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1、分类:1.单环烷烃:小环,普通环(正常环),中环,大环 C数:3-4 5-7 8-11 122.多环烷烃:螺环烃,稠环烃,桥环烃,3.1 环烷烃的异构和命名,1.环烷烃的异构,构型(configuration):在具有一定构造的分子中,原 子在空间的排列方式。,eg.写出C5H10的构造异构体(考虑构型),环烷烃的顺反异构:假定环中碳原子在一个平面上,以环平面为参考平面,两取代基在同一边的叫顺式(cis-),否则叫反式(trans-)。,eg.,2.环烷烃的命名:,(1)单环烷烃:,a.根据环中碳原子的数目叫“环某烷”;,b.环上取代基的位次和编号写在母体环烃名字前面,“编号”原则与烷烃相同;
2、,c.若有两个取代基,则在最前面标明“顺、反”;,d.若取代基碳链较长,则环作为取代基。,eg.,2-甲基-3-环丙基庚烷,1,1-二甲基-3-异丙基环戊烷,1-甲基-3-环己基环戊烷,(1R,2R,4R)-1,2-二甲基-4-氯环戊烷,(2)多环烷烃,a.根据成环的碳总数,叫螺 某烷,b.两环除开共用C外的C数,由小到大,放于 内,并用下角原点隔开,c.编号:从小环共用C大环(并尽可能使取代基为此小),eg.,5-甲基螺2.4庚烷,5-氯螺2.5辛烷,a.判断环数及总碳数,称几环 某烷,*环数:将桥环烃变为开链化合物需要断开的C-C键的最小数,b.将桥上碳原子数(不包括桥头碳)由多到少顺序列
3、在 内,并用下角原点隔开(有几个桥就有几个数字)。,c.编号:从第一个桥头碳开始,从最长的桥编到第二个桥头碳,再沿次长的桥回到第一个桥头碳,即按桥渐短的次序将其余的桥依次编号。(若有取代基,则尽量使其位次较小),eg.,二环4.2.0辛烷,2,7,7-三甲基二环2.2.1庚烷,2,6庚烷,练习:,1,2,4-三甲基二环4.3.0壬烷,3.2 环烷烃的物理性质和化学性质,1.物理性质:,态:气C3-C4,液C5,m.p.d.s.,2.化学性质:,共性:,同烷烃相似,光照或加热下发生自由基取代反应。(难氧化),特性:,小环的开环加成,(1)加氢:,(2)加溴,(3)加溴化氢,不反应,不反应,结论:
4、,(1)环丙烷活性最大,不稳定,易发生开环加成(H2、X2、HX);,(2)其他环烷烃性质与开链烷烃相似,发生X2的自由基取代反应;,(3)环丙烷衍生物开环位置:取代最多的C与取代最少的C之间;加成位置:符合马氏规则。,eg.,马氏规则:H加成到含H较多的C上,X加成到含H较少的C上。,3.3 环烷烃的来源和用途,3.4 环的张力,1.环丙烷及环丁烷的结构,2.拜尔张力学说(A.von Baeyer,stain theory),3.环烷烃的燃烧热,4.张力能,环产生张力的因素,Enb 非键性相互作用:非键合的两原子或原子团距离小于其范氏半径之和(强烈排斥)El 键长变化:两成键原子间距离偏离正
5、常键长;E 键角变化:键角偏离平衡值E 扭转角变化,图1.环丙烷中sp3杂化轨道重叠示意图,3.5 环己烷的构象,讨论:为什么船式构象不稳定?,椅式构象特点:,(1)六个C分居两个平行平面(两平面相距50pm)(2)每个C上有两个C-H键,其一为a键(直立)垂直 于平面;另一为e键(平伏)平行于平面。即12个C-H键分为两组,一组为a键,一组为e键。(3)两种椅式构象间可相互翻转(4)相邻两组a键伸展方向相反,一个向上,一个向下,e键也如此。,船式,椅式,3.6 取代环己烷的构象分析,1.一取代环己烷,讨论:,甲基环己烷分子中甲基处于e键稳定还是处于a键稳定?,*请画出叔丁基的优势构象。,2.多取代环己烷,结论:,(1)环己烷多元取代物的最稳定的构象是e-取代最多的 构象(2)环上有不同取代基时,大的取代基在e-键的构象最稳定,练习:,写出下列化合物的最稳定构象,