第二章烃（课件）《有机化学基础》脂环烃同步教学（人卫版第4版）

脂 环 烃 有机化学—炔烃 教学要求 掌握环烷烃、环烯烃的命名方法。 掌握单环环烷烃的化学性质。 理解环烷烃中的角张力概念，认识环的稳定性与环的大小的关系。 掌握环己烷及其取代环己烷的构象分析方法。 有机化学—炔烃 环烷烃的分类、异构与命名法 脂环烃的概念： 分子中含有碳环构造，其性质却与开链的脂肪族化合物非常相似的一类化合物，叫做脂环化合物。 由碳、氢两种元素组成的脂环化合物，叫做脂环烃。 有机化学—炔烃 环烷烃的分类、异构与命名法 分类 (1)饱和脂环烃 环烷烃(通式 CnH2n)如： 不饱和脂环烃 环烯烃 环炔烃 如： 　　 　　　　　　　 CH3 有机化学—炔烃 (2)环的大小 小环(C3-C4） 普通环(C5-C7） 中环(C8-C11） 大环(C12以上 ) ⑶环的多少 单环、双环或多环(十氢化萘） (以六元环化合物最为常见) 环烷烃的分类、异构与命名法 似烯，易开环加成。 似烷，易取代。 有机化学—炔烃 (1)碳架异构 如：C5H10 6.1.2 异构现象 C H 3 C H 3 C H 3 C H 2 C H 3 C H 3 C H 3 环烷烃的分类、异构与命名法 五个构造异构体 有机化学—炔烃 异构现象 (2)顺反异构 分子中原子或基团的连接顺序或方式相同, 但空间排列方式不同。 由于成环原子之间的单键不能自由旋转而导致环烷烃的顺反异构。 环烷烃的分类、异构与命名法 有机化学—炔烃 异构现象 (2)顺反异构 规定：假定所有环碳原子共平面，把它作为参考平面，两个相同取代基在平面同侧的叫顺式，在平面异侧的叫反式。 环烷烃的分类、异构与命名法 有机化学—炔烃 异构现象 (2)顺反异构 环烷烃的分类、异构与命名法 有机化学—炔烃 (3) 官能团异构 ------ 烯烃 异构现象 如：C5H10 环烷烃的分类、异构与命名法 CH3-CH2-CH2-CH=CH2 等 有机化学—炔烃 命名 (1)环烷烃的命名 (a）根据分子中成环碳原子数目，称为环某烷。 (b）把取代基的名称写在环烷烃的前面。 (c）取代基位次按“最低系列”原则，基团顺序按“次序规则”小的优先列出，优先基团靠近母体。 环烷烃的分类、异构与命名法 有机化学—炔烃 (1)环烷烃的命名 例如： 环烷烃的分类、异构与命名法 1 有机化学—炔烃 (1)环烷烃的命名 例如： 顺-1, 2-二甲基环戊烷 反-1, 2-二甲基环戊烷 1-环丁基戊烷 环烷烃的分类、异构与命名法 1 当简单的环上连有较长的碳链时，也可将环当作取代基， 有机化学—炔烃 (2)环烯烃的的命名 （a）称为环某烯 （b）要从不饱和键开始编号，在此基础上使取代基位次最小。 环烷烃的分类、异构与命名法 有机化学—炔烃 环丙烷的结构 理论上：(1) 饱和烃，C为sp3杂化，键角为109.5° (2) 三碳环，成环碳原子应共平面,内角为 60° （两者矛盾） 环烷烃的结构 有机化学—炔烃 环丙烷：键角 C-C-C = 105.5°;H-C-H =114° 因此重叠程度较少而不稳定，容易断裂。弯曲的σ键，称弯曲键。其键角为 105.5°，因键角要从109.5°压缩到105.5°，故环有一定的张力（角张力）。 环丙烷环中两个相邻碳原子以sp3杂化轨道形成C—C σ键时，不能沿对称轴在一条直线上重叠，只能以弯曲的方式重叠。 张力学说 有机化学—炔烃 环丙烷中，C-C键未达到最大重叠，键角1050，偏离正常键角，没有正常σ键稳定，故分子内存在一种力图恢复正常键角的张力，叫角张力。 有机化学—炔烃 环丁烷分子中也存在张力，但比环丙烷要小，随着碳原子数增加，成环碳原子可以不在一个平面内，碳碳键逐渐趋于最大重叠 稳定性：五，六元环最稳定 环丁烷（蝶式） 环戊烷（信封式） 有机化学—炔烃 环己烷的结构 有机化学—炔烃 在(Ⅰ)和(Ⅱ)中，C2、C3 、C5 、C6都在一个平面内，但在(Ⅰ)中，C1和C4在平面的同一侧，这种构象叫船式构象；而在(Ⅱ)中，C1和C4在平面的上下两侧，这种构象叫椅式构象。 有 机 化 学 有机化学—炔烃 在船式构象中， C1和C4上的两个氢原子相距极近，相互之间排斥力比较大；而且C2—C3 、C5—C6上连接的基团为全重叠式，这种构象能量较高。而在椅式构象中，不存在这种排斥力，C2—C3 、C5—C6上连接的基团为邻位交叉式，因而能量较低，故椅式构象是更稳定的构