CH2-Cycloalkanes

合集下载

Cycloalkane-ye

Cycloalkane-ye

I. Nomenclature
1. Monocycloalkanes 2. Bicyclic bridged hydrocarbons
4
1. Monocycloalkanes Prefix: cyclo;
Cyclopropane Cyclobutane Cyclopentane Cyclohexane Cyclooctane
12
1. Ring Strain
unstable stable [109.5°- 60°] =49.5° [109.5°- 90°] =19.5°
Heats of combustion:
(CH2)n +
3 2
n
O2
n CO 2 + n H2O + heat
Table Heats of Combustion of Cycloalkanes(kJ·mol-1)
Chapter 2Alkanes & Cycloalkanes
Section 2 Cycloalkanes
Cycloalkanes contain rings of carbon atoms.
Ⅰ. Nomenclature II. Structure III. Properties
1
Classification of cycloalkanes
18
2. Conformational isomerism in cyclohexane
Chair form Boat form
5 6
4
3
1 2
5 4
3
6 1
2
chair form
H
5
HH H
4
3

第三章 烯烃和环烷烃

第三章 烯烃和环烷烃
1,3- 亚丙基 trimethylene
两种亚基:中文名称通过前面的编号来区别, 英文名称通过词尾来区别
2.顺反异构体的构型命名(有顺反异构时)
a.命名时如两个相同的基团在同侧或在异侧,则在1. (命名法)前分别加一顺(cis-)或反(trans-)字表示 .
b.若顺反异构体的双键碳原子上没有相同基团,顺反的 命名发生困难.
•组成键的电子称为 电子; •组成 键的电子称为 电子;
3. 碳碳单键和双键电子云分布的比较
•键电子云集中在两核之间,不易与外界试剂接近; •双键是由四个电子组成,相对单键来说,电子云密度更大; 且构成键的电子云暴露在乙烯分子所在的平面的上方和 下方,易受亲电试剂(E+)攻击,所以双键有亲核性.
激发
杂化
2S2 2P2
3个SP2杂化轨道
2. 乙烯的键
• C: 2s12px12py12pz1 • 碳原子上未参加杂化的p轨道,
• 它们的对称轴垂直于乙烯分子 • 所在的平面,它们相互平行以侧 • 面相互交盖而形成键.
•键没有轴对称,不能自由旋转.
*
乙烯的成键轨道和 *反键轨道
反 键 轨 道
成 键 轨 道 乙烯的成键轨道和 *反键轨道形成示意图
➢ 反应在干燥体系中进行较慢,加极性试剂(如H2O或FeCl3)后 速度加快
+ X X+
极性分子
极性分子
说明极性分子对X2可能 有极化诱导作用
➢ 比较下列两个反应
H C
H
H C
H
Br2, H2O, NaCl H2O, NaCl
H2C CH2 + H2C CH2 + H2C CH2
Br Br
Br OH

烷烃命名法

烷烃命名法

C3H6
C4H8 结构通式: CnH2n
C5H10
18
环烷烃的不饱和度(环的数目)
不饱和度 (the degree of unsaturated) — 分子组成的氢原子数目与理论上最大可能数目之差的情况。 分子式: CnHm, 则不饱和度 = [(2n+2)-m]/2
Saturated hydrocarbons: CnH2n+2
1o
CH3 3o 2 o 2o 1o H3C C4oCH2CHCH2CH2CH3 CH3 CH3 H3C C3o CH3 CH3
2o 1o
CH3CH2CH CH3
CH3CH2CH2CH2
叔丁基 tert-butyl
仲丁基 sec-butyl
丁基 butyl
5
烷烃的系统命名法
1、直链烷烃同普通命名法,取消“正”字
3
烷基的概念
烷基(Alkyl)— 烷烃分子中从形式上消除一个氢的部分,通 常用 R- 表示,英文 用 “ yl ” 替代 “ ane ” methane ethane —— methyl ——— ethyl CH3CH3CH2CH3CH2CH2(CH3)2CHMe Et n-Pr i-Pr
n-propane ——n-propyl isopropyl
>
CH3 CHCH2CH3 >
CH3 CH2CHCH3
>
CH2(CH2)2CH3
-C(C,C,H)
仲丁基 sec-butyl
-C(C,H,H)
异丁基 isobutyl
-C(C,H,H)
正丁基 n-butyl
12
烷烃的系统命名法
6、如果支链还有分支,不能用简单的基名称来命 名,则需要对支链按照类似原则进行编号和命 名。编号从支链与主链相连的碳原Fra bibliotek开始。21

环烷烃

环烷烃
CH3 CH3C CHCH 3 Br CH3
+ HBr
(主)
2013-11-18 30
四、氧化反应
环丙烷与烯烃既类似又有区别,环丙烷
有抗氧化能力,不使KMnO4水溶液褪色。
应用:环丙烷和不饱和烃
2013-11-18
31
空气 钴盐 OH
+
O
O
O2
O
+
O
2013-11-18
32
3.5 环烷烃的稳定性
椅式
2013-11-18
50
1 3 4 5 2 6
半椅式
2013-11-18 51
4
5
6
1
3
2
船式
2013-11-18 52
扭船式
2013-11-18 53
1. 椅式
5 4 3
6 2
1
2013-11-18
54
4
5
6
3
2
C3
1
碳1、2、4、5在同一平面上,是椅座。 碳1、5、6在同一平面上,是椅背。 碳2、3、4在同一平面上,是椅腿。
转角,并且环越大,偏转角越大,张力越大。
这一推论不正确。这是由于张力学说前提
不合理,即环中碳原子在同一平面内不合理。 拜尔张力学说存在于小环中。
2013-11-18 38
二、分子中的张力
现代理论认为:分子能量的升高,都是分
子中存在张力的结果。有机分子中可能存在 的张力主要有4种。 (1)Van der Waals张力——非键作用力。Enb (2)键张力——键长偏离正常值引起的张力。El
CH3 CH3
1,1-Dimethylcyclohexane

有机化学 第四章 环烷烃讲解

有机化学 第四章 环烷烃讲解
4-methylspiro[2.4]heptane 4-甲基[2.4]庚烷
2, Bridged-ring alkane and fused-ring alkane 桥环烃和稠环烃
1)选母体:根据成环的总碳原子数及环数,称为“n环某烷”。
2)编号:从桥头碳开始;从最长桥开始。
3)书写:先写环数
方括号内沿着编号方向写出每个环中除桥头碳原子
H
4
H
H
H3 2H
H
1H
H
H H
H H
H
H H
H
蝴蝶状
蝴蝶式
部分交叉式 扭转张力较小
4
H2C
H2C 3
H H
1
2H H
6.3kJ/mol higher
全重叠式
2.5kJ/mol
envelop structure
信封式
half-chair structure
半椅式
如果:
具有多组全重叠式
Large ring 多于13个碳原子的环体系中,分子链一般呈皱折形
Cycloalkanes 第四章 环烷烃
Organic Chemistry A (1) By Prof. Li Yan-Mei Tsinghua University
Content
4.1 Classification, Isomerization and nomenclature 4.2 Structure of cycloalkanes 4.3 Physical properties & spectrum data 4.4 Chemical properties 4.5 Preparation (learn on your own)

大学有机化学第三章 环 烃

大学有机化学第三章 环 烃

a e
怎样画椅式环己烷的构象式?
H H H H H H H H H H H H
a e
e a
(四) 取代环己烷的构象分析
空间张力
H 5 4 H H 6 1 3 2 H H
1,3-二竖键相互作用力
H
-7.5kJ/mol
4 3 H
5 H 2
6 1
H H H H
弱的引力
甲基在a键 5%
甲基在e键
95%
亲电取代反应(卤代、硝化、磺化、烷基化反应); 侧链上的氧化反应 ; 侧链上的取代反应
掌握判断芳香性的的4n+2规则 掌握定位规律的应用
第一节 脂 环 烃
环烃又称闭链烃,为碳骨架成环状结构的一类 碳氢化合物。根据结构和性质,又可分为:
脂环烃(alicyclic hydrocarbon) 单脂环烃 多脂环烃
三、环烷烃的性质
脂环烃的物理性质和化学性质与相应的脂肪烃 相似。环烷烃性质似烷烃。 但小环的环烷烃不稳定, 容易发生开环加成反应。 (一) 自由基取代反应:
300℃
+ Br2 ——>
Br + H—Br
(二) 加成反应:
1. 催化加氢
CH2 + H2 H2C CH2 Ni 80℃ CH3—CH2—CH3
(1,2,3-trimethylbenzene)
若苯环上连接不同的烷基时,烷基名称的排列 顺序按“优先基团”后列出的原则,其位置的编号 应将简单的烷基所连的碳原子定为1-位,并以位号 总和最小为原则来命名。
CH2CH3
1 2 3
CH(CH3)2
CH3CH2CH2
5
1-乙基-5-丙基-2-异丙基苯 (1-ethyl-2-isopropyl-5-propylbenzene)

第二章 烷烃和环烷烃

第二章  烷烃和环烷烃
CH3 甲基 Me (正)丙基 Pr C H3C H2 乙基 Et i -Pr C H3C HC H 异丙基 3
C H3C H2C H2 C H3C H2C H2C H2 C H3C HC H 2 C H3
(正)丁基 Bu 异丁基 i -Bu
C H3C HC H C H3 仲丁基 2 s-Bu C H3 C H3 C C H3 叔丁基 t-Bu
在生理状况下,机体自由基一方面不断产 生,另一方面又不断清除,活性氧处于产生与清 除平衡状态。一旦活性氧的产生和清除失去平衡 ,过多的自由基就会造成对机体的损害,从而引 起多种疾病,并可诱发癌症和导致衰老。 天然抗氧化酶系统:超氧化物歧化酶(SOD) 、 过 氧 化 氢 酶 ( CAT)、 谷 胱 甘 肽 过 氧 化 物 酶 (GSH-Px)
构象异构
(一) 烷烃的构造异构(constitutional isomerism)
戊烷有3种碳链异构体
CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3
正戊烷 异戊烷
CH3 CH3-C-CH3 CH3
新戊烷
碳原子数 异构体数 4 5 6 7 2 3 5 9
碳原子数 8 9 10 20
异构体数 18 35 75 366 319
天然抗氧剂(自由基清除剂):VE、 Vc、 2巯基乙胺、谷胱甘肽、辅酶Qn(泛醌)、-硫辛酸 等
第二节 环 烷 烃
一、脂环烃的分类和命名
(一) 分类 C3-C4
根 据 环 数 多 少 分
小环 普通环
单脂环烃
C5-C6
C7-C12
中环
C13以上 大环 多脂环烃 桥环 螺环
(二) 命名
1. 单脂环烃: 在相应的烃名前加“环”字;英文名加词头cyclo

有机化学--第二章烷烃

有机化学--第二章烷烃

重叠式构象 扭转张力大
重叠式和交叉式 构象之间的能量差 约为12.6 kJ·mol-1, 此能量差称为能垒。 其它构象的能量介 于此二者之间。
有机化学--第二章烷烃
2.3.4丁烷的构象
正丁烷可以看作是乙烷分子中每个碳原子上各有一 个氢原子被甲基取代的化合物,其构象更为复杂,我们 主要讨论沿C2和C3之间的σ键键轴旋转所形成的四种典型 构象:
仲氢 伯氢
叔氢 有机化学--第二章烷烃
2. 烷基 (alkyl group)
烷烃分子从形式上去掉一个氢原子后余下的基团称为烷
基,其通式为CnH2n+l,通常用R— 表示。最常见的烷基有:
烷基名称
烷基
中文名 英文名 缩写
烷基
中文名 英文名 缩写
CH3 CH3CH2
甲基 methyl 乙基 ethyl
Me-
仲丁基 sec-butyl s-Bu-
CH3CH2CHCH3
(s-butyl)
Et-
异丁基 isobutyl i-Bu
(C H 3 )2 C H 2 C H 2
C H 3C H 2C H 2 CH3CHCH3
正丙基 Propyl
Pr-
异丙基 isopropyl i-Pr-
(CH3)3C (C H 3)3C C H 2
6-tert-butyl-5-ethyl-2-methyldecane
有机化学--第二章烷烃
(4)如果烷烃比较复杂,在支链上还连有取代基时,可用带撇 的数字标明取代基在支链中的位次或把带有取代基的支链的 全名放在括号中。例如:
12
3
有机化学--第二章烷烃
2.3 烷烃的结构
碳原子基态时的 电子层结构为:

五章节脂环烃alicyclichydrocarbons

五章节脂环烃alicyclichydrocarbons

3、环己烷分子中,碳碳键可以在环不 受破裂的范围内旋转。因此,有许多种 构象,其中有两种极限构象,船式和椅 式。
椅式构象
船式构象
4、船式构象中有两个相邻碳原子的键(2,3 和5,6)处于顺叠式的位置,有扭转张力,C1 和C4间的距离小,C1和C4上氢原子间的距离更 小,范德华张力大,所以不稳定。
AlCl3
小结:
基本概念:脂环烃、螺环烃、联环烃、桥 环烃、张力、角张力、范德华张力、扭转张力、 燃烧热、转环作用等十个。
讲了脂环烃的分类、命名、结构、性质、 制备等。注意掌握顺反异构和构象。
作业:
P113 2、4、5、8
Thank you
2>、简单的环连在长链上或同一碳链上连有几个脂环时, 环作取代基。如:
CH3CH2CHCH2CH3 CH2CH2CH2CH2
2、螺环烃:
1>、编号:从小环到大环,照顾不饱和键和取代基。
2>、取名;螺[a·b]某烷。(a≤b:“某”指碳环中碳原子 的总数)如:
15
1
5-甲基螺[3·5] 壬烷
5 9-甲基螺[3·5] -5-壬烯
3、环烷烃每个CH2的燃烧热及总张力能(KJ.mol-1)见P107表5-2
碳原子数 燃烧热 总张力能
碳原子数
燃烧热
n
Hc/n
n(Hc/n-659)
n
Hc/n
3
697
114
11
663
4
686
108
12
660
5
664
25
13
660
6
659
0
14
659
7
662
21
15

第二章环烷烃

第二章环烷烃
小环:3~4个碳原子。 个碳原子。 小环: ~ 个碳原子 常见环: ~ 个碳原子 个碳原子。 常见环:5~6个碳原子。 中环: ~ 个碳原子 个碳原子。 中环:7~11个碳原子。 大环: 个以上碳原子 个以上碳原子。 大环:12个以上碳原子。 螺环:两个环公用一个碳原子,公用的碳叫螺碳。 螺环:两个环公用一个碳原子,公用的碳叫螺碳。 桥环:两个环公用两个或两个以上碳原子。 桥环:两个环公用两个或两个以上碳原子。
97%
C(CH3)3
C(CH3)3
3%
> 99.9% 从上述三个实验事实可看出:取代基体积越大, 取代占的 从上述三个实验事实可看出:取代基体积越大, e取代占的 比例越大。 比例越大。
2). 多取代环己烷的构象 结论: 多取代环己烷, 取代基最多的构象最稳定 取代基最多的构象最稳定。 结论:①. 多取代环己烷, e取代基最多的构象最稳定。 多取代环己烷, 体积较大的取代基为e型的构象 ②. 多取代环己烷, 体积较大的取代基为 型的构象 最稳定。 最稳定。 二甲基环己烷的最稳定构象。 例1:写出顺 :写出顺-1,2-二甲基环己烷的最稳定构象。 二甲基环己烷的最稳定构象
1-甲基 叔丙基环己烷 甲基-4-叔丙基环己烷 甲基
CH3 CH3
顺-1,2-二甲基环丙烷 二甲基环丙烷
H H
H CH3
CH3
反- 1,3-二甲基环戊烷 二甲基环戊-3-叔丙基环戊烷 反-1-乙基 叔丙基环戊烷 乙基 2). 多环烃 螺环烃: 确定母体:螺某烷(由螺环中总碳数确定)。 螺环烃 ①. 确定母体:螺某烷(由螺环中总碳数确定)。 编号:先编小环后编大环。 ②. 编号:先编小环后编大环。从小环中和螺碳相 邻的碳开始编号,使取代基位次最小。 邻的碳开始编号,使取代基位次最小。 写法: ③.写法: 写法

有机化学 第2章烷烃和环烷烃

有机化学 第2章烷烃和环烷烃

CH3 H3C CH
3 H(叔氢)
CH3 H3C C CH3 CH3
CH3
3 (叔碳,三级碳)
4 (季碳,四级碳)
tertiary carbon
quaternary carbon
CH 1。 3
3。 CH CH3 1。
2。 CH2 C CH3 4。 1。 CH3 1。
1。 CH3
二、烷烃的构造异构和命名( Constitutional
碳链异构—由于碳链结构的不同而产生的异
构现象称为碳链异构现象,简称碳链异构。异构
体互称为碳链异构体。如:C4H10
H H C H H C H H C H H C H H H H C H H H C C H H C H H H
正丁烷
异丁烷
mp bp
-138℃ -0.5℃
-160℃ -12℃
随着分子中碳原子数目的增加,异构体的数
第二章 烷烃和环烷烃
(Alkanes and Cycloalkanes)
学习要求:
1.掌握烷烃和环烷烃的基础理论和基本知识。
2.掌握构象异构的基本概念。 烃的概念: 烃—指分子中只含C、H两种元素的化合物,又称碳 氢化合物。
烃 碳氢化合物 (hydrocarbons)
烃的分类:
饱和烃——烷烃 链烃 烯烃 不饱和烃 脂肪烃 炔烃 环烷烃 脂环烃 环烯烃 环炔烃 苯型芳香烃 芳香烃 非苯型芳香烃
较稳定。
C C H
(一)稳定性(Stability) 一般情况下烷烃化学 性质不活泼、耐酸碱、不与强氧化剂和还原剂作用。 (常用作低极性溶剂,如正己烷、正戊烷、石油醚 等) (二)卤代反应(Halogenation reation)
和含碳原子数较少的烷烃。

有机物英文命名

有机物英文命名

附录七有机物命名规则有机物的英文名称有机化合物英文名称要表示出碳链的长短和所带的基团种类。

The two basic features:• a root indicating how many carbon atoms are in the longest continuous chain of carbon atoms•a prefix and/or suffix to indicate the family to which the compound belongs.•puts the three parts of the name (branch + root + family) together to form the compounds name, with the branch names prefixing theroot, and the family name taking its usual form.一,碳链的长短(root,烷烃为例)meth ane [甲烷] ; 甲基:methylethane [乙烷] ; 乙基:ethylpropane [丙烷] 丙基:(n, iso)propyl n-, 正,iso-异but ane[丁烷] ; 丁基 : ( n, iso, sec, 叔:tert ) butylpenta ne [戊烷] ; pentadeca ne [十五烷]hexa ne [己烷 ] hexadeca ne [ 十六烷] ;hepta ne [庚烷 ] ; heptadeca ne [ 十七烷] ;octa ne [辛烷 ] ; octadeca ne [十八烷]nona ne [壬烷]; nonadeca ne [十九烷 ] ;deca ne [ 葵烷] ;undecane [ 十一烷] ;dodecane [ 十二烷]tri decane [ 十三烷 ] ;tetra decane [十四烷] ;二,基团的种类(family)1,脂肪族烷:-ane;烯:-ene;炔:-yne;醇:-ol;醛:-al;酮:-one;酸:- oic 醚: ether ; (含氧酸盐)酯:-ate;poly-, 聚cyclo-环例子:2-pent ene : 2-戊烯 pent yne : 戊炔 3-pentan ol : 3-戊醇pentan al : 戊醛 pentan one : 戊酮 pentan oic acid : 戊酸sodium pentano ate : 戊酸钠 ethyl propan ate : 戊酸乙酯di methyl ether : 二甲醚1,3-cyclo penta di ene : 1,3-环戊二烯poly ethylene : 聚乙烯cis [trans ]-di chloroethyl ene : 顺 [反]-二氯乙烯potassium 2,3-di chloropropan ate : 2,3-二氯戊酸钾2,芳香族:苯:benzene ;苯酚:phenol ;溴苯:bromobenzeneo- :邻 m- :间 p- :对邻二溴苯:o-di bromobenzene 对二硝基苯:p-dinitrobenzenebenzonic acid : 苯甲酸sodium benzonate : 苯甲酸钠m-chlorobenzonic acid : 间-氯代苯甲酸饱和Saturated烃:只含C, H的化合物Hydrogen 去词尾+ carbon——→hydrocarbon 烃(可数名词)烷烃的常见英汉对照:Alkanes 烷烃Alk——烃的组成标志-ane 烷的特征词尾Saturated aliphatic hydrocarbons 饱和脂肪烃Paraffin 石蜡烃或链烷烃直链烷烃Straight chain alkanes(一)数词全部数词在命名中只作前缀使用,它与英语日用数词完全不同应单独记忆。

有机化学英文课件-烷烃和环烷烃英文课件

有机化学英文课件-烷烃和环烷烃英文课件

Q 1 Write structural formulas or skeletal structures (simplified line structures) for the isomeric hexanes (C6H14).
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH2CH3 CH3CH2CHCH2CH3
I. Structure II. Nomenclature III. Properties
Ⅰ. Structure
1. sp3 hybridization
C: 1s2; 2s22p2
Excited2ss1ta2tpe3 2s1 2p3
sp3
Basic state 2s2 2p2
tetrahedral shape
C : be grouped by the number of carbon
atoms it attached.
primary carbon,1° secondary carbon,2° tertiary carbon ,3° quaternary carbon ,4°
1°CH3 C1°H3—C2°H2—C3°H—C2°H2—C4—°C1H°3
Butane(C4H10)
Pentane(C5H12)
2. General formula
General formula: CnH2n+2 CH4, CH3CH3, CH3CH2CH3, CH3CH2CH2CH3……
Homolog has similar chemical properties with different reacting rate, but their physical properties vary with the number of carbon atoms. The first member of homologous series often has special property.

ch02烷烃和环烷烃解读

ch02烷烃和环烷烃解读

四、烷烃的构象(Conformation)
围绕键旋转所产生的分子的各种 立体形象称为构象 烷烃的构象经常用纽曼(Newman) 投影式表示
陈明
H
H
H
H H
H
H H H H H
H
H
H
H H
H
H H
H
H
H
H H
HH H H H
H H H
H
H
H H
陈明
H
H
H
交叉式
H H staggered H
优势构象
109.5º
甲烷分子中都是 C-H σ 键,是非极性分子,正四 面体构型。
陈明
σ键: 轨道之间头对头重叠形成的键
特点: 1、可以自由旋转; 2、重叠程度大,键比较牢固; 3、电子云分布于两原子之间,不易受 外界环境影响,不易发生化学反应。
陈明
乙烷:CH3-CH3
陈明
109.5º
109.5º
陈明
CH3
CH3CCH3
CH3CHCH2
CH3
稳定性:
CH3CCH3
CH3
CH3
>
CH3CHCH2 CH3
陈明
CH3CH2CH3 + Cl2
hv or D
CH3CHCH3
+ CH3CH2CH2
Cl 45%
55% Cl
2º H∶1º H = (55/2)∶(45/6) = 3.8∶1.0 氢的活性 2º H > 2º H
一氯甲烷
D or hv Cl
D or h v Cl Cl C Cl Cl H
Cl
C Cl
H
C

03 环 烷 烃

03 环  烷  烃

有机化学 第三章 环烷烃
张力学说的内容
当碳原子的键角偏离109°28′时,便会产生一种恢 复正常键角的力量。这种力就称为张力。键角偏离正常键 角越多,张力就越大。
偏转角度=
偏转角度
109°28′ 内角 2
N=3
24o44’
4
9o44’
5
44’
6
-5o16’
7
-9o33’
从偏转角度来看,五元环应最稳定,大于五元环或小于 五元环都将越来越不稳定。但实际上,五元,六元和更大的 环型化合物都是稳定的。这就说明张力学说存在缺陷。
663.8 664.6 663.6 658.6 659.0
普 通 环
环戊烷 环己烷 环庚烷
664.0 658.6 662.4
对比:开链烷烃每个CH2的燃烧热:658.6 KJ/mol
有机化学 第三章 环烷烃

环的大小与化学性质
五元以上 环烷烃 性质相似
链状烷烃
Cl2 / hv
Cl
自由基取代反应
H2 / Pt 催化加氢
有机化学 第三章 环烷烃
环丙烷的结构
内角60°
•这样的键与一般的键不 一样,它的电子云没有轨道 轴对称,而是分布在一条曲 线上,故常称弯曲键.
•弯曲键比一般的 键弱,并且具有较高的能量.
•这种因键角偏离正常键角而引起的张力叫角张力.
•由于构象是重叠式而引起的张力叫扭转张力.
有机化学 第三章 环烷烃

环烷烃的其它命名方法 :
按形象命名
立方烷 cubane 金刚烷 adamantane
按衍生物命名
O
十氢萘 Decahydronaphthalene
萘 naphthalene

环烷烃的分类

环烷烃的分类

2.2 环烷烃Cycloalkane2.2.1 环烷烃的分类、异构和命名Classification,Isomerism and Nomenclature of Cycloalkanes(1) 分类。

环烷烃按成环碳原子数目可分为小环(含3-4个碳原子)、普通环(含5-7个碳原子)、中环(含8-11个碳原子)和大环(含12个及以上碳原子),目前己知有三十碳环烷。

根据分子中碳环的数目还可分为单环、二环或多环脂环烃。

在二环化合物中,两个环共用一个碳原子的称为螺环烃(Spiro hydrocarbon ,a);两个环共用两个或两个以上碳原子的称为桥环烃(Bridged hydrocarbon ,b)。

例如:(a) (b)(2) 异构现象 (Isomerism)。

单环烷烃通式为CnH2n,与碳原子数目相同的链单烯烃(见第三章)互为同分异构体。

例如,分子式为C4H8的环烷烃异构体为:环丁烷甲基环丙烷1-丁烯2-丁烯2-甲基丙烯此外,由于环烷烃分子中碳环上的碳-碳σ键不能自由旋转,当环上有两个或两个以上的取代基连在不同的碳原子上时,有可能还会产生顺反异构体(cis-trans isomer)。

较优基团在环平面同侧的为顺式(cis-form)构型,反之为反式(trans form)构型。

例如:CH3CH3HHCH3CH3HH顺-1,2-二甲基环丙烷反-1,2-二甲基环丙烷(3) 命名。

a. 单环烷烃的命名。

未取代的单环烷烃的命名与烷烃相似,只在烷烃名称前加上“环”字。

对有多个取代基的环烷烃,按照次序规则从连有最小基团的环碳原子开始,用阿拉伯数字给碳环编号,并使取代基的位次尽可能小。

例如:环己烷1,3-二甲基环己烷1-甲基-4-异丙基环己烷cyclohexane 1,3-dimethylcyclohexane 1-methyl-4-isopropylcyclohexane CH2CH2CCH2CH22CH2H2CCH2CHCH2CH2CHCH2CH2CH2CH CH2CH3CH3CH CH CH3CH2CCH3CH3123456561234如果分子内有大环与小环,命名时以大环作母体,小环作取代基;对于比较复杂的化合物,或环上带的支链不易命名时,则将环作为取代基来命名。

第五部分脂环烃

第五部分脂环烃
2024/1/12
环己烷衍生物优势构象的判定
1. 环己烷一取代物以取代基处于e-键上的 最稳定
2. 含相同取代基的环己烷多元取代物最稳 定的构象是e-取代基最多的构象- Hassel规则
3. 环上又不同取代基时,大的取代基在e键上的最稳定-Baton规则
2024/1/12
tert-Butylcyclohexane (equatorial)
2024/1/12
Cyclohexane
直 (axial bonds)
立 键 『
H 0.252nm
H
H
凡与通过 分子中心 的假象垂

直轴平行 的C—H键

H
H
H
a
2024/1/12
凡与垂
Cyclohexane
直轴成 109。28’ 的C-H

(equatorial bonds)
H
H H
H H
H
2024/1/12
O
H
+O
HO
O
OO
内型(endo)
室温 +
H2, Ni
>100 C
2024/1/12
三、卡宾合成法(以后学到)
四、芳烃还原
H2 catalyst
H2 catalyst
2024/1/12
五、脂环烃之间的转化
催化重整
CH3
9
665
6
10
664
5
12
660
1
14
659
0
2024/1/12
环己烷(六元环)最稳定,其 次是环戊烷(五元环);大环 都是稳定的;小环中的环丙烷 最不稳定,其次是环丁烷。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

按环的连接方式
2. Nomenclature of Cycloalkanes
H C H C H H H H C C H H C C H H H C H H CH2 H CH2 CH2 Cyclopropane H C H H C H C H H C C HH H H CH2 CH2 CH2
CH2 CH2 Cyclopentane
蝴 蝶 式
Cyclopentane
信 封 式
CnH2n
O2
CO2 + H2O + HEAT
Heat per CH2
KCal/mole
Cyclopropane Cyclobutane Cyclopentane Cyclohexane Cycloheptane
166.6
162.7
157.3
156.1
H
trans-1,2-dimethylc-1,2-dimethylcyclopropane
Stereoisomers : Such compounds, which have their atoms connected in the same way but differ in three-dimensional orientation, are called stereoisomers.
环丙烷
CH2 CH2 CH2 CH2 Cyclobutane H H H
环戊烷
H C C C C H H H H C C H H CH2 H H CH2 CH2 Cyclohexane CH2 CH2 CH2
环丁烷
环己烷
More examples
CH2 CH2 CH CH3 CH3
CH2 CH2 Methylcyclopentane CH2 CH2 CH2 CH Br 3-Bromocyclohexene Br CH CH
+ Br2 Br Br
(3) Oxidation of cycloalkenes
O3 Zn/H2O
CH3COCH2CH2CH(CH3)CHO
2. Special reactions of small cycloalkanes
(1)Addition of hydrogen to open rings
cis-1,4 trans-1,4
1248.3 1246.8 1245.7 1247.4 1247.4 1245.8
TRANS CIS
TRANS
Which has lower energy?
H
H
CH3 CH3 H
H CH3
CH3
Trans
Which has lower energy?
H H CH3 CH3
角张力(Angle Strain)
Extra potential energy that a cyclic molecule may possess because bond angles are distorted in order to form a ring.
Cyclobutane (puckered form)
小环(C3、C4) 按环大小 普通环(C5-C7) 中环(C8-C12) 大环(>C12) 单环: 如 按环数
CH2 CH2
环数:使环状化合物 变成开链化合物所需 打破的碳碳键的数目。
(环己烷)
CH2 (环丙烷)、
二环:如
(十氢萘)又叫二环[4.4.0]癸烷 多环:二环以上。 如 金刚烷 螺环:共有1个碳 如 稠环:共有2个碳 如十氢萘 桥环:共有2个以上碳原子 如
H2,Ni CH CH CH 3 2 3 80 C H2,Ni CH CH CH CH 3 2 2 3 120 C H2,Ni CH3CH2CH2CH2CH3 300 C
(2) Addition of X2 and HX to open rings
+ Br2 + HBr
BrCH2CH2CH2Br CH3CH2CH2Br
Cyclohexane
No angle or torsional strain
Cyclohexane
staggered
Cyclohexane
Cyclohexane
no contact
Chair Conformation
Chair conformation
push up here
Boat conformation
区别:环丙烷对氧化剂(如高锰酸钾)稳定,而 烯烃易被氧化(Difference:cyclopropane is stable to oxidants(KMnO4), while alkene is easy
to be oxidized)
2.2.4 Conformation of Cyclohexane
CH3 CH3
1,1-Dimethylcyclohexane
CH3 CH3 CH3 CH2
4-Ethyl-1,1-dimethylcyclohexane
CH3 CH3
CH CH3
1-Isopropyl-2-methylcyclohexane
CH3 CH2 C CH3
CH2 CH3
3-Cyclobutyl-3-methylpentane
Cycloalkyl Groups
Cyclopropyl
Cyclobutyl
Cyclopentyl
Cyclohexyl
Nomenclature of Monocycloalkenes
1. Number from the carbon of double bond
2. Indicate substituents using the lowest possible numbers
Cis or Trans?
H CH3 H CH3
Trans
Cis or Trans?
CH3 CH3 H H
Cis
Cis or Trans?
CH3 H H CH3
Cis
Cis or Trans?
CH3 H H CH3
Trans
Isomeric Dimethylcyclohexanes
cis-1,2
Cyclopropane
H C H
105.5
H C H
0.1524nm
C H H
114
环丙烷为张力环,采取重叠式构象,所以容易破环。 此外,环丙烷C-C键为弯曲键,有点类似于烯烃的 键,可以发生类似于烯烃的加成反应。(cyclopropane has ring stain, eclipsed conformation, orbital overlap is less effective, contains more p orbital character)
Nomenclature of the Substituted Monocycloalkanes
If there is only one substituent, do not use the “1”. If there is more than one substituent, you must use all numbers, including “1”! Number around the ring in a direction to get from the first substituent to the second substituent by the shorter path. For equivalent degrees of substitution, number in a direction that follows the alphabetical sequence. A carbon with greater substitution has precedence in numbering.
CH3 CH3 CH3 CH3 C H H
Equatorial methyl
Anti or Gauche?
Anti
Cis or Trans?
H CH3 H CH3
Trans
Axial or equatorial methyl group?
Axial
Cis or trans methyl groups?
Cyclobutane has no such reaction at room temperature!!!
Addition of cyclopropane deritatives with HX should obey Markovnikov Rule.
CH3 + HBr
CH3CHBrCH2CH3
Cis
Predominant conformation of cyclohexane derivatives (环己烷衍生物优势构象的判定)
1.
2.
3.
环己烷一取代物以取代基处于e-键上的最稳 定(One substituent should be in the equatorial) 含相同取代基的环己烷多元取代物最稳定的 构象是e-取代基最多的构象(For identical substituents, more substituents in the equatorial are more stable) 环上有不同取代基时,大的取代基在e-键上 的最稳定(different substituents,large substituents should in the equatorial)
157.0
Estimate of Angle Strain
Number of Carbons Hcomb/CH2 (Hcomb/CH2) - 659 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 697 686 664 659 662 664 665 664 660 659 38 27 5 0 3 5 6 5 1 0
相关文档
最新文档