂烃、桥环烃、螺环烃的命名)2.环烷的结构和稳定性(重点五元、六元结构和稳定性)3.环烷烃的构象(环已烷的椅式构象和船式构象、直立键和平伏键， 一取代和二取代环已烷的构象和其最稳定的构象)4.无环烃的性质(无环烃的物理性质，环烷烃的化学性质)、第二节芳烃，(1)芳香烃化合物统称为芳香烃及其诱导体，定义为芳香族化合物。 所谓芳香族烃，一般是指分子中含有苯环结构的烃。 通式： CnH2n6，一，芳香，(2)芳香的特性，(1)化学性质：高度不饱和烃，其性质与烯烃或炔烃不同，苯环不易加成氧化

6、，具有置换反应易推进的反常的稳定性，显示低氢化热和燃烧热。 (2)结构上：闭环的共轭类(共面)电子符合4 N2 (n0，1，2，3 )冲击规则。 休克规则：电子数4n2(n0、1、2、3 )，思考题：芳香性化合物是哪一种？ 二、芳烃的分类和命名，C6H5- (Ph-)，C6H5CH2- (phCH2-)，思考问题：命名以下化合物，为异丙基甲苯2，乙基4，正丙基甲苯，4，o -甲苯2，戊烯，三，苯的结构四，物理性质(P61 )五，化学性质，化学反应的主要表现苯环上的氢原子取代(重点) 2，苯环加成反应3，苯环氧化反应4，碳原子上的置换反应和氧化反应(重点)，(1)2.条件不同的情况下，在加热和光

7、的作用下，烷基苯和卤素发生作用时，卤素原子取代侧链上的原子。 (2)硝化、解释：1.这是实验和工业制备硝基化合物的方法之一2 .甲苯比苯更易硝化，(3)在磺化、以浓硫酸为磺化剂时，说明磺化反应是可逆反应. 水解作用：解释：该性质用于有机合成和分离，例如用于引入位于苯环某一特定位置的化学基。 (4)傅里叶反应(feredel kutz )、(a )烷基化反应(烷基化学基导入反应)、常用催化剂：除了得到AlCl3、FeCl3、SnCl4、SbCl3、ZnCl2等刘易斯酸和HF、HF、2 .一烷基化产物以外，还生成多烷基化产物3 .烷基化反应为可逆反应反应经常发生歧化反应，(b )酰基化反应、催化剂

8、：与烷基化相同的酰化剂：酰氯、酸无水物、酯类化合物、光气(COCl2)、说明： 1、此反应为制备芳酮的重要方法2 .芳烃的酰基化反应停留在酰化产物的阶段而不发生重排思考问题： (二)加成反应，(三)氧化，注：受苯环影响，氢原子比较活跃，是强氟化剂高锰酸钾元素、重铬酸钾元素或硝酸氧化，(1)侧链氧化，(2)苯环氧化，六，亲电取代反应历史，苯环上六个电子分离区的结果， 负电荷集中在碳原子所在平面的上下两侧，因此苯环上的碳原子容易受到带有正电子或缺电子的试剂亲电试剂的攻击，是亲电试剂攻击造成的置换反应、亲电取代反应过程分三个阶段进行：第一阶段：试剂解离(或催化作用) A-B A B第二阶段：第三阶段

9、：七、苯环上取代化学基定位规律，苯环上已有一个取代化学基时，新引入的取代化学基可进入原取代化学基的毗邻和的问题：现有的取代化学基对新进入的取代化学基的定位作用以怎样的为主，即以哪个同分异构体为主，(1)一取代苯的定位效果，例如，实验结果，原来的取代化学基在苯环上据此进行化学基求电子取代时的定位效果，(1)奥尔特残奥定位化学基(第一类定位化学基)，(2) 间位定位化学基(第二类定位)可大致分为两种：下一个取代苯在进行硝化反应时主要可获得怎样的产物： (二)二取代苯的定位效果，引入第三个取代化学基时：两个取代化学基的定位效果一致，两个取代化学基的定位效果不一致时： (b )； (a )环境上最初的

10、两个置换化学基属于同一类，主要由强定位化学基决定。 加成：多官能化合物的命名，分子中含有2个以上官能化学基的化合物称为多官能化合物。 多官能化合物的命名要点如下：(1)官能化学基的优先顺序： (优先顺序)，(2)母体确定后，佟下的官能化学基和置换化学基(例如烷基化学基等)全部为置换化学基，置换化学基的排列遵循优先化学基的原则；(3)最后将置换化学基的名称依次排列在母体名称，即全名。 例：思考题：以下化合物进行一元硝化反应时，主要生成什么样的生成物(3)指导定位规则的应用、多官能取代苯的合成，例1、例2、思考题：8、稠环芳烃、(1)萘、(1)结构、解释： 1、萘有芳香性但萘2 .与苯分子不同，萘分子中的碳原子不相同，通常，(2)萘的化学性质、置换反应萘的碳原子上的电子密度高，碳原子上一次、中间的2个共通碳原子上低，因此，一般产生亲电取代反应。 了解(a )卤化、(b )硝化、(c )磺化、加成反应、氧化反应、(2)其他稠环芳香族烃、学习目的、1 .含苯芳香性的分类掌握常见官能化学基的优先顺序用于单环芳香族烃和萘、蒽、菲等稠环芳香族烃的命名2 .明确苯的结构