2014南师大化竞培训 二,环烷烃2014

稠环：共用二个C原子
桥环：共用二个或 以上C原子
一、分类和命名
（二）命名 1、单环
a）以环碳原子总数相应的烃 命名，前面冠以前缀 “环（cyclo） ”字 b）编号：使环上取代基的 位次最小
5 6 1
CH3
4 3 2
CH3
CH3
1，2，4－三甲基环己烷
一、分类和命名
（二）命名 1、单环
环上带有复杂取代基时，也可将环作为取代基命名。
7 6 5 4
CH3
CH3CH2CH2CHCHCH2CH3
3 2
1
3－甲基－4－环丁基庚烷
二、同分异构
（一）构造异构 C3H6
CH3CH CH2
丙烯 环丙烷
二、同分异构
（一）构造异构 C4 H 8
CH3
CH3CH2CH CH2
1-丁烯 2-丁烯
CH3CH CHCH3
环丁烷 甲基环丙烷
CH3 CH3C CH2
第二节 环 烷 烃
Cycloalkane
一、分类和命名
（一）分类 小环（C3、C4） 普通环（C5～C7）
按环的大小
中环（C8～C12） 大环（>C12）
一、分类和命名
（一）分类
CH2 2
单环 二环
CH2 2
CH2 2
按环数
十氢萘
多环
金刚烷
一、分类和命名
（一）分类 螺环：共用一个C原子 按环的连 接方式
24º44′ 9º44′ 44′ -5º16′ -9º33′
四、环烷烃的结构
2. 燃烧热
Cycloalkane Cyclopropane Cyclobutane Cyclopentane Cyclohexane Cycloheptane Cyclooctane Cyclononane Cyclodecane kJ/mol 2,091 2,721 3,291 3,920 4,599 5,267 5,933 6,587 Per CH2 697 681 658 653 657 658 659 659
所有竖键变成横键、横键变成竖键 活化能＝ 45 kJ/mol
45 kJ/mol
45 kJ/mol
23 kJ/mol
五、环烷烃的构象
一取代环己烷的构象
CH3 CH3 5% 95%
五、环烷烃的构象
一取代环己烷的构象
1,3-位阻效应
5%
95%
五、环烷烃的构象
一取代环己烷的构象
H H
H3C C
CH3 CH3 H3C C CH3 CH3
<0.01%
>99.99%
一元取代：取代基处于e 键为优势构象 。
五、环烷烃的构象
CH3 CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
优势构象
°28′时，便会产生一种 当碳原子的键角偏离 109 109°28′时，便会产生一种 恢复正常键角的力量。这种力就称为角张力。键角偏 离正常键角越多，张力就越大。
四、环烷烃的结构
1. Baeyer张力学说（1885年）
109.5°
49.5° 60°
偏转角度= N 偏转角度 3
109º28′－内角 2 4 5 6 7
80 C
H2 2,Ni 120 C
CH3CH2CH2CH3
三、环烷烃的理化性质
2. 加卤化氢
+
或
HBr
CH3CH2CH2Br
＋ HBr
不反应
三、环烷烃的理化性质
2. 加卤化氢
H Br
HBr
三、环烷烃的理化性质
2. 加卤化氢 环丙烷的烷基衍生物与氢卤酸的加成符合 马氏规则
CH3 CH CH2 CH2
180 pm
环己烷的船式构象(Boat form)
五、环烷烃的构象
（三）环己烷的构象
优势构象
源自文库
五、环烷烃的构象
（四）环己烷椅式构象中的竖键和横键 平伏键
H H H H H
H H
直立键
H H H H H
向上（下）的碳原子有一根垂直向上（下） 的a键，另一根是斜向下（上）e键。
五、环烷烃的构象
（五）环己烷椅式构象的翻环作用
四、环烷烃的结构
（三）环丙烷的结构
=>
四、环烷烃的结构
（三）环丙烷的结构
五、环烷烃的构象
（一）环丙烷、环丁烷的构象
环丁烷蝶式构象
五、环烷烃的构象
（二）环戊烷的构象
环戊烷的信封式构象
五、环烷烃的构象
（三）环己烷的构象
环己烷的椅式构象（Chair form)
五、环烷烃的构象
（三）环己烷的构象
+
HBr
CH2
CH Br
CH2
CH3
CH3 C CH3 CH CH2 CH3
+
CH3 HBr CH3 C Br CH
H CH3
三、环烷烃的理化性质
3.环丙烷对氧化剂较稳定
CH3 CH3 C CH3 CH2 CHCH C CH3 KMnO4 CH3 C CH3 CH2 CHCOOH
1,1-二甲基-2-异丁烯 基环丙烷
2-甲基丙烯
二、同分异构
（二）顺反异构（cis-trans isomers）
H CH3 H CH3
H CH3
CH3 H
顺-1,2-二甲基环丙烷 bp 37℃
反-1,2-二甲基环丙烷 29℃
三、环烷烃的理化性质
小环（3、4元）似烯 大环（5、6元）似烷
1. 加氢
H2 2,Ni
CH3CH2CH3 80 C
2,2-二甲基环丙 基甲酸
四、环烷烃的结构
1. Baeyer张力学说（1885年） 小环化合物与常见环（环己烷和环戊烷） 比较，化学性质活泼，碳环不稳定，较易发生 开环反应。环丙烷﹑环丁烷﹑环戊烷和环己烷 的稳定次序为：
<
<
<
四、环烷烃的结构
1. Baeyer张力学说（1885年） 张力学说的内容