有机化学第6章脂环烃ppt课件.ppt

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1、第六章脂环烃6.1脂环烃的分类由碳和氢两种元素组成而性质与脂肪烃相似的一类碳环化合物，称为脂环烃。根据环上碳原子的饱和程度不同，又可分为环烷烃、环烯烃和环炔烃。例如：1与脂肪烃相比，脂环烃由于两端碳原子相连而减少两个氢原子，故环烷烃、环烯烃、环炔烃的通式分别为：CnH2n，CnH2n-2，CnH2n-4。它们分别与碳原子数相同的烯烃、炔烃、三烯烃互为构造异构体。本章重点讨论环烷烃。通式：CnH2nCnH2n-2CnH2n-42脂环烃的构造异构现象比脂肪烃复杂。仅就环烷烃而言，成环碳原子数的不同、取代基的不同及取代基在环上位

2、次的不同均可引起构造异构现象。例如，环烷烃C5H10。构造异构体如下：3脂环烃还可以按照分子中所含碳环数目的不同，分为单环、二环和多环脂环烃。例如：单环脂环烃4二环脂环烃5多环脂环烃这是近年来合成的一些多环脂环烃，它们均有俗名。66.2脂环烃的命名6.2.1单环脂环烃单环脂环烃的命名与脂肪烃相似。环烷烃是在相应的烷烃名称之前冠以“环”字，称为“环某烷”，将环上的支链作为取代基，其名称放在“环某烷”之前。例如：7如果环上不止一个取代基时，将成环碳原子编号。编号时，按次序规则给“较优”基团以较大的编号，且使所有取代基的编号尽可

3、能小。例如：8环烯烃和环炔烃的成环碳原子编号时，把1，2位次留给双键或三键碳原子。例如：96.2.2二环脂环烃分子的碳架中含有两个碳环的烃，称为二环脂环烃，简称二环烃。它又分为联环、螺环、稠环和桥环四种类型。两个或两个以上的环，彼此以单键或双键直接相连的，称为联环烃两个环共用一个碳原子的，称为螺环烃，简称螺烃两个环共用两个相邻碳原子的，称为稠环烃两个环共用两个不直接相连碳原子的，称为桥环烃，简称桥烃10联环烃最常见的是两个相同环组成的，称为联二“环某烃”，如上例联二环己烷。11稠环烃多指稠环芳烃。稠环脂环烃的命名，当有相应

4、的稠环芳烃时，可作为相应稠环芳烃的氢化衍生物，称为氢化“某”芳烃，如:十氢化萘。126.3环烷烃的性质物理性质：环烷烃的沸点、熔点和相对密度都较含同数碳原子的开链脂肪烃为高。丙烷-188-42.10.501丁烷-135-0.50.579戊烷-13036.10.62613化学性质：脂环烃的化学性质与脂肪烃相似。环烷烃可以发生卤化反应和氧化反应等，但由于环的存在也具有其特殊性，尤其是小环环烷烃(三环和四环烷烃)与烯烃相似，可以开环发生加成反应。14其反应机理同样也是按自由基取代反应进行的。6.3.1取代反应在高温或紫外光的作用

5、下，环烷烃(五环或五环以上)与烷烃相似，可以与卤素发生取代反应。例如：156.3.2氧化反应环烷烃在常温下，用一般氧化剂如高锰酸钾水溶液或臭氧等不能使其氧化(可用高锰酸钾水溶液来鉴别烯烃与环烷烃)，然而在加热情况下用强氧化剂，或在催化剂存在下用空气直接氧化，则环烷烃也可以被氧化。而且反应物和条件不同时，产物也各异。例如：此反应是工业上生产环己醇的方法，环己醇是生产己二酸的原料。16此反应是工业上生产环十二酮的方法，是生产尼龙-12的原料。176.3.3加成反应环烷烃，主要是小环的环丙烷和环丁烷，虽然没有碳碳双键，但与烯烃相

6、似，容易打开环而进行加成反应。这是小环环烷烃的特殊反应。18不难看出环丁烷比环丙烷要稳定，开环比较困难，从而开环加氢要求较高的反应条件。1.加氢在催化剂的作用下，环丙烷、环丁烷与氢可以进行加成反应，打开环而一边加上一个氢原子，得到的产物为开链的烷烃。19环戊烷则更稳定，需要更强烈的反应条件才能开环加氢。环己烷及更高级的环烷烃开环加氢则更为困难。202.加卤素环丙烷及其烷基衍生物不仅容易加氢，而且容易开环与卤素加成。如环丙烷与溴在常温即可开环进行加成反应，生成1，3-二溴丙烷。21环丁烷与溴在常温不反应，必须加热才能开环加成

7、。一般不宜用溴褪色的方法来区别环烷烃与烯烃。*环戊烷以上的环烷烃难于与溴进行开环加成反应，但温度升高时则发生自由基取代反应。223.加卤化氢环丙烷及其烷基衍生物也容易与卤化氢进行开环加成反应。23当烷基取代的环丙烷与卤化氢进行开环加成反应时，环的断裂发生在连接氢原子最多与连接氢原子最少的两个成环碳原子之间。而且符合Markovnikov规则，氢加到含氢较多的成环碳原子上，而卤素加到含氢较少的成环碳原子上。例如：环丁烷以上的环烷烃在常温下则难于与卤化氢进行开环加成反应。246.3.4环烯烃的化学性质环烯烃的化学性质与烯烃相似

8、，碳碳双键能发生加成反应和氧化反应，α–氢原子也容易发生取代反应。α–氢原子251.加成反应环烯烃与卤素可以进行亲电加成反应，与烯烃相同，也是反式加成。例如：262.氧化反应环烯烃能被高锰酸钾、臭氧、过氧酸等氧化剂氧化，随氧化剂和反应条件不同，氧化产物各异。例如：273.α–氢卤化反应环烯烃的α–氢原子