脂环 Cycloalkanes
第六章 脂环烃 Cycloalkanes
第六章脂环烃 脂环族化合物:分子中含碳,性质与开链化合物相似的一类化合物 脂环烃:只有C、H两种元素组成的脂环化合物。 6脂环烃的分类 按碳环数分:单环脂环烃;二环脂环烃和多环脂环烃等 CH 3
第六章 脂环烃 脂环族化合物：分子中含碳，性质与开链化合物相似的一类化合物。 脂环烃：只有C、H两种元素组成的脂环化合物。 6.1脂环烃的分类 1、按碳环数分：单环脂环烃；二环脂环烃和多环脂环烃等 CH3
十氢化萘 降冰片烷 螺[2,4庚烷 立方烷 棱烷 蓝烷 金刚烷
十氢化萘 降冰片烷 螺[2,4]庚烷 立方烷 棱烷 蓝烷 金刚烷
2、按成环碳原子数分:三元环、四元环、五元环脂环烃等 △ 3、按环中键的类型分:环烷烃、环烯烃、环炔烃等 小环:3-4;普通环5-7;中环8-11;大环:≥12
2、按成环碳原子数分：三元环、四元环、五元环脂环烃等 3、按环中键的类型分：环烷烃、环烯烃、环炔烃等 小环：3-4；普通环5-7；中环8-11；大环：≥12
62脂环烃的命名 单环脂环烃 1、以环为主链; 2、取代基位置和最小,在此基础上,让小基团位置最小; CH CH(CH3)2 CH2CH3 CH CH 3 3 1,3-二甲基环戊烷 3、不饱和脂环烃中,把1,2位留给不饱和键; CH CH(CH CH CH 3-甲基环戊烯
6.2 脂环烃的命名 CH2 CH3 CH3 CH3 CH(CH3 ) 2 CH3 3、不饱和脂环烃中，把1,2位留给不饱和键； CH3 CH(CH3 ) 2 CH3 CH3 1,3-二甲基环戊烷 1-甲基-3-异丙基环己烷 3-甲基环戊烯 1-甲基-3-异丙基环己烯 5-甲基环辛炔 2、取代基位置和最小，在此基础上，让小基团位置最小； 1、以环为主链； 一、单环脂环烃
多环脂环烃 1.二环桥环化合物:从桥头碳原子开始,各桥碳原子数由大到小放 在方括号内,括号放在“二环”与“某烷”之间 5 H. C. CH3 CH 3 HC 3 CH 3 2 3,7,7-三甲基二环[40庚烷7,7-二甲基二环[22.庚烷 2.二环螺环化合物:以“螺”为词头编号由较小环中与螺原子相邻 的碳原子开始,沿小环经螺原子到大环 CH 3 2 2 8 螺[2.4庚烷 螺5.5]十一烷 5-甲基螺[34辛烷
二、多环脂环烃 1.二环桥环化合物：从桥头碳原子开始，各桥碳原子数由大到小放 在方括号内，括号放在“二环”与“某烷”之间 H3 C CH3 CH3 H C CH3 3 1 2 3 4 5 6 7 3,7,7-三甲基二环[4.1.0]庚烷 7,7-二甲基二环[2.2.1]庚烷 2.二环螺环化合物：以“螺”为词头编号由较小环中与螺原子相邻 的碳原子开始，沿小环经螺原子到大环。 CH3 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 螺[2.4]庚烷 螺[5.5]十一烷 5-甲基螺[3.4]辛烷
6.3环烷烃的结构与稳定性: 角张力的概念 1885年德国化学家厍提出 “角张力学说”( Strain Theory) 1098 24-4 +24°44 +D"44 5°16 环烷烃分子中键角与正四面体键角差值 鱼张力 环的稳定性: 元四元>五元环
6.3环烷烃的结构与稳定性：
二、环丙烷的结构 实测环丙烷的键长和键角: ∠CCC=105.5°HCH=1140 cc 0.15lnm cH 0.108nm H 109.5° 1055° H 链烷烃和环丙烷碳碳σ键比较 环丙烷不稳定的原因 (1)角张力109.50105.5°弯曲键 (2)扭转张力C—H重叠构象
1扭转张力:相邻近的对子对之间的排斥力; 如乙烷分子构象中以交叉式构象能量最低,最稳定。 因为扭转张力最小。 2立体张力:原子或原子团(基团)之间的范德华排斥力; 如丁烷分子构象中以对位交叉式构象能量最低,最 稳定,因为扭转张力和立体张力最小 3角张力:sp3杂化轨道弯曲成键,重叠程度较小,分子中键角小 于正常的键角109028“,分子中存在着一种试图使 键角恢复正常键角的力
1.扭转张力：相邻近的对子对之间的排斥力； 如乙烷分子构象中以交叉式构象能量最低，最稳定。 因为扭转张力最小。 2.立体张力：原子或原子团(基团)之间的范德华排斥力； 如丁烷分子构象中以对位交叉式构象能量最低，最 稳定，因为扭转张力和立体张力最小。 3.角张力：sp3杂化轨道弯曲成键，重叠程度较小，分子中键角小 于正常的键角109 028‘ ，分子中存在着一种试图使 键角恢复正常键角的力
6.4脂环烃的性质: 物理性质: 无色、有一定气味的物质,沸点、熔点和相对密度 比同碳原子数的直链烷烃高。 化学性质:环烷烃小环似烯、大环似烷 环烯烃的化学性质和普通烯烃相同 1加氢 H CHCHCH 80°c Ni H CH CH CH CH 200oc
6.4 脂环烃的性质： 一、物理性质： 无色、有一定气味的物质，沸点、熔点和相对密度 比同碳原子数的直链烷烃高。 1.加氢： Ni CH3 CH2 CH3 Ni CH3 CH2 CH2 CH3 + H2 + H2 80 o C 200 o C 二、化学性质： 环烷烃 小环似烯、大环似烷 环烯烃的化学性质和普通烯烃相同