第04章+脂環(huán)烴

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1、第四章脂環(huán)烴包括：脂環(huán)烴和芳香烴4.1脂環(huán)烴脂環(huán)烴是一類性質(zhì)類似于開(kāi)鏈烴的環(huán)狀烴.4.1.1脂環(huán)烴的分類和命名4.1.1.1分類:飽和脂環(huán)烴—環(huán)烷烴不飽和脂環(huán)烴—環(huán)烯（炔）烴1、按照飽和程度2據(jù)成環(huán)C原子數(shù)目單環(huán)烴雙環(huán)烴多環(huán)烴3按環(huán)的個(gè)數(shù)螺環(huán)烴：兩個(gè)環(huán)之間共用一個(gè)碳原子。橋環(huán)烴：兩環(huán)共用兩個(gè)或多個(gè)碳原子。例1：例2：小環(huán)環(huán)上含3～4個(gè)C常見(jiàn)環(huán)含5～6個(gè)C中環(huán)含7～12個(gè)C大環(huán)含12個(gè)C以上按其結(jié)合方式分為：螺環(huán)烴橋環(huán)烴4.1.1.2命名1、單環(huán)烴①選母體：根據(jù)成環(huán)碳原子的個(gè)數(shù)稱為環(huán)某烷或環(huán)某烯。例如：環(huán)丙烷環(huán)己烷環(huán)戊烯1,3-環(huán)戊二烯②編號(hào)：有取代基的環(huán)烷烴

2、,按照“次序規(guī)則”,以連有最小基團(tuán)的環(huán)上碳原子為1編號(hào),并使所有取代基的位次之和最小。例如：1-甲基-5-丙基-2-異丙基環(huán)己烷123456環(huán)上連有復(fù)雜基團(tuán)時(shí)，將環(huán)作為取代基來(lái)命名。例如：4-甲基-1-環(huán)戊基己烷對(duì)于有取代基的環(huán)烯烴和環(huán)炔烴，應(yīng)以不飽和鍵的位次(之和)為最小；并使取代基的位次之和最小。例如：2,5-二甲基-1,3-環(huán)戊二烯命名練習(xí)1,5,5,6-四甲基-1,3-環(huán)己二烯123451234561234562、橋環(huán)烴橋環(huán)烷烴①選母體：以環(huán)的個(gè)數(shù)作為詞頭，按成環(huán)碳原子的總數(shù)稱為“某烷”。各橋的碳原子數(shù)由大到小置于詞頭后的方括號(hào)內(nèi)，數(shù)字之間用“.”分

3、開(kāi)。記作：注：兩環(huán)連接處的碳原子為橋頭碳原子，橋上的C稱為橋碳原子。二環(huán)[3.3.0]辛烷二環(huán)[4.3.2]十一烷（取代基）位次-取代基某環(huán)[a.b.c]某烷除橋頭碳外每個(gè)橋上的C原子數(shù)。例如：234156781234567811109②編號(hào)：從橋頭碳開(kāi)始編號(hào)；先編大環(huán)，再編次大環(huán)，最短的橋最后編；有取代基時(shí)，編號(hào)應(yīng)使各取代基的位次最小。3,7,7-三甲基二環(huán)[4.1.0]庚烷412356781,8,8-三甲基二環(huán)[3.2.1]辛烷1234567123456781,8-二甲基-2-乙基-6-氯二環(huán)[3.2.1]辛烷螺環(huán)烷烴二環(huán)螺環(huán)烷烴命名時(shí)，以“螺”字為詞頭

4、，按成環(huán)碳原子總數(shù)稱為“某烷”。方括號(hào)內(nèi)標(biāo)明兩個(gè)環(huán)除螺碳原子以外的碳原子數(shù)目,書寫順序是由小環(huán)到大環(huán)。小環(huán)中與螺原子相鄰的碳原子編號(hào)為“1”，沿小環(huán)通過(guò)螺原子到大環(huán)。有取代基的，編號(hào)使其最小。螺[2.4]庚烷螺[3.3]庚烷1,7—二甲基螺[4.5]癸烷12345671234567123456789104.1.2環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性與烷烴分子一樣環(huán)烷烴分子中的碳原子也是sp3雜化。兩個(gè)sp3雜化軌道的對(duì)稱軸不可能在一條直線上重疊，只能以彎曲的形式形成σ鍵彎曲鍵的原子軌道有一種要達(dá)到最大重疊的傾向，這種傾向稱為“張力”。因鍵角的偏差而產(chǎn)生的張力又稱“角張力”。

5、環(huán)丙烷分子不穩(wěn)定，能量高，易發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)。從環(huán)丁烷開(kāi)始，組成環(huán)的碳原子均不在同一平面上。環(huán)丁烷分子結(jié)構(gòu)圖環(huán)戊烷分子結(jié)構(gòu)圖環(huán)丁烷成鍵原子軌道重疊程度比環(huán)丙烷大，角張力小，分子較環(huán)丙烷穩(wěn)定，較難發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)。環(huán)戊烷分子中成鍵軌道幾乎在其對(duì)稱軸方向上重疊，C-C-C鍵角為108o。角張力很小，分子較穩(wěn)定，難于發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)。環(huán)己烷、環(huán)庚烷及大環(huán)化合物的分子中，已不存在彎曲鍵，C-C-C鍵角為109o28′，無(wú)環(huán)張力，分子很穩(wěn)定。性質(zhì)類似于開(kāi)鏈烷烴。自然界中以六元環(huán)化合物存在的居多，其次是五元環(huán)。4.1.3環(huán)烷烴的立體結(jié)構(gòu)4.1.3.1順?lè)串悩?gòu)環(huán)的存在限制了σ鍵的自由

6、旋轉(zhuǎn)，當(dāng)環(huán)上有兩個(gè)或兩個(gè)以上碳原子各連接不同的原子或基團(tuán)時(shí)，與烯烴相似，也產(chǎn)生順?lè)串悩?gòu)。例如：反-1,3-二甲基環(huán)戊烷順-1,3-二甲基環(huán)戊烷順-1,3-二甲基環(huán)丁烷反-1,3-二甲基環(huán)丁烷請(qǐng)命名:4.1.3.2環(huán)己烷及其衍生物的構(gòu)象異構(gòu)與烷烴相比，由于環(huán)的存在，限制了相鄰C-C單鍵相對(duì)旋轉(zhuǎn)，但在環(huán)不開(kāi)裂的范圍內(nèi)，只要成環(huán)的所有碳原子不在同一平面上,彼此間仍可扭轉(zhuǎn)，也存在構(gòu)象異構(gòu)。環(huán)己烷是無(wú)張力環(huán)，六個(gè)碳原子不共平面，通過(guò)鍵的旋轉(zhuǎn)和鍵角的扭動(dòng)，可以得到椅式和船式兩種不同的極限構(gòu)象。反-1,2-二甲基環(huán)己烷順-1,2-二甲基環(huán)己烷椅式構(gòu)象船式構(gòu)象透視式1、環(huán)己

7、烷的構(gòu)象(1)椅式構(gòu)象投影方向紐曼投影式≡146523123456①椅式構(gòu)象是環(huán)己烷最穩(wěn)定的構(gòu)象。原因：所有的鍵都處于交叉式②C—H鍵直立鍵ora鍵（6個(gè)）平伏鍵ore鍵（6個(gè)）③室溫下，由于分子熱運(yùn)動(dòng)，椅式構(gòu)象可以翻轉(zhuǎn)。結(jié)果：原來(lái)a鍵變?yōu)閑鍵，而e鍵變?yōu)閍鍵。123456123456（2）船式構(gòu)象投影方向透視式紐曼投影式123456在船式構(gòu)象中，C1與C4上相對(duì)的兩個(gè)H靠得很近，C2與C3、C5與C6上的C—H鍵處在重疊式位置，∴船式結(jié)構(gòu)中，非鍵斥力大，能量高，不穩(wěn)定。HHHHHHHHHHHH4≡HHHHHHHHHHHH23561123456練習(xí)寫環(huán)己烷的

8、椅式構(gòu)象a鍵e鍵2、環(huán)己烷衍生物的構(gòu)象（A）(5%)