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1、第二章 环烷烃1第1页，共21页，编辑于2022年，星期二二、二、命名命名1.1.单环烃的命名单环烃的命名按成环碳原子数目称为按成环碳原子数目称为环某烷环某烷。CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 若环上有若环上有多个取代基时多个取代基时，编号，编号从较小从较小的取代基的取代基开始开始，且使且使取代基取代基的的位次最小位次最小。（最低系列、。（最低系列、次序原则次序原则）或或1 12 23 34 45 51-1-甲基甲基-3-3-乙基环戊烷乙基环戊烷环丙烷环丙烷环丁烷环丁烷环戊烷环戊烷1-甲基甲基-丙基环己烷丙基环己烷2第2页，共21页，编辑于2022年，星
2、期二 若环烃中有双键时，编号应从若环烃中有双键时，编号应从双键双键开始，且使开始，且使编号的编号的数值数值最小最小。1 12 23 34 45 56 61,3-1,3-环己二烯环己二烯 若环中若环中有双键有双键也也有支链有支链时，编号时，编号从双键起从双键起，且要使，且要使支支链编号链编号尽可能尽可能最小最小。CH33-3-甲基环戊烯甲基环戊烯1 12 23 34 45 51,6-二甲基二甲基-环己烯环己烯3第3页，共21页，编辑于2022年，星期二若复杂若复杂长链作母体，则长链作母体，则环环作作取代基取代基。3-甲基甲基-4-环丁基环丁基 庚烷庚烷顺、反顺、反环烷烃环烷烃 受环的限制，受环的
3、限制，键不能自由旋转。环上取代基在空间的位键不能自由旋转。环上取代基在空间的位置不同，置不同，产生顺反产生顺反(几何几何)异构异构。顺顺(cis)：两个取代基在两个取代基在环同侧；环同侧；反反(trans)：两个取代基在两个取代基在环异侧环异侧。4第4页，共21页，编辑于2022年，星期二顺顺-1-甲基甲基-4-乙基环己烷乙基环己烷 双环烃双环烃分子的碳架中含有分子的碳架中含有两个碳环两个碳环的烃。的烃。联环联环 桥环桥环 螺环螺环 稠环稠环反反-1-甲基甲基-4-乙基环己烷乙基环己烷5第5页，共21页，编辑于2022年，星期二螺原子螺原子：两个碳环：两个碳环共用的碳原子共用的碳原子、螺环烃的
4、命名、螺环烃的命名 螺环烃螺环烃：两个碳环：两个碳环共用一个碳原子共用一个碳原子的化合物。的化合物。螺螺4.5癸烷癸烷5-甲基甲基-1、确定、确定成环碳原子成环碳原子的的数目数目。7庚烷庚烷，9壬烷壬烷2、从从小环小环中中螺原子旁螺原子旁的一个碳原子开始的一个碳原子开始编号，编号，编完编完小环，小环，再编再编螺原子，螺原子，最后最后编大环。编大环。3、螺原子螺原子连接的两个环的连接的两个环的碳原子的数目碳原子的数目，按，按由小到大由小到大的顺序，的顺序，以以方括号方括号标在标在“螺螺”字与字与某烃某烃之间之间，用，用下角圆点下角圆点隔开隔开。辛烷辛烷3.4螺螺螺原子螺原子6第6页，共21页，编
5、辑于2022年，星期二具有具有两个两个或或两个以上两个以上的的碳环碳环公用公用两个两个或或两个以两个以上上的的碳原子碳原子的化合物。的化合物。、桥环烃命名、桥环烃命名桥头碳原子：两环共用的碳原子。桥头碳原子：两环共用的碳原子。桥路：两个桥头碳原子之间的碳链或一个键。桥路：两个桥头碳原子之间的碳链或一个键。桥头碳桥头碳桥头碳桥头碳(1)桥桥(3)桥桥(2)桥桥7第7页，共21页，编辑于2022年，星期二1.首先确定首先确定环数环数。二环二环，三环三环2.确定成确定成环碳原子环碳原子的的数目数目。8辛烷辛烷，10癸烷癸烷3.按按桥头碳原子之间桥头碳原子之间所含碳原子的所含碳原子的数目数目，由多至少
6、由多至少一一列一一列出，之间用出，之间用下角圆点下角圆点隔开，置于中间的隔开，置于中间的方括号方括号中。中。环的数目的确定环的数目的确定:将环上的键切断，将环上的键切断，每次切断一根键每次切断一根键，使其变成，使其变成链状链状化合物，根据所需切断键的化合物，根据所需切断键的最小次数最小次数即为该桥环化合物所含的即为该桥环化合物所含的环数环数。二环二环 3.2.1 辛烷辛烷8第8页，共21页，编辑于2022年，星期二4.编号规则：编号规则：2,-三甲基三甲基-二环二环3.2.1 辛烷辛烷1、从一个、从一个桥头碳原子桥头碳原子开始。开始。2、沿、沿最长最长的桥编号，到另一个桥头。的桥编号，到另一个
7、桥头。3、再沿、再沿次长次长的桥路编号，到第一个桥头。的桥路编号，到第一个桥头。4、最短最短的桥的桥最后编号最后编号，并且仍从靠近，并且仍从靠近起始桥碳原起始桥碳原子子开始编号。开始编号。5.取代基按次序规则，写在前面。取代基按次序规则，写在前面。9第9页，共21页，编辑于2022年，星期二三三.环烷烃的结构与稳定性环烷烃的结构与稳定性 为什么为什么小环小环化合物容易化合物容易开环开环并且并且三元环三元环比比四元环四元环更容易开环更容易开环,而而五五元环、元环、六六元环元环相对稳定相对稳定？角张力角张力(拜尔张力拜尔张力)：与正常键角偏差而引起的张力。：与正常键角偏差而引起的张力。(同平面同平
8、面）但是但是五元以上五元以上的环会不会因环数增大而的环会不会因环数增大而不稳定不稳定？四元环四元环六元环六元环五元环五元环10第10页，共21页，编辑于2022年，星期二近代共价键理论解释环的稳定性近代共价键理论解释环的稳定性 电子云电子云偏向环平面偏向环平面外侧，容易外侧，容易受等亲电试受等亲电试剂进攻，故剂进攻，故似烯烃进行似烯烃进行加成反应。加成反应。弯曲键（香蕉键）弯曲键（香蕉键）共价键的形成是由于原共价键的形成是由于原子轨道相互交盖的结果，交子轨道相互交盖的结果，交盖程度越大，键越稳定。盖程度越大，键越稳定。CH2CH3CH3109109。282811第11页，共21页，编辑于202
9、2年，星期二 比较比较单位单位CH2燃烧热燃烧热(H)kJ/mol比比烷烃烷烃CH2高出高出的能量：的能量：环张力环张力。燃燃 烧烧 热热-指化合物燃烧时所放出的热量。指化合物燃烧时所放出的热量。（它的大小反映出（它的大小反映出分子内能分子内能的高低）的高低）环张力环张力 越越大大，越越不稳定不稳定。整环张力整环张力38.5x3=115.527.5x4=1105.4x5=2712第12页，共21页，编辑于2022年，星期二扭船式扭船式 四四.环己烷及其衍生物的构象环己烷及其衍生物的构象1.环己烷的构象环己烷的构象极端构象：极端构象：椅式椅式 船式船式 1）椅式椅式构象构象 不存在：不存在：空间
10、张力空间张力；扭转张力扭转张力；角张力角张力。13第13页，共21页，编辑于2022年，星期二a键：键：直立键直立键(竖键竖键)(axial bonds)e键：键：平伏键平伏键(横键横键)(equatorial bonds)构构象象翻翻转转 a键键转变成转变成 e键键，e键键转变成转变成 a键键；环上原子环上原子或或基团基团的的空间关系空间关系保持不变保持不变。14第14页，共21页，编辑于2022年，星期二先画侧面椅式折线，再交上另一椅式折线，最后画先画侧面椅式折线，再交上另一椅式折线，最后画 a a键键和和e e键键，同碳同碳两键两键指向相反指向相反。同类型键：同类型键：邻位碳邻位碳指向指
11、向相反相反，间位碳间位碳指向指向相同相同。a键 e键 环己烷椅式构象的画法环己烷椅式构象的画法15第15页，共21页，编辑于2022年，星期二 2）船式船式构象构象 存在：存在：空间张力；空间张力；扭转张力；扭转张力；稳定性稳定性：椅式椅式 扭船式扭船式 船式船式室温下，平衡有利于室温下，平衡有利于椅式椅式构象（构象（优势构象优势构象）。）。氢原子半径氢原子半径 79 pm16第16页，共21页，编辑于2022年，星期二一、五元环一、五元环以上以上烃性质与烃性质与开链烃开链烃相似相似1.1.游离基取代反应游离基取代反应五五 脂环烃的化学性质脂环烃的化学性质17第17页，共21页，编辑于2022
12、年，星期二2.2.室温下室温下不发生氧化不发生氧化反应反应18第18页，共21页，编辑于2022年，星期二二、小环烃与烯烃性质相似二、小环烃与烯烃性质相似1.1.催化加氢催化加氢19第19页，共21页，编辑于2022年，星期二2.2.加加HX、X2+Br2常温常温CH2CH2CH2CH2CH2CH2BrBr+HBrCH2CH2CH2CH2CH2CH2HBr+HBrH3CCHCH2CH2CH3CHCH2CH2BrH+Br2加热加热CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2BrBr20第20页，共21页，编辑于2022年，星期二3.3.环丙烷环丙烷对氧化剂稳定对氧化剂稳定环丙烷在光照下也能与卤素发生环丙烷在光照下也能与卤素发生游离基游离基取代反应：取代反应：+Br2CH2CH2CHBrh vCH2CH2CH221第21页，共21页，编辑于2022年，星期二