有机化学ppt课件第三章

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4 51 3
6
2
练习：
三环[2.2.1.02,6]庚烷
CH3 H3C
1,2,4-三甲基二环[4.3.0]壬烷
CH3
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
3.1 环烷烃的异构和命名
1.环烷烃的异构
构造异构：碳链异构、官能团异构、
异构现象
位置异构、互变异构
构型异构：顺反异构、对映异构 立体异构 构象异构：
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-)。
Br2
+HBr
CH3
(CH3)2CCHCH2Br Br CH3
(C H3)2C C H C H3
Br
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
代基为此小）
eg.
672
5-甲基螺[2.4]庚烷
5
3 4
1
Cl
5-氯螺[2.5]辛烷
② 桥环烃（包括稠环烃）：两个或两个以上碳环共用两 个以上的碳原子。
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）由多到少顺序列在[ ]
讨论：为什么船式构象不稳定？
椅式构象特点：5 6 1
43
2
456 3 21
(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
练习： 写出下列化合物的最稳定构象
C (C H 3)3 C H3
H H
C2H5
H H H3 C C H(C H3)2
H
C H3
H3C H
C H3
HH H
C H3
C ( C H 3)3
O Me H
HH
HO
H H
OH
O Me
H
H
H Cl
H
H
Thank you!
eg.
2-甲基-3-环丙基庚烷
1,1-二甲基-3-异丙基环戊烷
H 3C
Cl H
H
H
CH3
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
① 螺环烃：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
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. 5
4
67
3
18
2
二环[4.2.0]辛烷
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6
2
5 43
2,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚烷
Br
+HBr +HBr +HBr
CH3CH2CH2Br
不反应 不反应
结论：（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.
（1）加氢：
+H2
Ni 400C,常压
CH3CH2CH3
+H2
Ni
1000C,常压 CH3CH2CH2CH3
+H2
Pt 3000C,常压
C H3 C H2 C H2 C H2 C H3
（2）加溴 （3）加溴化氢
+Br2 室温 +Br2 光照
BrCH2 CH2 CH2 Br Br
+Br2
光照 或3000C
H3C CH3
eg.
HH
H3C H H CH3
H
CH3 H3C
H
H3C
H
H
CH3
HH
H CH3 H3C H
H3C
CH3 H3C
H
H CH3
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； 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。
(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。
椅式 船式
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
环
产 Enb 非键性相互作用：非键合的两原子或原子团距
生
离小于其范氏半径之和（强烈排斥）
张 力
El 键长变化：两成键原子间距离偏离正常键长；
的 Eθ 键角变化：键角偏离平衡值
因 素
Eø 扭转角变化
图1. 环丙烷中sp3杂化轨道重叠示意图
C
C
C
3.5 环己烷的构象
极限构象：船式
椅式（优势构象）99%以上