大学有机化学之脂环烃

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脂环烃的化学性质与脂肪烃相似，可发生卤化和氧化反应等。
(1) 取代反应
。 300 C
+ Br2
紫外光
+ Cl2
Br + HBr
Cl + HCl
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(2) 氧化反应
环丙烷对氧化剂稳定，不被高猛酸钾、臭氧等氧化剂氧化。 例如：
故可用高猛酸钾溶液来区别烯烃与环丙烷衍生物。
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钴催化剂
+ O2 150~160。 C,0.8~1MPa
OH+
O
环己醇
环己酮
空气，H3BO3 150~160。 C
OH
O
+
环十二烷
环十二醇
环十二酮
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(3) 加成反应
环丙烷和环丁烷与烯烃相似，易开环进行加成。 （甲）加氢
Ni
+ H2 80。C
CH3 CH2 CH3
7 6
1
3
5 4
2
螺[2.4]庚烷
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螺[5.5]十一烷
CH3 6 543
2 7
81
5-甲基螺[3.4]辛烷
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(三) 脂环烃的性质 环烷烃的沸点、熔点和相对密度都较含同数碳原子的开链脂肪烃为高。
一些环烷烃的物理常数
名称 环丙烷 环丁烷 环戊烷 甲基环戊烷 环己烷 甲基环己烷 环庚烷 环辛烷
己二醛
CH3
CH3
过 氧 间 氯 苯 甲 酸 ， 氯 仿
回 流 ， 3h， 68% ~78%
O
CH3
CH3
（丙）α-氢的自由基卤化
H
CH2 + CH2
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O
C NBr
C
O
回流 68%~78%
Br
O
CH2 C + CH2 C
NH
O
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(四) 环烷烃的结构与稳定性
燃烧热:指1mol化合物完全燃烧生成二氧化碳和水所放出的能量，其大小反映了分子能量的高 低。
第六章 脂环烃
•(一) 脂环烃的分类 •(二) 脂环烃的命名 •(三) 脂环烃的性质 •(四) 环烷烃的结构与稳定性 •(五) 环己烷及其衍生物的构象 •(六) 脂环化合物的立体异构 •(七) 脂环烃的主要来源和制法 •(八) 环戊二烯
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脂环烃是由碳和氢两种元素组成的一类碳环化合物。
熔点/℃ -127.6
-80 -93 -142.4 6.5 -126.5 -12 11.5
沸点/℃ -32.9 12 49.3 72 80.8 100.8 118 148
相对密度(d420) 0.720(-79℃) 0.703(0℃)
0.745 0.779 0.779 0.769 0.810 0.836
CH3
甲基环戊烷
5 6 1 CH3 4 3 2 CH3
1,2-二甲基环己烷
CH3
1
6
2
5
3 CH2CH3
4
1-甲基-3-乙基环己烷
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２.环烯烃的命名
1）称为环某烯。 2）以双键的位次和取代基的位置最小为原则。
3
2
4 C2H5
CH3 3
2
4
15
1
5 CH3
6
4-乙基环戊烯
3,5-二甲基环己烯
7
6 CH3 5
4
8 1
2 3
5-甲基环辛炔
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2 二环脂环烃
指分子碳架中含有两个碳环的烃。它又分为： 联环烃 螺环烃(螺烃) 桥环烃(桥烃)
wk.baidu.com联二环己烷
(1) 桥环烷烃 •
螺[4.4]壬烷
二环[4.4.0]癸烷 (十氢化萘)
二环[2.2.1]庚烷 (降冰片烷)
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CH3
CH3
1,2-二甲基环丙烷
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• 按照分子中所含碳环的数目，可分为： 单环脂环烃
二环脂环烃 多环脂环烃
环己烷
环戊二烯
十氢化萘
降冰片烷
CH3 甲基环己烷
螺[2,4]庚烷
立方烷 2020/12/19
棱烷
篮烷
金刚烷 3
(二) 脂环烃的命名
1 单环脂环烃 (1)根据分子中成环碳原子数目，在相应烷烃名称前加“环”字，称为“环某烷”； (2) 使所有取代基编号尽可能小； (3) 基团顺序按“次序规则”小的优先列出。
+ H2 2N00i。C CH3 CH2 CH2 CH3
+ H2 3N00i。C CH 3 CH 2CH 2CH 2CH 3
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（乙）加卤素
+ Br2 CCl4
CH2 CH2 CH2
Br
Br
1,3-二溴丙烷
+ Br2 heat
CH2 CH2 CH2 CH2
Br
Br
1,4-二溴丁烷
(一) 脂环烃的分类 • 按环上碳原子的饱和程度，可分为： 环烷烃(通式CnH2n) 环烯烃(通式CnH2n-2) 环炔烃(通式CnH2n-4)
环戊烷
环己烯
环辛炔
脂环烃的构造异构现象比脂肪烃复杂，如环烷烃C5H10的构造异构体有：
CH3
C H 2C H 3
CH3 CH3
环戊烷 甲基环丁烷
乙基环丙烷
1,1-二甲基环丙烷
CH3 C CH CH2
Br
H
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4 环烯烃的化学性质 （甲）亲电加成
反式加成
+ Br2
Br H
反-1,2-二溴环己烷
H Br
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（乙）氧化反应
H O O C (C H 2)4C O O HKHM2On,OH4+
己二酸
环己烯
O3
H2O Zn
OHC(CH2)4CHO
不能用溴褪色的方法来 区别环烷烃与烯烃！
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（丙）加卤化氢
取代环丙烷加成符合Markovnikov 规则
+ HBr
CH2 CH2 CH2
H
Br
CH3 CH CH2 + HBr
CH2
CH3 CH CH2 CH3 Br H
CH3
CH CH2 CH3
CH3
+ HBr
CH2
CH3 CH3
7
1
2 CH3
8 CHCH3 3 CH2
6
5
4
2,8-二甲基-1-乙基二环[3.2.1]辛烷
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1
6
2
7
5
3
4
7,7-二甲基二环[2.2.1]庚烷
5
4
6 7 CH3
3
1
CH3 2
CH3
3,7,7-三甲基二环[4.1.0]庚烷
7
(2) 螺环烷烃
• 二环螺环烃命名时以“螺”为词头,称“螺某烷”； • 将各环除螺原子以外的碳原子数由小环到大环用数字表示，用圆点分开放在方括号中，括号放在 “螺”和“某烷”中间； • 编号从较小环与螺原子相邻的碳开始，沿小环经螺原子到较大的环； • 支链命名与桥环烷烃相同。
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1 二环桥环烷烃命名时，按成环碳原子数称为 二环“某烷”； 2 将各桥碳原子数由大到小用数字表示，用下角圆点分开放在方括号中，将括号放在“二环”和
“某烷”中间；
3 编号从一个桥头开始，沿最长桥到另一桥头，再沿次长桥回到起始碳，最后是最短桥； 4 将环上取代基位次和名称放在“二环”之前。
CH2CH3