【精品课件】有机化学课件徐寿昌全

椅型构象中的两种 C-H 键
a键 (直立键)
•与对称轴 成 109.5°
e键 (平伏键)
在室温时，环己烷的椅式构象可通过C-C键的转动（而不经 过碳碳键的断裂），由一种椅式构象变为另一种椅式构象，在 互相转变中，原来的a键变成了e键，而原来的e键变成了a键。
当六个碳原子上连的都是氢时，两种构象是同 一构象；连有不同基团时，则构象不同。
加一“环”字. (C) 取代基较多时,命名时应把取代基的位置标出. (D) 环上碳原子编号,以取代基所在位置的号码最
小为原则.
CH3
5
1 CH3
2
4
3
1,2-二甲基环戊烷
1-甲基-3-乙基环己烷 **小取代基为1位.
1,1,4-三甲基环己烷
环烷烃的顺反异构:
由于碳原子连接成环,环上C-C单键不能自由旋转. 只要环上有两个碳原子各连有不同的原子或基团, 就有构型不同的顺反异构体.
C
丙烷 由此可见：
105.5。
C
C
环丙烷
（ 1 ） 键的重叠程度小，稳定性下降 。
（ 2 ） 电子云分布在两核连线的外侧，增加了试
剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质。
环丙烷的结构
环己烷的结构和构象
椅式
环己烷的结构和构象
船式
1. 两种极限构象——椅式和船式
椅式构象稳定的原因：
纽曼投影式
透视式
CH 3 O COOH
CH3 O
CHO
环烯烃的氧化反应 • 环烯烃的双键易被氧化剂(KMnO4,O3等)氧化而断
裂成开链的氧化产物:
K M nO4
H3 C CH CH2 CO O H CH2 CH2 CO O H
O3
Zn,H2O CH2CH2CHO
CH2CH2CHO
3. 环状二烯烃的反应
① 1,2 加成 和 1,4 加成
不褪色
Br 2 /CCl 4
褪色
褪色
KMn4O溶液 不褪色 褪色
(3) 加成反应 ① 加氢
+
H2
Ni。
80 C
CH3CH2CH3
+ H2
Ni
200 。C
CH3CH2CH2CH3
不 易
+ H2
Pt
300 。C
CH3(CH2)3CH3
开 环
② 加卤素
Br2/CCl4
CH 3 CH 3
CH 3
Br2/CCl4
Br2/CCl4
CH 2-CH 2-CH 2
Br
Br
CH 3 CH 3
CH 3 C-CH-CH 2 Br Br
`
加 成 反 应
溴 可 鉴 烷
CH 2-CH 2-CH 2-CH 2
Br
Br
Br2/CCl4
不起加成，而是取代反应
③ 加卤化氢
环
+ HBr H2O
CH3CH2CH2Br
开环
+ HBr + HBr
+ H B r
B r
+ H
B r
H
② Diels-Alder双烯合成
7
+ COOCH3
丙烯酸甲酯
双烯体 亲双烯体
54 3
6 1 2H COOCH3
双环[2,2,1]-5-庚烯-2-羧酸甲酯
5.3 环烷烃的环张力和稳定性
60。 109.5。 24。 44'
环张力学说
随着环的扩大，张力
C
C
C 109.5。
Cl
+Cl2
+H C l
300℃ Cl2
Cl HCl
CH3
光
Br2
CH3
Br
HBr
(2) 氧化反应 在常温下，环烷烃与一般氧化剂都不起反应
CH2=CH2 KMn4O
紫色退去
不退色
HN3O △
COOH COOH
思考题:如何鉴别丙烷、环丙烷、丙烯？
CH 3 CH 2 CH 3 CH 2 =CHCH 3
6 CH3
5
1
4
2
3
1,6-二甲基-1-环己烯
CH3
5
4
1
3
2
5-甲基-1,3-环戊二烯
(3) 双环化合物--分子中含有两个碳环. 双环化合物：分子中含有两个碳环的化合物。 螺环化合物：其中两个碳环共用一个碳原子。 桥环化合物：共用两个或以上碳原子.
螺原子
5.2 脂环烃的性质
1.环烷烃的反应
(1) 取代反应
带有侧链的环烯烃命名:
(A) 若只有一个不饱和碳上有侧链,该不饱和碳编号为1;
(B) 若两个不饱和碳都有侧链或都没有侧链,则碳原子编 号顺序除双键所在位置号码最小外,还要同时以侧链位 置号码满足最低系列原则.
C H3
1
6
2
5
3
4 1-甲基-1-环己烯
Fra Baidu bibliotek
2
H3C 3
1
4
6
5
3-甲基-1-环己烯
CH3
第五章 脂 环 烃
5.1 脂环烃的定义和命名
1. 脂环烃的分类
a.按碳原子饱和程度分
b.按环的多少分
单环 二环
饱和脂环烃 —— 环烷烃
环烯烃 不饱和脂环烃——
环炔烃
多环 c.单环烷烃按碳原子数分
小环 C3-C4 一般环 C5-C7 中环 C8-C12 大环 >C12
2. 命名(与烷烃相似):
(1) 环烷烃 (A) 以碳环作为母体,环上侧链作为取代基命名; (B) 环状母体的名称是在同碳直链烷烃的名称前
顺-1,4-二甲基环己烷
反-1,4-二甲基环己烷
(2) 环烯(炔)烃
--脂环烃的环上有双键(或叁键).
• 命名与开链烃相似:以不饱和碳环为母体,侧链为取代基. • 碳环上的编号顺序:应是不饱和键所在的位置号码最小. • 对于只有一个不饱和键的环烯(或炔)烃,双键或叁键位置
可不标.
环戊烯
环辛炔
1,3-环己二烯
不反应 不反应
思考题:
+ HBr
CH3
? CH3 C CH2 CH3
Br
环的破裂发生在含H最多和最少的两个碳 原子之间，且符合马氏规律.
2. 环烯烃的反应
环烯烃的性质与
CH 3
开链烯烃类似，
易加成、氧化等
H2/Ni HBr
CH 3 Br CH 3
Br 2
Br CH 3 Br
KMnO 4
1. O3 2. Zn,H
• 通过C-C键的不断扭动,一种椅型翻转为另一种椅型
为 a键
为e键
椅型构象的翻转
•两种椅型构象是等同的分子.
4. 取代环己烷的构象
1）一元取代环己烷的构象 一元取代环己烷中，取代基可占据a键， 也可占据e键，但占据e键的构象更稳定。
例如：
原因：a键取代基结构中的非键原子间斥 力比e键取代基的大（因非键原子间的距离小于 正常原子键的距离所致）。从下图中原子在空 间的距离数据可清楚看出。取代基越大e键型构 象为主的趋势越明显。
船式构象不稳定的原因：
透视式
纽曼投影式
2. 环己烷椅型构象中碳原子的空间分布
A
•A线为构象的 对称轴
3. 平伏键（e键）与直立键（a键）
在椅式构象中C-H键分为两类。第一类六个C-H 键与分子的对称轴平行，叫做直立键或a键（其中三 个向环平面上方伸展，另外三个相换环平面下方伸 展）；第二类六个C-H键与直立键形成接近109.5°的 夹角，平伏着向环外伸展，叫做平伏键或e键。 如下图：