第三章脂环烃

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1、1环烷烃的特性反应；环烷烃的特性反应；环己烷和取代环己烷的构象分析。环己烷和取代环己烷的构象分析。l脂环化合物的命名；脂环化合物的命名；l环烷烃的典型构象和稳定性的关系；环烷烃的典型构象和稳定性的关系；l环己烷的构象及其表示方法；环己烷的构象及其表示方法；l熟悉熟悉环烷烃的特性反应；环烷烃的特性反应； 脂肪族化合物是链状烃类脂肪族化合物是链状烃类(开链烃类开链烃类)及除及除芳香族化合物芳香族化合物以外以外的环状烃类及其衍生物的总称。属于脂肪族的碳环化合物又称脂的环状烃类及其衍生物的总称。属于脂肪族的碳环化合物又称脂环族化合物。环族化合物。 脂肪族化合物涵盖有机化合物的所有品种，如脂肪族化合物涵

2、盖有机化合物的所有品种，如烯烯类、类、烷烃烷烃类、类、醇醇类、类、醚醚类、类、酮酮类、类、醛醛类、类、酯酯类等。类等。 2脂环烃不饱和脂环烃环烯烃环二烯烃 环炔烃饱和脂环烃环烷烃如如如如. . . . .一、脂环烃的分类和命名一、脂环烃的分类和命名1、脂环烃的分类、脂环烃的分类根据根据分子中是否含有重键分子中是否含有重键:根据根据环的大小环的大小:小环小环34C, 普通环普通环57C, 中环中环811C, 大环大环12C。 根据根据环的环的个数个数: 单环烃单环烃、双环烃、双环烃、多环烃。多环烃。 3双环双环体系体系螺环烃螺环烃: 桥环烃桥环烃: 螺原子螺原子 桥头碳原子桥头碳原子 化合物中化

3、合物中环数目环数目是根据将环状化合物变为开链是根据将环状化合物变为开链化合物需要断开的键的数目而确定。需要断开几个化合物需要断开的键的数目而确定。需要断开几个CC键就是几环。键就是几环。 金刚烷金刚烷: 三环三环 4甲基环戊烷甲基环戊烷 1-甲基甲基-4-异丙基环己烷异丙基环己烷 CH3CH3C2H51,1,4-三甲基环己烷三甲基环己烷 1-甲基甲基-3-丙基环己烷丙基环己烷 CH3CH3反反-1,4-二甲基环己烷二甲基环己烷顺顺-1-甲基甲基-3-乙基环己烷乙基环己烷2、脂环烃的命名、脂环烃的命名1) 单环体系单环体系 成环碳原子数成环碳原子数, 环某烷。环上的支链作为取代基环某烷。环上的支

4、链作为取代基, 数个取代基要编号数个取代基要编号(取小位次取小位次)。 较优基团后置较优基团后置(较大编号较大编号), 较小基前置较小基前置(较小编号较小编号) 5 分子中有不饱和碳碳键分子中有不饱和碳碳键, 命名时应使不饱和命名时应使不饱和键上的碳编号最小。键上的碳编号最小。3-甲基环戊烯甲基环戊烯 1-甲基环戊烯甲基环戊烯 3-甲基甲基-1,4-环己二烯环己二烯 1,3-环己二烯环己二烯 12331244556CH3CH(CH3)2CH3CH2CH3 3-甲基-5-乙基环已烯1-甲基-2-异丙基环戊烷1231231234562) 双环体系双环体系 (螺环和桥环烃螺环和桥环烃) 螺环烃：螺环

5、烃：两个环共用一个碳原子两个环共用一个碳原子(螺原子螺原子)。 根据成环碳原子总数目称为根据成环碳原子总数目称为螺某烷或螺某烯螺某烷或螺某烯; 在螺字后在螺字后面的方括号内面的方括号内, 用阿拉伯数字标出两个碳环用阿拉伯数字标出两个碳环除了共有碳原子除了共有碳原子以外的碳原子数目以外的碳原子数目, 小的数在前小的数在前, 大的数在后大的数在后, 用圆点隔开用圆点隔开; 编编号号从小环到大环从小环到大环(从小环中与螺原子相邻的碳原子开始从小环中与螺原子相邻的碳原子开始) 。1 2 3 4 5 6 7 8 螺螺3.4辛烷辛烷 8 91 2 3 4 5 6 7 10螺螺4.5-6-癸烯癸烯 螺螺a.

6、b某烃某烃 (ab) 螺螺4.5-1,6-癸二烯癸二烯 1234567710-甲基螺甲基螺4.5-6-癸烯癸烯 总结总结: 小前小前, 大后大后, 从小到大。从小到大。(螺环螺环)123456781,5-二甲基螺二甲基螺3.4-6-辛烯辛烯 C H3C H376543211 , 3 - 二 甲 基 螺 3 . 5 - 5 - 壬 烯5 - 甲 基 螺 2 . 4 庚 烷7123456H3C1,3-二甲基螺二甲基螺3.5-5-壬壬烯烯8 桥环烃桥环烃: 两个碳环共用两个或两个以上碳原子。两个碳环共用两个或两个以上碳原子。 根据成环碳原子总数目称为根据成环碳原子总数目称为二环某烷二环某烷; 编号从

7、编号从大环到大环到小环小环(一个桥头碳开始沿最长的桥到另一个桥头碳原子一个桥头碳开始沿最长的桥到另一个桥头碳原子, 然后再然后再回到第一个桥头碳上回到第一个桥头碳上)。方括号内。方括号内, 大的数在前大的数在前, 小的数在小的数在后。后。双环双环a.b.c某烃某烃 (abc) 二环二环3.2.1辛烷辛烷 1 2 3 4 5 6 7 8 CH3CH3CH3CH3123456789101113123456712345678912CH3CH3CH3CH31234567891011131234567123456789122-甲基双环甲基双环4.3.0壬烷壬烷5,7,7-三甲基双环三甲基双环2.2.1-

8、2-庚烯庚烯对于相同大小的环对于相同大小的环, 以双键位置较小为宜以双键位置较小为宜 9总结总结: 大前大前, 小后小后, 从大到小。从大到小。(桥环桥环)CH2 CH CH2CH2 CH CH2CH3CCH37,7-二甲基二环二甲基二环2.2.1庚烷庚烷 CH3CH CH CH2CH2CH2 CH CH2CH25-甲基二环甲基二环2.2.2-2-辛烯辛烯 二环二环2.2.0己烷己烷 1012653481276538CH3CH347从一个桥头从一个桥头C经最大环到另一个桥头经最大环到另一个桥头C, 在以此在以此C为起点经次大的环到第一个桥头为起点经次大的环到第一个桥头C, 再以此为起点再以此为

9、起点, 经小环到另一桥头经小环到另一桥头C。1234567891011环烃的命名关键是编号环烃的命名关键是编号应当遵循应当遵循的原则依次为的原则依次为: 桥环、螺环的特定桥环、螺环的特定原则原则; 官能团位置最小原则官能团位置最小原则; 取代取代基基最先碰面原则最先碰面原则; 先小后大原则。先小后大原则。11第二节第二节 脂环烃的化学性质脂环烃的化学性质 学习脂环烃的化学性质学习脂环烃的化学性质,应有意识地应有意识地将其与烷烃和烯烃的化学性质进行比较将其与烷烃和烯烃的化学性质进行比较: 烷烃烷烃:主要进行自由基取代反应主要进行自由基取代反应.烯烃烯烃:主要进行亲电加成反应主要进行亲电加成反应.

10、脂环烃的性质可主要总结如下脂环烃的性质可主要总结如下:121、和开链烃相似的反应、和开链烃相似的反应 环烷烃的自由基取代反应环烷烃的自由基取代反应, 常见的是卤代反应常见的是卤代反应, 反应的活性和环的大小无关。反应的活性和环的大小无关。+ Cl2 Clh CH3+ Cl2hCH3Cl+ HCl+ Br2BrHBr+300+ Cl2hvCl+ HCl甲基环丙烷甲基环丙烷 13+ Br2CCl4BrBrCH3 CH3CCH2CH2CH2CHOOO3Zn , H2OCH3+Cl2500CH3Cl+CH3Cl环烯烃也具有和开链烯烃相似的反应。如亲电加成、环烯烃也具有和开链烯烃相似的反应。如亲电加成、

11、氧化反应、氧化反应、-卤代等。卤代等。HH14练习练习: 推测结构推测结构 O3 H2O / ZnCH3CH3OHC-CH-CH2-CH-CHOKMnO4 / H+CH3CH3HOOC-CH-CH2-CH-COOHCHH3C-CHCH-CH3CHCH2CH3完成下列反应式完成下列反应式马氏加成马氏加成过氧化物效应过氧化物效应: 反马氏加成反马氏加成-H取代取代151) 催化加氢催化加氢 环丙烷、环丁烷环丙烷、环丁烷在催化剂作用下与氢反应在催化剂作用下与氢反应, 环破裂环破裂加氢生成开链烷烃加氢生成开链烷烃, 反应的活性和环的大小有关。反应的活性和环的大小有关。+ H2CH3CH2CH3Ni80