取代环己烷的构象
环己烷及取代环己烷构象的教学探讨
● ——＋
Ｆ ｇ １ 环 己烷 的 两 种 椅式 构 象 ｉ．
在一 个完整 的环 己烷的椅 式 中， 我们 可以注 意到 ， 一共 有三种 角度 的线 型组成 ， 三对互 相 平行 的线 组 有
成 ． 如 在 Ｆｇ １中共 有 ａ ｂ ｃ三 种 线 型 ， 且 Ｃ 一 Ｃ 键 与 Ｃ 一 Ｃ 例 ｉ． 、、 并 １ ２ ４ ５键 、 ２ Ｃ Ｃ 一 ３键 与 Ｃ 一 Ｃ ５ ６键 、 ３ Ｃ Ｃ 一 ４ 键 与 Ｃ 一Ｃ １ ６键 分 别 平 行 ．
结 了 一 些 技 巧 Ｄ ］ 大 多 是 通 过 对 称 轴 而展 开 的 ， 我 们 在 教 学 过 程 中 ， 结 出 了 一 些 ห้องสมุดไป่ตู้己 的 教 学 技 巧 ． 此 ， 而 总 在 提 出探讨 ．
１ 环 己烷 椅 式 构象 的书 写
画碳 一碳 键 的框架 时 ， 首先 画两条 平行 线 ， 稍微 倾斜 ， 置 也略微偏 移． 些键 两端 的原子位 于同一 平面 位 这 上 （ 图 中的 １ ２ ４ ５号碳 原子 ） 可 以把 它 们看 作 是 椅子 的“ 面 ” 然后 然 后 再 画 出“ 如 ，， ， ， 座 ． 椅背 ” ３号 碳 ） “ （ ， 椅 脚” ６ 碳） 并 画直线 把它们 与“ 面” （号 ， 座 碳相 连 ， 且保持 连接“ 背 ” 的键 与连 接 “ 脚” 的 键相互 平 行． 并 椅 碳 椅 碳 这样 就完成 了一个 完整 的环 己烷 的椅式 构象 ． 我们将 此构象 沿水平 翻转 １ ０ ， ８ 。即得 到翻转 的构象．
环己烷的构象
一、 环丙烷的结构与张力学说
1．环丙烷的结构 理论上： 1° 饱和烃，C为sp3杂化,键角为109.5° 2° 三碳环，成环碳原子应共平面，内角为60° （两者自相矛盾 ）
二、环丁烷和环戊烷的构象
1．环丁烷的构象
与环丙烷相似，环丁烷分子中存在着张力，但比环丙烷的 小，因在环丁烷分子中四个碳原子不在同一平面上，见右图： 根据结晶学和光谱学的证明， 环丁烷是以折叠壮构象存在的， 这种非平面型结构可以减少C-H 的重叠，使扭转张力减小。环丁 烷分子中 C-C-C键角为 111.5°， 角张力也比环丙烷的小，所以环 丁烷比环丙烷要稳定些，总张力 能为108KJ/mol。
2．氧化反应
环丙烷对氧化剂稳定，不被高锰酸钾、臭氧等氧化剂氧化。 例如：
故可用高锰酸钾溶液来区别烯烃与环丙烷衍生物。 环烃性质小结： (1)小环烷烃（3，4元环）易加成，难氧化，似烷似烯。 普通环以上难加成，难氧化，似烷。 (2)环烯烃、共轭二烯烃，各自具有其相应烯烃的通性。
第三节 脂环烃的结构
第五章 脂 环 烃
第一节 脂环烃的分类命名和异构现象
一、分类 1.饱和脂环烃 环烷烃 不饱和脂环烃 环烯烃 环炔烃 如：（ 如：（ ） ）
2CH4环烃
五、环己烷及取代环己烷的构象
原因：1、3、5或2、4、6碳上的三个a键所连H原子的距离与两个H的范德 华半径基本相同，所以它们之间没有相互排斥作用，但当C1 a键上的H被其 它体积较大的基团或原子取代后，该基团或原子便会与其它两个C上的a键 上的H发生拥挤而产生相互斥力；但当体积较大的基团连在e键上，由于e键 都是伸向环外的，故拥挤情况便相对降低，所以取代基在e键的构象是较稳 定的构象。
观察者
船式 在船式构象中，C2-C3及C5-C6上连接的基团为重叠式；碳原子1和4 上相对的两个氢原子距离只有0.183nm，小于两个氢原子的范德华半径 之和0.248nm，相互斥力较大。 船式构象存在扭转张力和范德华张力，张力的存在，使船式构象 比椅式构象能量高，能量的差值为29.7kJ· -1。 mol
e，它不是固定的。
一个椅式构象可以通过转环作用变为另一个椅式构象：
五、环己烷及取代环己烷的构象 当环己烷由一种椅式构象翻转为另一种椅式构象时，原来的a键 变成e键，原来的e键变成a键。
O O O O 4 O O O O O O 1 O O O O O O O 1 O O 4 O O O O O
由于六个碳上连接的都是氢原子，所以环己烷两种椅式构象完全等同。
CH3 (C H 3 )3C H H
较稳定
C (C H 3)3 H CH3 H
二取代环己烷和稠环烃的构象
二个碳环共有二个碳原子的称为稠 环烃。命名可按相应芳烃的氢化物或桥 环烃的方法命名：
10
2
9
1
3
十氢萘
8
4 二环[4.4.0]癸烷
6
7
5
问题：用系统命名法命名下列化合物：
6-甲基螺[3.4]辛烷
二环[2.2.0]己烷
2，7，7-三甲基二环[2.2.1]庚烷
第二节 脂环烃的性质 脂环烃能进行与开链烃一样的化学反应
H2 催化剂
2. 分子内偶联
3,4元环:
CH2Br
Na(Zn)
H2C CH2Br
4--7元环:
Cl
Cl
Mg
T HF
MgCl
CF3SO3Ag
MgCl
3. Diels-Alder反应:
O
+
O
O
HO
H
+
O
O
O
H
O H
O
内型 (主) 外型 (次)
4. 卡宾合成法：
H2CN2
重氮甲烷
加热或光照
CH2 + N2
+ CH2N2 加热或光照
+ N2
5. 脂环烃之间转化 脂环烃在催化剂作用下发生环的缩 小或扩大反应：
CH3 AlCl3
25℃
Br
Cl
烷烃的构象
环 丁 烷 的 构 象
（3）.环戊烷的构象 • C-C-C键接近109.5°, 键接近109.5 109.5° 无角张力,5 ,5个碳不共 无角张力,5个碳不共 平面扭转张力小。 平面扭转张力小。
环 戊 烷 的 构 象
3.环己烷的构象 3.环己烷的构象
• C-C单键在一定范围旋转，可以有多种构 单键在一定范围旋转， 单键在一定范围旋转 极端构象两种，称为船式和椅式构象。 象。极端构象两种，称为船式和椅式构象。
正 丁 量 曲 线 同 图 象 构 不 烷
HH CH3H
14.6
CH3 H H CH3 H H CH3 H CH3 H H H
12.4-25.5
14.6
(Kj/mol)
三、环烷烃的结构 1.环烷烃的结构 1.环烷烃的结构
张力学说: 1885年 张力学说: 1885年A.von Baeyer 公认合理部分:当碳与其它四个原子相连时， 公认合理部分:当碳与其它四个原子相连时， 任何两个键的夹角都力图保持键角与成键轨 道的角相一致，都应为四面体角109.5 109.5° 道的角相一致，都应为四面体角109.5° 几何角 60° 60° 为了满足几何构型正常的 109.5°夹角被压缩 109.5°
C
C H
H
2. 环烷烃的构象
（1）.环丙烷的构象 • 三个碳共平面，各碳 三个碳共平面， 键分别垂直C 的C-H键分别垂直C-C 键所在平面， 键所在平面，相邻碳上 构象为重叠式。 构象为重叠式。 扭转张力：力图恢复交叉式构象的张力。 扭转张力：力图恢复交叉式构象的张力。 （2）.环丁烷的构象 • C-C-C弯键，约 弯键， 111.5° 111.5°。存在角 张力和扭转张力。 张力和扭转张力。
取代环己烷的构象
取代基的电子效应
总结词
详细描述
给电子取代基可以降低环己烷的能垒，使 其更稳定。
给电子取代基如羟基、氨基等具有较高的 电负性，能够诱导环己烷环产生极化，降 低其能垒，使其构象更稳定。
总结词
详细描述
吸电子取代基则会增加环己烷的能垒，使 其不稳定。
吸电子取代基如卤素、硝基等具有较低的 电负性，能够使环己烷环产生去极化，增 加其能垒，使其构象不稳定。
百度文库
船型构象
总结词
船型构象是一种较为稳定的构象，其中取代基可以稳定地占据船底部的位置，形成较为稳定的分子结 构。
详细描述
在船型构象中，环己烷的六个碳原子大致呈船的形状排列，其中两个碳原子位于船的底部，形成船底 位置。由于这种构象中取代基可以稳定地占据船底部位置，因此船型构象是一种较为稳定的构象。
扭船型构象
取代环己烷的构象
目录
• 环己烷的构象 • 取代基对构象的影响 • 取代基的构象稳定性 • 取代环己烷的构象变化 • 取代环己烷的构象与反应活性关系
01
环己烷的构象
椅型构象
总结词
椅型构象是环己烷中最稳定的构象，因为取代基可以稳定地占据两个半椅型位 置，形成较为稳定的分子结构。
详细描述
在椅型构象中，环己烷的六个碳原子大致呈椅子的形状排列，其中两个碳原子 位于椅子的底部，形成两个半椅型位置。由于这种构象中取代基可以稳定地占 据这两个位置，因此椅型构象是环己烷中最稳定的构象。
环烷烃(环丙烷环丁烷环戊烷环己烷)的构象
环烷烃的构象
链状化合物的构象是由基团绕C—Cσ键旋转产生的；而环状化合物的构象至少涉及到两个C—Cσ键和其键角的转动和变化，有时还涉及到键长和键角的变化，比较复杂，常称环的翻转。
一、环丙烷的构象
环丙烷是三个碳的环，只能是平面构象，即它的构型。
尽管只有一种构象，但这个环极不稳定，主要因为：
１、所有C-H键都是重叠构象，扭转张力大。
２、C原子是不等性杂化或弯曲键，有“角张力”存在。
二、环丁烷的构象
环丁烷有两种极限构象：动画演示：
平面式构象：象环丙烷一样，不稳定，存在扭转张力和“角张力”。
蝶式构象：能缓解扭转张力和角张力，呈蝶式构象。
通过平面式构象，由一种蝶式翻转成为另一种蝶式构象，处于动态平衡。蝶式是优势构象。也有扭转能力和角张力存在。
三、环戊烷的构象
环戊烷的构象主要是信封式和半椅式构象。两者处于平衡。因为平面构象能量较大，一般认为环戊烷采取这种构象可能性很少。
E相对=19kJ/mol 信封式
半椅式
四、环己烷的构象
环己烷的构象经过近百年的努力才建立起来。
Baeyer 1885年提出张力学说，认为环状化合物是平面构型
Sachse 1889年质疑张力学说只适合小环，提出环已烷有船式、椅式两种构象。
Hassel 1930年利用偶极矩测定法和电子衍射法研究环已烷构象，∠CCC=109.5°，气相、液相中环已烷几乎全是椅式构象。
Barton 1950年发展了构象理论，以甾族化合物为对象提出构象分析，把构象分析明确地引入有机化学中。
Hassel 和Barton获1969年Nobel化学奖
１、椅式和船式构象
环烷烃命名规则及例题
环烷烃命名规则及例题
一、单环烷命名
1•基本与烷同，加前缀环”称为环某烷
2•环上只有一个取代基时，不必编号
3•多个取代基时，最小取代基所连的C编为1 （优先顺序规则），其它取代基位置编号尽可能小（最低系列原则）；位号取向需要符合两大规则的要求
4•简单环上连有较复杂C链，或同一C链上连接有几个脂环烃时，可将环当作取代基
二、螺环烷命名
1. 根据环上总碳数称为一螺［］某烷
2. 从小环中与螺原子相连的C开始编号，绕经螺原子，再由较大环回到螺原子
3. 尽可能使取代基处在最小位次
4. ［］内注明各环中除螺原子外的碳原子数，由小到大排列，用圆点隔开
5. 取代基写于前
三、桥环烷命名
1. 根据环上总碳数称为——二环［］某烷
2. 从桥头碳起编，沿最长桥到达另一桥头，经次长桥回到第一桥头，最短桥最后编号
3. 尽可能使取代基处在最小的位次
4. ［］中注明各桥中除桥头碳外的碳原子数，从大到小排列，用圆点分开
5. 取代基写于前
四、环己烷及取代环己烷优势构象的书写规则
1、环己烷优势构象的书写（透视式）
（1）对位的C-C键相互平行（画Z字形）
（2）每碳各有一个C-H在垂直方向，峰上谷下
（3 ）每碳各另有一个C-H分别三左三右（左左右右），且上下交替
2、单取代环己烷优势构象
总是取代在e键上。例如：甲基环己烷优势构象:
3、多取代环己烷优势构象 (1)取代基尽量在 e 键上 (2 )体积大的取代基尽量在
e 键上
(3) 同时要满足顺反异构和位置要求
例如：反-1-甲基-3-叔丁基环己烷优势构象:
1，5-二甲基-2-叔丁基环己烷
环烷烃(环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷)的构象
环烷烃的构象
链状化合物的构象是由基团绕C—Cσ键旋转产生的；而环状化合物的构象至少涉及到两个C—Cσ键和其键角的转动和变化，有时还涉及到键长和键角的变化，比较复杂，常称环的翻转。
一、环丙烷的构象
环丙烷是三个碳的环，只能是平面构象，即它的构型。
尽管只有一种构象，但这个环极不稳定，主要因为：
１、所有C-H键都是重叠构象，扭转张力大。
２、C原子是不等性杂化或弯曲键，有“角张力”存在。
二、环丁烷的构象
环丁烷有两种极限构象：动画演示：
平面式构象：象环丙烷一样，不稳定，存在扭转张力和“角张力”。
蝶式构象：能缓解扭转张力和角张力，呈蝶式构象。
通过平面式构象，由一种蝶式翻转成为另一种蝶式构象，处于动态平衡。蝶式是优势构象。也有扭转能力和角张力存在。
三、环戊烷的构象
环戊烷的构象主要是信封式和半椅式构象。两者处于平衡。因为平面构象能量较大，一般认为环戊烷采取这种构象可能性很少。
E相对=19kJ/mol 信封式
半椅式
四、环己烷的构象
环己烷的构象经过近百年的努力才建立起来。
Baeyer 1885年提出张力学说，认为环状化合物是平面构型
Sachse 1889年质疑张力学说只适合小环，提出环已烷有船式、椅式两种构象。
Hassel 1930年利用偶极矩测定法和电子衍射法研究环已烷构象，∠CCC=109.5°，气相、液相中环已烷几乎全是椅式构象。
Barton 1950年发展了构象理论，以甾族化合物为对象提出构象分析，把构象分析明确地引入有机化学中。
Hassel 和Barton获1969年Nobel化学奖
１、椅式和船式构象
环己烷的构象异构优势构象船式构象
CH3
H
C(CH3)3
H
H
C(CH3)3
CH3
CH3
H
大的取代基在e键上构象最稳定。
小结：
1. 环己烷有两种极限构象（椅式和船式）， 椅式为优势构象。
2. 一元取代基主要以e键和环相连。 3. 多元取代环己烷最稳定的构象是e键上取代基
最多的构象(注意取代基在环上的相对位置）。 4. 环上有不同取代基时，大的取代基在e键上
全部交叉
54
3
1
6
2
全部重叠
6 12
54 3
竖键与横键
a(axial) : 竖键（直立键）6个 e(equatorial): 横键（平伏键) 6个
a 6
a5
1
2
a a
a 4
3
a
e
6
e 5
4
e
e1 2
e 3
e
1，3，5位的3个a键朝下， 2，4，6位的 3个a键朝上
1，3，5位的3个e键朝上， 2，4，6位的 3个e键朝下
2、桥环烃
具有两个或两个以上的碳环，碳环间共用两个
或两个以上碳原子的环烃称为桥环烃。
命名时编号顺序：
1个桥头碳原子——较长的桥路——另1个桥头 碳原子——较短的桥路。
7 12 8
二环[3.2.0]庚烷
第四章 环 烃
3、环己烷的构象
在环己烷分子中，六个碳原子不在同一平面内，碳碳键
之间的夹角可以保持109.5°因此环很稳定。
1.两种极限构象——椅式和船式
椅式构象稳定的原因：
椅式
船式构象不稳定的原因：
单环芳烃的异构和命名
一、异构现象 1．烃基苯有烃基的异构 例如：
CH 2CH 2CH 3
CH 3 CH CH 3
2．二烃基苯有三种位置异构 例如： R
R' R'
R R'
R
3.三取代苯有三中位置异构 例如：
R R' R'' R' R'' R R'' R'
R
二、命名
1．基的概念 芳烃分子去掉一个氢原子所剩下的基团称为芳基（Aryl） 用Ar表示。重要的芳基有：
H
H
CH3
H CH3
CH3 H
H3 C
H3 C
2.环烷烃的命名：
（1）单环烷烃： a.根据环中碳原子的数目叫“环某烷”； b.环上取代基的位次和编号写在母体环烃名 字前面，“编号”原则与烷烃相同； c.若有两个取代基，则在最前面标明“顺、 反”； d.若取代基碳链较长，则环作为取代基。
环己烷及其衍生物的构象五
转变成开链化合物时需断开的C-C键数来确定。
Ｂ、共有的碳原子称为桥头，方括号中写上各桥头碳之间（不 包括桥头碳）碳的个数，由大到小排列。 Ｃ、母体中碳的总数称某烷（烯、炔）。 Ｄ、编号从一个桥头开始，沿最长的桥到另一个桥头，再沿 次长的桥编，最后编最短的桥，在此编号的原则下使官能团 或取代基编号最小；
hv
+ Cl2
Cl + HCl
+ Br2
hv
Br + HBr
分子中只有一种氢被取代，产物单一，可用于合成。
中等和大环的烯能发生与开链烯烃类似的加成以及自由基取 代反应。
Br Br2 Br Br NBS
环状的共轭双烯也可以进行D-A反应，生成环状化合物
CHO CHO 双环[2, 2, 1]5-庚烯-2-甲醛
1）单环烃
分子的碳骨架中含有一个碳环的烃
小环（3,4)、普通环（5,6) 、中环（7-11) 、大环（>11)
①按成环碳原子数目称为环某烷。环烷烃编号时，要使取代 基的位次最小； 环烯烃和环炔烃要从不饱和键开始编号，在此基础上使取代 基位次较小。
环丙烷
环丁烷
环戊烷
环己烷
CH3
6
5
1 4
2 3
6 5
三环[2, 2, 1, 02, 6]庚烷
烷烃环烷烃性质
二、化学性质
1.环烷烃具有和开链烷烃相似的性质。 （1）取代反应：在光照或加热条件下，与卤素反应
光 Cl 300℃ Br
+ Cl2
＋ Br2
（2）氧化反应 ①常温下，环烷烃很稳定，一般不与氧化剂，空气中的氧反应， 即使性质最活泼的环丙烷，也不与KMnO4 反应。因此，可以利 用KMnO4 区别环烷烃和不饱和烃（与烷烃相似）。例如：
这是汽油、柴油等作为动力燃料的依据。当燃烧不完全时，则有
游离碳生成，在动力车尾气中有黑烟冒出。
⑵烷烃的部分氧化 高级烷烃，如石蜡烃在KMnO4 、MnO2或 Mn(Ac)2催化下，用空气或O2氧化，可得到的C12－ C18的脂肪酸。
RCH2CH2R' + O2 锰盐 RCOOH + R'COOH
其中C12－C18的脂肪酸可直接与NaOH反应，制成高级
1.氯代 （1）甲烷的氯代反应：
CH4 + 2Cl2 强日光 C + 4HCl
此反应剧烈，甚至爆炸。实际意义不大。 但在漫射光作用下，可以发生较为缓和的反应，例：
CH4 + Cl2 350－400℃ CH3Cl + HCl 或漫射光 一氯甲烷
甲烷的氯代反应较难停留在一氯甲烷阶段，产物为四种氯化物的 混合物。
CH3Cl + Cl2 350－400℃ 或漫射光 350－400℃ 或漫射光 CH2Cl2 + HCl 二氯甲烷 CHCl3 + HCl 三氯甲烷
环己烷构象
环己烷构象
本文由南通润丰石油化工整理
椅型环己烷分子。红色为直键氢原子，蓝色为平键氢原子。
历史背景
很早就有人提出环己烷可能不是平面型结构。1890年，德国人赫尔曼·萨克森（Hermann Sachse）提出通过折纸来构建环己烷“对称”和“非对称”结构（即现椅型和船型结构）的方法，从他的文章可以感受出，他已经知晓这些构象有两种不同的氢原子（即现直键氢和平键氢）以及两种椅型结构可能会相互转化，甚至还意识到两种椅型结构的分布可能受环上某些取代基的影响。不过他的文章没有获得化学家的足够重视，一方面是文章的数学成分太多，难以理解，另一方面则是他的文章没有发表到主要的期刊上。1893年仅31岁的萨克森去世，他的研究也就此结束。直到1918年恩斯特·摩尔（Ernst Mohr）用新问世的X射线晶体学技术测定金刚石结构时，才发现所得结构中的基础结构单元正是萨克森预测过的椅型结构，才使环己烷构象研究重新进入焦点之中。
椅型构象
sp3杂化的碳原子是四价的，键间角度为109.5°，所以环己烷不是平面的键角120°的正六边形结构，而是采取多种三维的构象。椅型构象描述的是普通状态环己烷最稳定的构象，25度时99.99%的环己烷分子都是这种构象。德里克·巴顿和奥德·哈塞尔因对环己烷和其他分子构象的研究而获得诺贝尔化学奖。
能量最低的椅型构象中，12个氢原子中有6个处于竖直方向（红色）——这些碳-氢键互相平行，呈轴向排列，分列环上下，称为直键。另6个氢处于近似水平方向（蓝色）——这些碳-氢键大致平伏，分别稍向下和向上翘起，称为平键。对于同一碳原子来说，若与它相连的直键氢是向上的，则平键氢稍向下，反之亦然。
环己烷的构象
环己烷的构象
环己烷是一种六元环有机化合物，化学式为C6H12，它由六个碳原子和十二个氢原子构成，其中每个碳原子都与两个相邻的碳原子和两
个氢原子共形成四个共价键。
环己烷的最稳定的构象为椅形结构，在该结构中，六个碳原子组
成一个六角形，并且在这个六角形的上方和下方各有三个碳原子，这
些碳原子呈现出交错排列的形式。椅形结构的环己烷分子如同一个椅子，因此称之为“椅状构象”，这种构象下的环己烷稳定性最高，且
相对地容易被取代反应，因此被广泛应用于有机合成中。
另一种环己烷构象是船形结构，其中碳原子按照类似船底的形状
排列。这种构象相对于椅形结构来说不太稳定，因为其中两个碳原子
太近，容易引起反式构型相互作用的影响。此外，环己烷还可能形成
扭曲构象，在这种构象下，环己烷分子呈现出扭曲的形状。
环己烷的构象对于它的性质和应用具有重要影响。例如，在某些
有机化学反应中，需要采用椅形构象才能有效进行反应。此外，环己
烷还可以作为溶剂、润滑剂、燃料等应用于许多领域。
总之，环己烷所具有的不同构象对它的性质和应用有着重要影响，了解环己烷的构象，有助于研究其在有机合成和其他领域中的应用。
第三章 环烃(脂环烃)
一、脂环烃的分类和命名： 脂环烃的分类和命名：
分子中含有碳环，性质与开链脂肪烃相似的碳氢化合物， 分子中含有碳环，性质与开链脂肪烃相似的碳氢化合物， 是脂环烃。 是脂环烃。 自然界中的脂环烃较少，但其衍生物则广泛存在，而且 自然界中的脂环烃较少，但其衍生物则广泛存在， 与生命有极密切的关系。 与生命有极密切的关系。 如： 樟脑
四个碳原子的环烷烃有二个构造异构体： 四个碳原子的环烷烃有二个构造异构体：
CH3
五个碳原子的环烷烃有五个构造异构体：
CH2CH3 CH3 CH3 H3C CH3
CH3
顺反异构体： 顺反异构体：
由于碳原子连接成环，环上 由于碳原子连接成环，环上C-C单键不能自 单键不能自 由旋转。 由旋转。只要环上有两个碳原子各连有不同的原 顺反异构体。 子或基团，就有构型不同的顺反异构体 子或基团，就有构型不同的顺反异构体。
1、卤代反应 、
在光或热的引发下发生卤代反应
Cl + Cl2
光
+
Cl
HCl
+ Cl2
光
+
Br
HCl
+ Br2
热
+
HBr
2、加成反应： 、加成反应：
（1）催化加氢 ）
Ni 80℃ ℃ Ni 200℃ ℃ Pt
+ H2
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烷烃和环烷烃（ 烷烃和环烷烃（4）
主要内容 一取代环己烷的构象 二取代环己烷的构象（ 二取代环己烷的构象（1, 2-；1, 3-; 1, 4-; cis, trans） ； ） cis和trans十氢萘的优势构象 cis和trans十氢萘的优势构象 多环化合物的优势构象
一．取代环己烷的构象分析
(H3C)3C
H
H C(CH3)3
扭船型构象 有较大的1, 竖键作用 有较大的 3-竖键作用
3. 顺或反十氢萘的构象
5 6 7 8 10 4 3 2 1 6 7 8 5 10 4 3 2 1 8 9 10 7 6 5 4 3 2
9
9
1
萘环命名体系
H
桥环系统命名体系
H
H
trans 较稳定
H
cis
H
CH3
H
H
1
CH3
3
H3C
1 3
CH3
CH3 H
a, aa-
e, ee优势构象
1, 3-cis 3-
trans-1, 3-二甲基环己烷 H CH3
3 1
CH3
3
CH3 CH3 H
1
H3C
1
3
a, ee-
能量相等
e, aa-
CH3
1, 3-trans 3-
cis-1, 4-二甲基环己烷 CH3 H3C H3C H
H
4 H 5 3
H H
2
CH3
3 1 6
H
5
4
H H
H
H
H
H
H
CH3与C3为对位交叉 CH3与C3为对位交叉 优势构象，室温时占95% 优势构象，室温时占95%
CH3与C3为邻位交叉 CH3与C3为邻位交叉
叔丁基环己烷的构象
H HH H H3C H3C H3C C
1 2
C C
1
H H C
2
H
6
H
3
反式十氢萘的构象来自百度文库
H
H
6 5 8 9 1 2 10 4 3
H H H H
C2-C3
H
8 10 1 9 5 4
H
2
6 7
H
3
7
H H
H
C7-C6 C9-C10
H
全为交叉式构象
H
顺式十氢萘的构象
H
6 7
5 9
10 1
4 2
3
4
H
9
3
2
H
10 1 5 8 7
H
8
H
1. 3-竖键作用 36
H
C7-C6 C9-C10
能量相等
a, ee-
trans-1, 2-二甲基环己烷 2 CH3 1
H H H
CH3
2 2 CH3 1 1
H H CH3 H
CH3
CH3
1, 2-trans 2-
a, aa有1. 3-竖键作用 3-
e, ee优势构象
cis-1, 3-二甲基环己烷 CH3
3 1
有较大的1. 3有较大的1. 3-竖键作用
复习：环己烷的构象 复习：
H H H H H H H H H H H HH H H H H H H H H H H
H
椅式
H H H H H H H H H H H H H H
船式
H H H 扭船式
H H H
半椅式
H H H H H H H
H
H H H
H H H H
H H H H
H
椅式
a键和e键
H H H H H H H H H H H
H
4
H H H H
C H
H H
3
H HH
5
H H
4
H H H H
5
H
6
H
H
H
H
优势构象 室温：100％ 室温：100％
1. 3-竖键作用非常大 3-
2. 二取代环己烷的构象分析
cis-1, 2-二甲基环己烷 CH3
2 1
CH3
2
H CH3 H
1
CH3 CH3
1
2
CH3
1, 2-cis 2-
e, aa-
C1-C2
H H 4
5
H
H2 2 H 4 C 3 H2 C 1 H 5C H2
H H
C4-C5 为全 重叠式构象
H
C1-C2, C2-C3 为交叉式
4 1
CH3 H H3C
4
1
4
CH3
1
1, 4-cis 4-
a, ee能量相等
e, aa-
trans-1, 4-二甲基环己烷 H H H3C
4 1
CH3 H
1 4
CH3 H
4
H3C H H
1
CH3
CH3
1, 4-trans 4-
a, aa有1. 3-竖键作用 3-
e, ee优势构象
不同基团二取代环己烷
C2-C3
H
H
5
H
10 9 4 1
H
2
H
3
H H
H
H H
6 7
8
H
H
4. 天然产物甾体骨架
R' C R H A H B H H
R" R' R D C A H B H H D R" H
天然甾体化合物骨架
全反式连接
5. 环戊烷的构象
H 4 HH H
C4-C5
H
3 5 H 1
H
2
H H H
“信封”状分 信封” 子
Newman投影式 投影式
H
H H
HH
船式
H H
H H
1. 单取代环己烷的构象分析 甲基环己烷的构象
H
2
1，3-竖键作用 ， 竖键作用
H H C H H
2 6
H
6
H
3
H
4
H H
5
C5-C4
H H
C1-C2
H3C
1
1
3
H H H
C1-C2
5
H
H H
4
H H H
H
C5-C4
H H
H H3 C H
2 1 6
C(CH3)3 2 1 H H CH3
大基团总是 占据 e键
1, 2-cis 2-
1, 3-竖键作用较大 竖键作用较大
C CH3 CH3
H3C H H
H H3C 1
H C(CH3)3 2
2 CH3 1
优势构象
cis-1, 4-二叔丁基环己烷的构象 cis- 4H (H3C)3C
H C(CH3)3
(H3C)3C H H C(CH3)3