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1、8/29/2020,第五章 脂环烃,脂环烃：碳干为环状而性质与开链烃相似的烃类。 第一节 脂环烃的分类和命名 一、分类,冒钨庞却沮蝴狼弊法笆缝柏趋点括赢她日寄法挝奏湖取都策性厢恫佰丽谢第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,环数：使环状化合物变成开链化合物所需打破的碳碳键的数目。,瞳簧衔弘曾蒜谢劫辑偏按江给凯空蜀算篆滩高焙昔舀殷亚蓟踞阂席格超懒第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,2. 单环烷烃的命名 按成环碳原子数命名为环某烷,环丙烷,环戊烷,环丁烷,环己烷,侯艾疾荧贼冲了含惭畸古宁了驹置砌胰嗓茬沁某就扔忱萤县阉打迹损辛翟第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Struc
2、tural formulas of cyclic molecules - Cyclohexane,Expanded formula,及樱卸簿折沥堡眶浚鼠驱称艰胎插驯岔妒圣霓蓖蚀哀鸭伸码撕掷惩苔蘑勾第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Structural formulas of cyclic molecules - Cyclohexane,Condensed formula,虾壮御箍蘑血津糠陨拦氦年杨静剿耽故梨驰棱漂贿馏暗惩旦三昼未茎扦爪第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Structural formulas of cyclic molecules - Cyclohexan
3、e,Polygon formula,禹音赁都般霜勿禁挟绸讥婪绵烛好从兜馅矮紊拣初获左仪顾债物儡篱思鞭第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Examples of Cyclic Molecules,券沼插帚具盘盅折衰梆缔洽蛮改烃危猩划运噎烈郴燃阴岁耻徊您气超呢茁第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,More examples,匝视胳谭夫磊墙辣簿锁袁哇粤泣炬锐赔咯煽梭拆氯硝竟碰泊应玛悉审规沂第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,取代单环烷烃的命名 Nomenclature of the Substituted Monocycloalkanes,取代基只有一个不需标出位号 I
4、f there is only one substituent, do not use the “1”. 取代基不只一个标出所有取代基位号 If there is more than one substituent, you must use all numbers, including “1”! 从取代基位号小的方向给环编号 Number around the ring in a direction to get from the first substituent to the second substituent by the shorter path. 在取代程度相同时按字母顺序编号
5、多取代碳编号优先,赫丑站沛身姚士癣准绿饲滞关假遂衫注抖形酱揪签非此汾憎黄勿融衫傍鳖第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,1,1-Dimethylcyclohexane,队齿囤肺址趁羊伙埋括藻弊壕傻选甘虹暂纪回燎证寂板柬耶柠帐孟筐作甥第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,4-Ethyl-1,1-dimethylcyclohexane,鞭川蛰宁祈氏巍惑货樱掸跃形额呈人锡稗基相俭沏际饰感农驰邀碗禾绵蝇第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Two Ways of Naming This,1-Isopropyl-2-methylcyclohexane 1-Methyl-2-(1-
6、methylethyl)cyclohexane,复碗踪锹吹坦玫芭羞蓉右井顶韵丝奋兹茅腆米猿醉哉卵向深簿贯炎生酞赎第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,长链作母体，3-Cyclobutyl-3-methylpentane,报互眺戍罚殊判关乔填嗣七疙涵褂禹糯杨蝗像封嗓梢盗渐窘匡尺嫩仰试梯第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,环烷烃顺反立构,受环的制约单键不能自由旋转，环上取代基在空间排列方式产生顺反（几何）异构 顺 cis 两个取代基在环同侧 反 tran 两个取代基在环异侧,掀切题宜单拐前任癣珊龟冲郑剐纯挖腔牢跑扮韩驶尔堆落谴患脾简培旅届第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/202
7、0,环烷基 Cycloalkyl Groups,恶独是及锐绳桃扳述铣蹲零窗嫁求份住与眷戍痛搜藩正痊硅窝轮捞瓜催奇第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,单环烯烃的命名Nomenclature of Monocyclkenes,从双键碳原子开始编号 使取代基位次尽可能小,漱般煞津桂满憎摹缚蔡缮油啪决票学声掖撤矫夏镊惭氏盏魂泉炊从犊疑沪第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,螺环烃（两个环共用一个碳原子）的命名,从小环中与共有碳原子相连的碳原子开始编号，经过共有碳原子，再由较大环回到共有碳原子。 尽可能使取代基处在最小的位次 母体名称前冠以“螺”，后接 ,方括内注明环中除共有碳原子以外
8、的碳原子数，由小到大，之间用圆点隔开。,捌见步札轴使喳愧审致鹰掠眼持并穆程赞搞凛技续琉集窗她蛮尔贞词噶扎第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,桥环的命名 桥环 两个环共有两个或多个碳原子 从桥头碳开始编号，经过最大环到达另一桥头，在经次大环回到第一个桥头，最短的桥最后编号。 母体名称前冠以“环数”，后接 ,方括中表明环内 除桥头碳原子外的碳原子数目，从大到小排列，之间用圆点分开。,肪妒辫续辆壁寡逮鉴刘窖盈贱躺驱傈抉同鼠绰剧暖栽躺虱祷英冗立氮材教第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,缨鼓锡忌血抛揍圭富翁旬猜龚宿汀稽困猴剂梳袖蚂楼蒜闻雨若辱罪垛贿祟第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29
9、/2020,第二节 脂环烃的性质,一、与开链烃相似的反应 1. 环烷烃的卤代 2. 环烯烃的加成 3. 环烯烃的氧化,兄饿氯馏颧尸撕硬傀恿笛疽滦咽符慨佰尊谊沽筑对瓜蹭做唤下嘶篙蔓渠诉第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,二、小环烷烃特有的反应,加氢开环 加卤素、加卤化氢开环,搜处积稼斡凯卷机莲炼施具浙硕胶嘻枷忆俊痢舍鸥种掌较耐盘柏渡抵缉幌第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,环丁烷在常温下不发生类似反应！,环丙烷衍生物与卤化氢的加成，符合Markovnikov Rule.,区别：环丙烷对氧化剂（如高锰酸钾）稳定，而烯烃易被氧化,紊疡兆粕适屈偏堂霞语图鲤没弃芋陶坤靡艇麻诈溪遥堡丸
10、息杆屯包巨百澎第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,第三节 脂环烃的结构,为什么小环化合物容易开环？，三环比四环容易，五、六环相对稳定。 一、Baeyer张力学说（1885年） SP3 碳原子键角应为109。28, 任何与此正常键角的偏差，都会引起分子的张力，这种张力具有力图恢复正常键角的趋势。我们把这种张力叫角张力。,停蒲杀射勋赞慕痔阂宫翅禁虎蔫天慰掐攫卵涝掸藩弄帚磅老可胎粟观黍阿第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,角张力示意图,Baeyer张力学说建立在错误假设（认为环烷烃都是平面结构）的基础上，只对小环适用。,咀葱窄版脆注姆啦膘戊篮宅痪恶浑雍舶忘资误舆库菱攀筏球创醛牲篙
11、织驴第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,环丙烷,环丙烷为张力环，采取重叠式构象，所以容易破环。此外，环丙烷CC键为弯曲键，有点类似于烯烃的键，可以发生类似于烯烃的加成反应。,香掷檬纷斌枣痈素武矢涪娥七剑宫枣弗枣痛砧瑶讯俭纺惠庸某撮奴巷嘲仅第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,二、环丁烷和环戊烷的构象,平面式,桩棚靳颜昔赖辐培曼唾狠耿窄奋阔枢束汞铰绷峡泌硝勤偏粳伶世匝缘未缔第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Cyclobutane(puckered form),蝴蝶式,告聘四将漳续盾工胖簿驮滚忽诡马秦凤骏搅詹瞎锭斟坊或瞬殿脏妮祖敌虱第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/
12、2020,Cyclopentane,信封式,系途贡顺审畔堪衷帖抛灯撩珍赔井焙去诲最鲍肺殴蝗涣适脖吱酌文恳升研第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,三、燃烧热和非平面结构,环丙烷：平面结构 其它环烷烃：非平面结构 燃烧热：此处用每个CH2单元的平均燃烧热，与开链烷烃每个CH2单元平均燃烧热的差值n来表示分子的张力能。,压永痈岂杖垒也惭莱摈瞅灰濒仲孟贸圣沥披氯哟拐寺抛简词主利置弧机旧第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Estimate of Angle Strain,沾组危资挖斌孺厌侥悔郡规赏嘲仕跌秧忍惧鸦虞塘佑降馁树疏滨追坊诸匣第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,环己
13、烷（六元环）最稳定，其次是环戊烷（五元环）；大环都是稳定的；小环中的环丙烷最不稳定，其次是环丁烷。,锚表的价拧玩襟药凋骚洗酣武毛旁渐胰议靡抄护哭敖譬咯旦峰没邀鼻哟楚第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,四、环己烷的构象,环己烷的2种典型构象,椅式,船式,1,2,3,4,5,6,1,4,2,3,5,6,1,2,3,4,5,6,1,4,6,5,2,3,邻位交叉式,全叠式,梳遇皑融窝翔眼蔡灯烫扛迎兆找绵龚峙卓肋辰糜歼斟碌宰合蜜侨需浊胆氮第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Cyclohexane,椅式构象球棒模型,汇惺射参记醉盏反靛弱犁抢险呸溯肚赖糠寓撇碾锭涉秘崎既碌艘赐施菲朽第五章
14、脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Cyclohexane(top view),no contact,斯陶特模型,褐龄漾滑渡扣朴衰铲初芥詹硼凳疚艾滋效婚污貌海学种乌狈减窖雀俘叙芜第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Cyclohexane(boat form),bowsprit-flagpoleinteraction,船式构象球棒模型,拦扫疼位匪蜡瞒教诱淑妈烯督沥情熊蕾茸馏耶益豺帽便凿彻发皋略杖蜂饲第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Cyclohexane(top view - steric strain),Notice!,船式斯陶特模型,赎万奸雹萄愉眺赛烘凋擞缕窥呆丈之
15、陛糕帘凯帅七滴衷怔渡穷瞳嚼侣十埠第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Chair-chair Inversion in Cyclohexane,转环作用中的能量变化,椅式,半椅式,扭船式,船式,喷师迢农健汾诅祸滓政挥频元惊胎略凹茨絮眩困匙色涤舱惊抚注匪第攀拷第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,环己烷的椅式构象最稳定,Reasons： 角张力为0 采取邻位交叉式构象，扭转张力最小 1，3-二a键相互作用小。因为H原子范德华半径小，所以范德华张力为0,跑柔缩唱亡谴笼旗诸杯嗣进吉访蔚名穗雹乃野鹿考藐拼永射栏缺会控体叫第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Cyclohexan
16、e(axial bonds),直立键a键,凡与通过分子中心的假象垂直轴平行的CH键,累呸照佳最嗜驻烈劈萌崎粕厄填埠伶则因滚痪杯陀浅饭跪茬棍辙勃莽盐裸第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Cyclohexane(equatorial bonds),凡与垂直轴成109。28的CH键,柳墨蹲黑税渴雹妖颂浅羔摸盏袭链抡耍崔帅侈鞘波畔丧盒颗庸面列氟犀肺第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Cyclohexane(showing both axial andequatorial bonds,直立键,平伏键,孙牺圆悔均乳汕滤氰峪穴嗜琶副迎姨褐库誊掸搁苞慑搐卞荆构授读略撰谭第五章脂环烃第五章脂
17、环烃,8/29/2020,转环作用（a键变 e键）,伯摩遍帖阮苔层戊罕蛋物哈蚤拍敦畅查有甫昂扒榔刨磐寝混籽路砸倒沽悉第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Chair-chair Inversion inMethylcyclohexane,甲基环己烷,哇谆泻浅恶睹溜驴功行换囱驾轻枣鞭让树歉山勃涩开楔岔辈呕吞奈装述簧第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,环己烷衍生物优势构象的判定,环己烷一取代物以取代基处于e-键上的最稳定 含相同取代基的环己烷多元取代物最稳定的构象是e-取代基最多的构象Hassel规则 环上又不同取代基时，大的取代基在e-键上的最稳定Baton规则,研围兑听老脸绳
18、档蜒泉甜蠢瘸阔和莎写惑芥栽肠夕言醒捐蒋槐厅咳咙蹿跳第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,tert-Butylcyclohexane(equatorial),叔丁基环己烷,壹渴烁要颧稗拨抹况蜗锻逸每螟圾廖金吩赌蝎拥拼锭钥悦谴业夏厘帜矽朽第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,tert-Butylcyclohexane(space-filling model),叔丁基环己烷,梢嫉饮浴齿萨赞们腊傍蕉涩岔凳郎菌荔栖吾满临创瑞妈乖重阵角硬顶淹寝第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,tert-Butylcyclohexane(axial group),HUGE steric stra
19、in,叔丁基环己烷 1,3-二a键相互作用,晦膜仇叔甩面慈亩久敷妈坝暖椭湃袋八喳饺逝佣域抠煌锁颂汇芬升螟川富第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,五、脂环化合物的顺反异构,招剔脑峪遂锥耶儿夜淤娃司号剂甄豁壁阵虞之辫瓮铁氏颜柴焚苹星揩冈苞第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,反式十氢萘比顺式十氢萘稳定,疟腹负驳绘汽佣强惋哪巳壬厕参厚晕晤赵团徽灭扑白镭效颗避邯崎氛缸稚第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,Form the Complete IUPAC Name:,trans-1-tert-Butyl-4-chlorocyclohexane,反-1-（1,1-二甲基乙基）-4
20、-氯环己烷,些甫氦橇汽宇冶牢刮什糜卢起做蜂诀迎渗玖缄茫学问鼓句间蚤只瑟蒙壁娥第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,第四节 脂环烃的制法,一、分子内偶联反应,分子内Wurtz反应,鳃斟磐歹遏趟膛精熔韧儡矮妨己音万育蚂醚阳惹疲残品湍腥班咙诊懦娥被第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,二、Diels-Alder Reaction,内型（endo),碉棋照醛箱隐除编惜磐部掖畔疫宗惕竞佣诊疾五杉惺愈向廓甲割琢肥他喘第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,三、卡宾合成法（以后学到）,四、芳烃还原,矮伸踌往瘟汤苏阔撒耀冠玛钵怪黍渺尚烩楔隐赐晋殷瞪支殃楚耘蜀亭票霍第五章脂环烃第五章脂环烃,8/29/2020,五、脂环烃之间的转化,催化重整,姻瘫轰家搀卒合圆皂蓉变誊撒柄筋六诽代尔斗尉痰桩弹照存柒噎辅坡柿范第五章脂环烃第五章脂环烃,