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脂环烃 脂环烃指具有碳环结构,而化学性质和脂肪烃相似的烃类。 §5-1脂环烃的分类和命名 一、分类 1．按饱和程度可分为：饱和脂环烃和不饱和脂环烃。 2. 按环数：单环和多环脂环烃。 单环可分为：小环（3-4个C原子的环）；普通环（5-7个C原子的环）； 中环（8-12个C原子的环）；大环（12个以上C原子的环） 多环可分为：螺环 ； 桥环 ；稠环 二、命名 1.单环 ①根据成环碳原子数称为“某”烷，并在某烷前面冠以“环”字，叫环某烷。 ② 环上有取代基的，取代基位次尽可能最小，编号从小基开始。 ③ 有顺、反异构体的要标明。 ④ 含不饱和键的脂环烃为环烯或环炔，从双键开始编号： ⑤ 如环上取代基复杂，可把碳环当做取代基。 2.螺环 脂肪环中有两个环共用一个C原子的双环，叫螺环。共用的C原子叫螺原子。 ①以成环碳原子总数称为“螺某烷”。 ②编号是从小环与螺原子相邻的碳原子开始，再通过螺原子到较大的环。 ③ 在螺字后面的方括号中，用阿拉伯数字标出各碳环（除螺原子）的碳原子数，先写小环后写大环，数字用圆点隔开。 3.桥环：脂环烃分子中的两个碳环共有两个或两个以上的C原子的多环。 ① 用二环、三环等做词头，以成碳碳原子总数称为某烷。 ② 编号：从一个桥头C原子→大环→另一个桥头C原子→小环。 ③环后面的方括号用阿拉伯数字标出桥上两个桥头C原子之间的C原子数，由大到小排列。 复杂环状化合物命名，常用俗名，如：立方烷、金刚烷。 §5-2脂环烃的性质 一、物理性质 环烷烃的熔点、沸点、密度都较含同C原子的脂肪烃为高。这是因为环烷烃的结构较对称，排列的较紧密，分子间的作用力较大的缘故。 二、化学性质 加成反应（开环反应） ①催化加氢 ②加卤素 注意：环戊烷、环己烷加热下也不发生开环加成，而是取代反应。 ③加卤化氢 2．取代反应 3.氧化反应 环烷烃在一般条件下与KMnO4，O3KMnO4，O3 §5-3环烷烃的结构与稳定性 环烷烃中成环C是sp3杂化的。 1、环丙烷分子 碳环的键角为105.5°；HCH键角为114° 环丙烷碳虽有四个价键，但键角已发生了显著变化，似已不能再是sp3杂化的109.5°了。由于重叠程度较少，使电子云分布在连接两个碳原子的直线的外侧，提供了被亲电试剂进攻的位置，从而具有一定的烯烃性质。 2、环丁烷和环戊烷烃结构 环丁烷C-C键也是弯曲的,键角115°，构象为蝴蝶式。 环戊烷构象信封式和半椅式。 环的稳定性：环戊烷＞ 环丁烷 ＞环丙烷 §5-4环已烷的构象 一、环已烷的构象 1. 环已烷的结构 ① 键角： 109.5°无张力环，很稳定。 ② 构象： 六个C原子也不在同一平面。两种主要构象，椅式稳定性大于船式。 2.椅式与船式构象 ①.构象表示 透视式 Newman投影式 椅式构象： 船式构象： 3.椅式构象中的两种键型a键和e键。 a是axial（轴向的），e是equatorial（赤道的）。 ①第一类中六个C-H键与分子的对称轴平行叫做直立键——a键。其中三个（1，3，5）在环的上方，三个（2，4，6）在环的下方。 ②第二类中六个C-H键与直立键成接近109°28′夹角，叫做平伏键——e键。 ③椅式可翻转成为另一种椅式。 二、取代环已烷的构象 1．一元取代环己烷的构象 一元取代环己烷中，取代基可占据a键，也可占据e键，但占据e键构象更稳定。取代基在e键上的是稳定构象。 原因：a键取代基结构中的非键原子间斥力比e键取代基的大（因非键原子间的距离小于正常原子键的距离所致）。从下图中原子在空间的距离数据可清楚看出。取代基越大e键型构象为主的趋势越明显。 二元取代环己烷的构象 e键取代基多的构象是稳定的构象。 结论：①环己烷有两种极限构象（椅式和船式），椅式为优势构象。 ②多元取代环己烷最稳定的构象是e键上取代基最多的构象。 ③环上有不同取代基时，大的取代基在e键上构象最稳定。 §5-5 多环烃 十氢化萘顺反异构体的构象 反式较顺式稳定 十氢化萘的取代物中，取代基一般处于e键较为稳定。 注意：顺反异构不能通过围绕碳碳键的旋转而互变。（是构型异构，不是构象异构） 有机化学教案 第五章 脂环烃 1 第 9 页 共 9 页