吉林大学有机化学课件-脂环烃.ppt

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1、§6.脂环烃§6.1脂环烃的分类及命名分类:单环烃多环烃桥环烃公用两个以上碳原子螺环烃公用一个碳原子(季碳)1、单环烃A、命名——单脂环烷烃a.单脂环烃的命名与开链烷烃相同,名称前加“环”字;b.有取代基时编号使取代基最小;B、命名——单脂环烯烃a.与开链烯烃相同,名称前加“环”字;b.有取代基时,从双键处开始编号并使取代基位号最小。2、多环烃A.桥环烃公用两个以上碳原子的环状烃称为桥环烃公用的碳原子称为桥头碳命名:a.确定环数：如断开两个键就成链状烃的为双环b.从桥头碳原子开始编号,从大环到中环再到小环并保证取代基位号最小c.书写顺序,最后为母体名称,前为[],

2、[]内为各环碳数从大到小,再前为取代基。B、螺环烃命名：a、从螺碳原子旁边的碳原子开始编号;b、从小到大环,并使双键及取代基位号最小;c、书写顺序,最后为母体,前[],[]内从小到大为环上碳数;前为“螺”字;最前为取代基。C、螺环化合物的手性§6.2脂环烃的立体异构1、cis-/trans-异构：虽然σ键可任意旋转，但由于形成环后阻碍了其旋转，于是，类似于烯烃一样，就可产生顺/反异构，在脂环烃中我们称之为cis-/trans-异构。产生cis-/trans-(或顺/反）异构的条件A.分子中有阻碍旋转的因素。B.在被阻碍旋转的碳原子上连有不同的原子或基团。如：2、对

3、映异构及非对映异构3、螺环化合物的对映异构§6.3化学性质单环的分类:含3～4C小环性质类似于烯烃5～6C正常环7～11C中环性质类似于烷烃12C以上大环1、开环反应——催化氢化催化氢化开环反应的难度随着环元数的增加而变难2、小环烷烃的性质如同链状烷烃,环烷烃不与KMnO4反应五元以上的脂环烃具有烷烃的性质,易发生取代反应总结:三元环具有烯烃的性质四元环稍具烯烃的性质五元以上不具烯烃的性质脂环烃具有烷烃性质3.小环的制备方法：A、烯烃与卡宾反应B、,-二卤代物与Zn反应碳链长于6之后易发生分子间反应§6.4环的稳定性——Baeyer张力说1.假定：A.C为sp

4、3杂化B.所有碳原子共平面C、与正常键角差值越大，环越不稳定；回复正常键角的力为角张力，得出五元环比六元环稳定的结论，但事实上六元环比五元环稳定，原因是没有考虑构象。2、环构象三员环共平面夹角60形成弯键燃烧热为697.1KJ/mol开链烷烃658.6KJ/mol1mol物质完全燃烧生成CO2和H2O所放出热量燃烧热越小，则越稳定B.四员环如果共平面，夹角90存在角张力。C–H之间彼此重叠排斥，有扭转趋势，存在扭张力蝶式，夹角88角张力升高，但C–H之间不重叠，扭张力下降，燃烧热为：686.2KJ/mol–CH2–C、五员环信封式，键角接近正常值，无角张力C–H成

5、交叉式，无扭张力燃烧热为：664.4KJ/mol–CH2–D、六员环椅式键角109.5无角张力,C–H交叉式，无扭张力，燃烧热为658.6KJ/mol–CH2–影响环稳定性因素：角张力、扭张力§6.5环己烷的立体化学构型异构顺-1,2-二甲基环己烷反-1,2-二甲基环己烷在每种构型异构下讨论构象问题1.环己烷构象A、椅式六个碳原子分属两个平面面间距0.5nmb.每个键角为109.5。c.竖直键，a键；彼此平行平伏键，e键；d.各键彼此对位交叉e.大取代基优先处于e键；f.如能形成分子内氢键，则优先形成氢键；甲基处于a键上与H原子半径和大于0.25nm,邻位交叉式内

6、能为3.8kJ/mol,不够稳定.甲基处于e键上,即在对位交叉式位,稳定,内能为0kJ/molB.船式全重叠式，扭张力>0内能比椅式高28.9KJ/mol如能形成氢键，则采用此构象b、反－1,2-二甲基环己烷Ea=3.82+3.82=15.2kJ/molEb=3.8kJ/molB、1-甲基-4-叔丁基环己烷a、顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷Ea=3.82=7.6kJ/mo1Eb=10.452=20.9kJ/molb、反-1-甲基-4-叔丁基环己烷Ea=0kJ/molEb=10.452+3.82=28.5kJ/molC.计算:a.顺,反-1,3-二甲基环

7、己烷;b.顺,反-1,4-二甲基环己烷已知：-CH3之间1,3相互作用15.04kJ/mol3、氢键及偶极－偶极相互作用本章重点1、脂环化合物的立体异构2、小环化合物的开环反应3、环己烷的构象分析