近代化學(xué)基礎(chǔ)課件-脂環(huán)烴

18.3脂環(huán)烴一、脂環(huán)烴的分類根據(jù)碳環(huán)的數(shù)目：單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán)雙環(huán)及以上根據(jù)環(huán)與環(huán)之間的結(jié)合方式：聯(lián)環(huán)、稠環(huán)、橋環(huán)、螺環(huán)根據(jù)脂環(huán)是否飽和：環(huán)烷烴、環(huán)烯烴、環(huán)炔烴根據(jù)環(huán)碳原子數(shù)：三元、四元、五元環(huán)‥‥小環(huán)C3，C4普通環(huán)中環(huán)大環(huán)C5—C7C8—C12＞C12二、脂環(huán)烴的命名1、單環(huán)脂環(huán)烴環(huán)烷烴以碳環(huán)為主鏈，環(huán)上支鏈為取代基，據(jù)成環(huán)碳原子數(shù)稱為環(huán)某烷。當(dāng)環(huán)上有多個取代基時，編號時應(yīng)遵循最低系列編號原則，給較優(yōu)基團較大的編號，并使取代基的位次盡可能小。如果環(huán)上支鏈太復(fù)雜，則將碳環(huán)作為取代基，支鏈作為主鏈環(huán)烯烴和環(huán)炔烴在編號時應(yīng)使雙鍵或三鍵位次為12、雙環(huán)脂環(huán)烴環(huán)與環(huán)之間直接相連的稱為聯(lián)環(huán)烴①稠環(huán)烴和橋環(huán)烴的命名環(huán)的編號從一個橋頭碳原子開始，沿大環(huán)到另一個橋頭碳原子，再從該橋頭碳原子沿小環(huán)回到起始橋頭碳原子1二環(huán)[4.2.0]辛烷5,6-二甲基二環(huán)[2.2.2]-2-辛烯234567812345678②螺環(huán)烴環(huán)的編號從小環(huán)上與螺原子相鄰的碳原子開始，沿小環(huán)到大環(huán)123456789螺[3.5]壬烷3-甲基螺[3.5]-5-辛烯三、環(huán)烷烴性質(zhì)1、物理性質(zhì)2、化學(xué)性質(zhì)(1)取代反應(yīng)（高溫或光照下進行，自由基取代）高溫（或紫外光）(2)

氧化反應(yīng)：KMnO4/H+，O3不能氧化

3．加成反應(yīng)：小環(huán)（C3，C4）開環(huán)（1）催化加氫C6及以上環(huán)烷烴一般不發(fā)生加氫反應(yīng)（2）加X2（環(huán)丙烷、環(huán)丁烷及其烷基衍生物）（3）加HX（環(huán)丙烷及其烷基衍生物）HBr環(huán)丙烷及其烷基衍生物與HX加成時，遵循馬式規(guī)則，環(huán)的破裂發(fā)生在取代最多的環(huán)碳原子與取代最少的環(huán)碳原子之間各種環(huán)烷烴中，環(huán)丙烷與環(huán)丁烷的化學(xué)性質(zhì)與烯烴相似，環(huán)戊烷及其以上的化學(xué)性質(zhì)與烷烴相似（大環(huán)似烷，小環(huán)似烯）HBr穩(wěn)定性：三元環(huán)＜四元環(huán)＜五元環(huán)＜六元環(huán)四、環(huán)烷烴的穩(wěn)定性與構(gòu)象1．環(huán)的穩(wěn)定性：小環(huán)不穩(wěn)定，大環(huán)穩(wěn)定（開環(huán)）燃燒熱：1mol物質(zhì)完全燃燒生成CO2及H2O時放出的熱量2．角張力學(xué)說：成環(huán)碳原子共面，排列成正多邊形。當(dāng)C—C鍵角偏離正常鍵角(109.5°)時，會產(chǎn)生分子內(nèi)張力。這種張力稱為角張力，有角張力的環(huán)稱張力環(huán)角張力學(xué)說對于中環(huán)和大環(huán)化合物性質(zhì)的解釋與實驗事實不符環(huán)穩(wěn)定性：三元環(huán)＜四元環(huán)＜五元環(huán)化學(xué)反應(yīng)活性：三元環(huán)＞四元環(huán)＞五元環(huán)角張力學(xué)說的假設(shè)——成環(huán)碳原子共面，排列成正多邊形并不成立3．環(huán)己烷的構(gòu)象：C—C鍵角為109.5°，無角張力，但六個碳原子不共面椅式構(gòu)象比船式構(gòu)象更穩(wěn)定，室溫下幾乎全是椅式構(gòu)象4．平伏鍵和直立鍵5．取代環(huán)己烷的構(gòu)象1