4环烃（课件）- 《有机化学》同步教学（冶金工业出版社）

环烃是由碳和氢组成的环状化合物，分为脂环烃和芳香烃 Ⅰ 脂环烃 1）性质与脂肪烃相似的环烃，称为脂环烃 2）分类： 脂环烃 环烷烃： 环烯烃： 环炔烃： 环丙烷 环戊烷 甲基环己烷 环戊二烯 环己烯 环辛炔 一、脂环烃 Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 3）通式 环烷烃的通式为 ，环单烯烃的通式为 4）命名 ① 简单脂环烃的命名与相应脂肪烃相似，并在名称前加“环”字 ② 当环上有两个或两个以上取代基时，编号应使取代基的数 字尽可能小 ③ 取代基不同时，较优基团应有较大的编号 ④ 环上的不饱和键应以最小的编号表示 ⑤ 如果取代基为较长碳链，则将环作为取代基，作为烷烃衍生物命名 Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 1,3—二甲基环己烷 1—甲基 — 4 —乙基环己烷 4—甲基环己烯 1－环丁基戊烷 3—环戊基己烷 Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 5）异构：脂环烃的异构有构造异构、构型异构和构象异构 构造异构：环的大小及侧链长短位置不同异构、官能团异构、 官能团位置异构等 构型异构： 构象异构： 船式构象 椅式构象 顺式 反式 Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 1）环丙烷的结构 ① 三个碳原子在同一平面上， 原子核连线为60° ② 电子云的重叠没有达到最大程度 ③ 分子内存在角张力，影响环烃的稳定性 二、环烷烃的结构 Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 2）环丁烷和环戊烷，成环的原子可以不在一个平面内，碳碳之间杂 化轨道可以逐渐趋向于正常的键角和最大程度的重叠，角张力减 小，分子稳定性增加 3）环己烷 环己烷的六个碳原子可以有两种保持正常 键角的空间排布方式： C C C C C C C C C C C C Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 船式构象 椅式构象 三、环己烷及其衍生物的构象 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1）环己烷的构象 船式不如椅式稳定，所以环己烷及其衍生物在一般都以椅式存在 Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 1 2 3 4 5 6 直立键（a键） 平伏键（e键） 1 2 3 4 5 6 直立键（a键） 平伏键（e键） 两种椅式构象在室温下可以不断相互翻转 Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 2）取代环己烷的构象 取代基以e键与环相连为主，对于多元取代的环己烷，最稳定的构象应 是e键取代基最多的构象，尤其以较大取代基以e键与环相连为最稳定 Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 e e e e e a a a a a Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 反－1,2－二甲基环己烷较顺式稳定 当环己烷上有两个或两个以上取代基时，根据取代基在环面的同侧或 反侧，可以产生几何异构体 ae ae 顺式 aa ee 反式 Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 顺－1,3－二甲基环己烷较反式稳定 反－1,4－二甲基环己烷较顺式稳定 Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 1）氢解 80℃ 四、脂环烃的化学性质 200℃ 2）与溴的作用 室温 加热 取代脂环烃氢气开环，规则是生成支链最多的烷烃 Organic Chemistry Organic Chemistry Chapter 4 环 烃 对于五，六元环或高级环烷，在光照下可以进行取代反应 环烯烃或环炔烃中的不饱和键具有一般不饱和键的通性 光 3）与溴化氢、硫酸的加成，可以用来鉴定小环烷烃 * 取代脂环烃与氢卤酸反应则在含氢最多的碳与含氢最少的碳之间断键，然后加成符合马氏规则 Organic Chemistry Organic Chemist