有機化學(xué)教學(xué)課件第04章脂環(huán)烴

1、脂脂 環(huán)環(huán) 烴烴學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求脂環(huán)烴的分類、命名和異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴的分類、命名和異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴的性質(zhì)脂環(huán)烴的性質(zhì)環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)萜類和甾類化合物萜類和甾類化合物 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求1 1、掌握脂環(huán)烴的命名、順反異構(gòu)現(xiàn)象；、掌握脂環(huán)烴的命名、順反異構(gòu)現(xiàn)象；2 2、掌握環(huán)烷烴和環(huán)烯烴的結(jié)構(gòu)和主要化學(xué)性質(zhì)，并了解碳、掌握環(huán)烷烴和環(huán)烯烴的結(jié)構(gòu)和主要化學(xué)性質(zhì)，并了解碳環(huán)的大小與其穩(wěn)定性的關(guān)系；環(huán)的大小與其穩(wěn)定性的關(guān)系；3 3、掌握環(huán)己烷的構(gòu)象，椅式、船式和扭船式、掌握環(huán)己烷的構(gòu)象，椅式、船式和扭船式、a a鍵和鍵和e e鍵，鍵，了解它們的能量關(guān)系。了解它

2、們的能量關(guān)系。4 4、掌握一元、二元取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象式和理解十氫化、掌握一元、二元取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象式和理解十氫化萘的構(gòu)象。萘的構(gòu)象。5 5、掌握下列概念或術(shù)語：張力環(huán)和無張力環(huán)、船式和椅式、掌握下列概念或術(shù)語：張力環(huán)和無張力環(huán)、船式和椅式構(gòu)象、直立鍵和平伏鍵、稠環(huán)烴、橋環(huán)烴、螺環(huán)烴。構(gòu)象、直立鍵和平伏鍵、稠環(huán)烴、橋環(huán)烴、螺環(huán)烴。重點與難點重點與難點 本章重點和難點是環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)、環(huán)己烷及一元取代本章重點和難點是環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)、環(huán)己烷及一元取代環(huán)己烷的構(gòu)象、二取代環(huán)己烷和稠環(huán)烴的構(gòu)象。環(huán)己烷的構(gòu)象、二取代環(huán)己烷和稠環(huán)烴的構(gòu)象。 脂環(huán)烴的分類、命名和異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴的分類、命名和異構(gòu)現(xiàn)象脂環(huán)烴

3、環(huán)碳原子的飽和程度碳環(huán)數(shù)目環(huán)烷烴 CnH2n 環(huán)烯烴環(huán)炔烴單環(huán)雙環(huán)多環(huán)CnH2n-2CnH2n-4(上）脂環(huán)烴的分類脂環(huán)烴的分類環(huán)的大?。盒…h(huán)（元）；普通環(huán)（元）；環(huán)的大?。盒…h(huán)（元）；普通環(huán)（元）； 中環(huán)（元）和大環(huán)（十二碳以上）。中環(huán)（元）和大環(huán)（十二碳以上）。 脂環(huán)烴的命名脂環(huán)烴的命名1 1、根據(jù)分之中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烷。、根據(jù)分之中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烷。2 2、把取代基的名稱寫在環(huán)烷烴的前面。、把取代基的名稱寫在環(huán)烷烴的前面。 3 3、取代基位次按、取代基位次按“最低系列最低系列”原則列出，基團順序按原則列出，基團順序按“次序次序規(guī)則規(guī)則”小的優(yōu)先列出。小的優(yōu)先列出。例如

4、：例如：環(huán)烷烴的命名環(huán)烷烴的命名 CH3CHCH3CH3CH31，3-=甲基環(huán)戊烷異丙基環(huán)己烷1-甲基-3-異丙基 環(huán)己烷1，4-=甲基-4-乙基 環(huán)己烷環(huán)烯烴的命名環(huán)烯烴的命名 1 1、根據(jù)分子中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烯。、根據(jù)分子中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烯。2 2、以、以雙鍵的位次雙鍵的位次和取代基的位置最小為原則。和取代基的位置最小為原則。 例如：例如：CH3CH3CH3環(huán)戊烯1-甲基環(huán)戊烯3，4-=甲基 環(huán)己烯1，3-環(huán)戊烯2-甲基-1，3- 環(huán)己二烯橋環(huán)烴（二環(huán)、三環(huán)等）橋環(huán)烴（二環(huán)、三環(huán)等） 分之中含有兩個或多個碳環(huán)的多環(huán)化合物中，其中分之中含有兩個或多個碳環(huán)的多環(huán)化合物中，其

5、中兩個環(huán)共兩個環(huán)共用兩個或多個碳原子用兩個或多個碳原子的化合物稱為橋環(huán)化合物。的化合物稱為橋環(huán)化合物。 編號原則：從橋的一端開始，沿編號原則：從橋的一端開始，沿最長橋最長橋編致橋的另一端，編致橋的另一端，再沿次長橋致始橋頭，最短的橋最后編號。再沿次長橋致始橋頭，最短的橋最后編號。1234567橋頭碳 化合物名為化合物名為 7 7，7-7-二甲基二環(huán)二甲基二環(huán)22，2 2，11庚烷庚烷命名：命名：根據(jù)根據(jù)成環(huán)碳原子總數(shù)目成環(huán)碳原子總數(shù)目稱為環(huán)某烷，稱為環(huán)某烷， 在環(huán)字后面的在環(huán)字后面的方括號中標(biāo)出方括號中標(biāo)出除橋頭碳原子外的橋碳原子數(shù)除橋頭碳原子外的橋碳原子數(shù)（大的數(shù)目排前，（大的數(shù)目排前，小的

6、排后），（如圖）。其它同環(huán)烷烴的命名。小的排后），（如圖）。其它同環(huán)烷烴的命名。 CH2CH3Cl2-甲基-5-異丙基二環(huán)3，1，0己烷2-乙基-6-氯二環(huán)3，2，1辛烷12345678123456CH3CH312345678CH3123456785 , 6_ 2 . 2 . 2 _ _2二甲基二環(huán)辛烯_2_ _6甲基二環(huán) 3 . 2 . 1 辛烯 3 . 3 . 0 二環(huán)辛烷螺環(huán)烴螺環(huán)烴 兩個環(huán)共用一個碳原子的環(huán)烷烴稱為螺環(huán)烴。兩個環(huán)共用一個碳原子的環(huán)烷烴稱為螺環(huán)烴。 編號原則：編號原則：從較小環(huán)中與螺從較小環(huán)中與螺原子相鄰的一個碳原子原子相鄰的一個碳原子開始，開始，途經(jīng)小環(huán)到螺原子，再沿大

7、途經(jīng)小環(huán)到螺原子，再沿大環(huán)致所有環(huán)碳原子。環(huán)致所有環(huán)碳原子。 BrCH3螺碳原子123456781-溴-5-甲基螺3，4辛烷命名：根據(jù)成環(huán)碳原子的命名：根據(jù)成環(huán)碳原子的總數(shù)稱為環(huán)某烷，總數(shù)稱為環(huán)某烷，在方括在方括號中標(biāo)出各碳環(huán)中除螺碳號中標(biāo)出各碳環(huán)中除螺碳原子以外的碳原子數(shù)目原子以外的碳原子數(shù)目（小的數(shù)目排，大的排（小的數(shù)目排，大的排后），其它同烷烴的后），其它同烷烴的 命名命名CH315699_1 , 6_ _甲基螺 4 . 5 癸二烯CH3123455_甲基螺 3 . 4 壬烷CH3CH2CH3CH313573 , 7_ _1二甲基乙基螺 4 , 4 壬烷 異構(gòu)現(xiàn)象異構(gòu)現(xiàn)象 脂環(huán)烴的異構(gòu)有

8、脂環(huán)烴的異構(gòu)有構(gòu)造異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)和順反異構(gòu)和順反異構(gòu)。如。如C5H10的環(huán)的環(huán)烴的異構(gòu)有：烴的異構(gòu)有： 反式 bp29順式 bp37脂環(huán)烴的性質(zhì)脂環(huán)烴的性質(zhì)物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：環(huán)烷烴的熔點、沸點和密度都比相應(yīng)的烷環(huán)烷烴的熔點、沸點和密度都比相應(yīng)的烷烴高一些，但仍比水輕。烴高一些，但仍比水輕?；瘜W(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：普通環(huán)的化學(xué)性質(zhì)普通環(huán)的化學(xué)性質(zhì) 普通脂環(huán)烴具有開鏈烴的通性普通脂環(huán)烴具有開鏈烴的通性 環(huán)烷烴主要是起自由基取代反應(yīng)，難被氧化。環(huán)烷烴主要是起自由基取代反應(yīng)，難被氧化。 CH3Br2Cl2300光BrClCH3HBrHCl環(huán)烯烴具有烯烴的通性環(huán)烯烴具有烯烴的通性 CH3CH3Br2/CCl

9、4BrBrO3H2O/ZnCH3-C-CH2CH2CH2CHOO1mol Cl2500CH3ClClCH3主次CH3HClCH3ClCH3Cl1，4-加成1，2-加成（主）小環(huán)烷烴的特性反應(yīng)小環(huán)烷烴的特性反應(yīng) 1 1、加成反應(yīng)、加成反應(yīng) 1）加氫加氫H2Ni80CH3CH2CH3H2Ni200CH3CH2CH2CH3H2Pd300CH3CH2CH2CH2CH32 2）加鹵素）加鹵素Br2/CCl4CH2-CH2-CH2BrBrCH3CH3CH3Br2/CCl4C-CH-CH2BrCH3BrCH3CH3Br2/CCl4CH2-CH2-CH2-CH2BrBrBr2/CCl4溴褪色可用于鑒別環(huán)烷烴不

10、起加成，而是取代反應(yīng)3 3）加）加H X, H2SO4 HBrH2SO4CCH CH3CH3CH3BrCH3CCH CH3CH3CH3OSO3HCH3H2OCCH CH3CH3CH3OHCH3碳碳環(huán)環(huán)的的斷斷裂裂：發(fā)發(fā)生生在在含含H H最最多多和和含含H H最最少少的的兩兩個個碳碳原原子子之之間間。加加成成規(guī)規(guī)律律：遵遵循循不不對對稱稱加加成成規(guī)規(guī)律律。2 2、氧化反應(yīng)、氧化反應(yīng) 環(huán)丙烷環(huán)丙烷對氧化劑穩(wěn)定對氧化劑穩(wěn)定，不被高猛酸鉀、臭氧等氧化劑，不被高猛酸鉀、臭氧等氧化劑氧化。例如：氧化。例如： CH=CCH3CH3KMnO4COOHCH3CH3C=O故可用高猛酸鉀溶液來區(qū)別烯烴與環(huán)丙烷衍生物

11、。故可用高猛酸鉀溶液來區(qū)別烯烴與環(huán)丙烷衍生物。 環(huán)烴性質(zhì)小結(jié)：環(huán)烴性質(zhì)小結(jié)：（）（） 小環(huán)烷烴（小環(huán)烷烴（3 3，4 4元環(huán)）易加成，難氧化，似烷似元環(huán)）易加成，難氧化，似烷似烯烯。普通環(huán)以上難加成，難氧化，似烷。普通環(huán)以上難加成，難氧化，似烷。（）（） 環(huán)烯烴、共軛二烯烴，各自具有其相應(yīng)烯烴的通環(huán)烯烴、共軛二烯烴，各自具有其相應(yīng)烯烴的通性。性。環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的燃燒熱與環(huán)的穩(wěn)定性環(huán)烷烴的燃燒熱與環(huán)的穩(wěn)定性 燃燒熱燃燒熱( (H Hc c) )測定數(shù)據(jù)表明：烷烴分子每增加一個測定數(shù)據(jù)表明：烷烴分子每增加一個CHCH2 2，其燃燒熱數(shù)值的增加基本上是一個定值其燃

12、燒熱數(shù)值的增加基本上是一個定值658.6 658.6 kJmolkJmol-1-1。 環(huán)烷烴可以看作是數(shù)量不等的環(huán)烷烴可以看作是數(shù)量不等的CHCH2 2單元連接起來單元連接起來的化合物。但的化合物。但不同環(huán)烷烴中的單元不同環(huán)烷烴中的單元CHCH2 2的燃燒熱卻因的燃燒熱卻因環(huán)的大小有著明顯的差異環(huán)的大小有著明顯的差異 一些環(huán)烷烴的燃燒熱一些環(huán)烷烴的燃燒熱名 稱分子燃燒熱( kj.mol-1)CH2的平均燃燒熱( kj.mol-1)CH2的( kj.mol-1)每個張力整個環(huán)的張力( kj.mol-1)環(huán)丙烷環(huán)丁烷環(huán)戊烷環(huán)己烷環(huán)庚烷環(huán)辛烷環(huán)壬烷環(huán)癸烷開鏈烷烴2091274433203951463

13、7531059816636697.1686.2664.0658.6662.4663.6664.1663.6658.638.527.45.403.85.05.55.00115.5109.627.0026.640.049.550.90 * * 小環(huán)小環(huán)( (C C3 3C C4 4) )；普通環(huán)；普通環(huán)( (C C5 5C C7 7) )；中環(huán)；中環(huán)( (C C8 8C C1111) )；大環(huán)；大環(huán)(C C1212) )。 熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明：熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明： 小小 環(huán)環(huán)( (環(huán)環(huán)丙丙烷烷) )普普通通環(huán)環(huán)( (環(huán)環(huán)己己烷烷) )697.1658.6依依次次每每個個C CH H2 2依依次次環(huán)環(huán)的的穩(wěn)

14、穩(wěn)定定性性：小小 環(huán)環(huán)( (環(huán)環(huán)丙丙烷烷) )普普通通環(huán)環(huán)( (環(huán)環(huán)己己烷烷) ) 單元單元CH2的燃燒熱的燃燒熱，環(huán)的穩(wěn)定性，環(huán)的穩(wěn)定性。故：。故： 為什么小環(huán)化合物不穩(wěn)定？為什么小環(huán)化合物不穩(wěn)定？ 1、 Baeyer理論理論 張力學(xué)說（張力學(xué)說（1885年提出）：年提出）： 6 60 0。1 10 09 9. .5 5。2 24 4。4 44 4 隨隨著著環(huán)環(huán)的的擴擴大大，張張力力角張力角張力( (拜爾張力拜爾張力) )：與正常鍵角偏差而引起的張力。與正常鍵角偏差而引起的張力。49.5o19.5o1.5o與正常鍵角偏差角度三元環(huán)四元環(huán) 五元環(huán)環(huán)烷烴環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu) 五元以上的環(huán)會不

15、會因環(huán)數(shù)增大而不穩(wěn)定？五元以上的環(huán)會不會因環(huán)數(shù)增大而不穩(wěn)定？ 比較單位比較單位CH2燃燒熱燃燒熱(H) kJ/mol環(huán)丙烷 環(huán)丁烷 環(huán)戊烷 環(huán)己烷 環(huán)庚烷 環(huán)辛烷 鏈狀烷烴 697.1 686.1 664.0 658.6 662.4 664.2 658.6kJ/mol環(huán)張力：比烷烴環(huán)張力：比烷烴CH2高出的能量。高出的能量。2 2、現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論、現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論一、環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)一、環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)現(xiàn)代物理方法測定，環(huán)丙烷分子中：鍵角現(xiàn)代物理方法測定，環(huán)丙烷分子中：鍵角 C-C-C = 105.5C-C-C = 105.5; ; H-C-H =114H-C-H =114。 所以環(huán)丙烷分子中碳原子之間的所

16、以環(huán)丙烷分子中碳原子之間的spsp3 3雜化軌道是以彎曲鍵雜化軌道是以彎曲鍵（香蕉鍵）相互交蓋的。（香蕉鍵）相互交蓋的。 1 10 05 5. .5 5。C CC CC CC CC CC C1 10 09 9. .5 5。丙丙 烷烷環(huán)環(huán)丙丙烷烷由此可見：由此可見： (1) 鍵的重疊程度小，穩(wěn)定性小鍵的重疊程度小，穩(wěn)定性小 。 (2) 電子云分布在兩核連線的外側(cè)，增加了試電子云分布在兩核連線的外側(cè)，增加了試劑進攻的可能性，故具有不飽和烯烴的性質(zhì)。劑進攻的可能性，故具有不飽和烯烴的性質(zhì)。另外另外環(huán)丙烷分子中還存在著另一環(huán)丙烷分子中還存在著另一種張力種張力扭轉(zhuǎn)張力扭轉(zhuǎn)張力（由于環(huán)中（由于環(huán)中三個碳位

17、于同一平面，三個碳位于同一平面，相鄰的相鄰的C-HC-H鍵互相處于重疊式構(gòu)象，有旋轉(zhuǎn)鍵互相處于重疊式構(gòu)象，有旋轉(zhuǎn)成交叉式的趨向成交叉式的趨向，這樣的張力稱，這樣的張力稱為扭轉(zhuǎn)張力）。為扭轉(zhuǎn)張力）。 CCHHHHHH23114105.5二、環(huán)丁烷和環(huán)戊烷的構(gòu)象二、環(huán)丁烷和環(huán)戊烷的構(gòu)象 1 1環(huán)丁烷的構(gòu)象環(huán)丁烷的構(gòu)象 與環(huán)丙烷相似，環(huán)丁烷分子中存與環(huán)丙烷相似，環(huán)丁烷分子中存在著張力，但比環(huán)丙烷的小，因在著張力，但比環(huán)丙烷的小，因在環(huán)丁烷分子中四個碳原子不在在環(huán)丁烷分子中四個碳原子不在同一平面上，見右圖：同一平面上，見右圖： HHHHHHH 根據(jù)結(jié)晶學(xué)和光譜學(xué)的證明，環(huán)丁烷是以折疊狀構(gòu)象根據(jù)結(jié)晶學(xué)和

18、光譜學(xué)的證明，環(huán)丁烷是以折疊狀構(gòu)象存在的，這種非平面型結(jié)構(gòu)可以存在的，這種非平面型結(jié)構(gòu)可以減少減少C-H的重疊的重疊，使扭轉(zhuǎn)使扭轉(zhuǎn)張力減小張力減小。環(huán)丁烷分子中。環(huán)丁烷分子中 C-C-C鍵角為鍵角為 111.5111.5，角張力角張力也比環(huán)丙烷的小也比環(huán)丙烷的小，所以環(huán)丁烷比環(huán)丙烷要穩(wěn)定些?？倧埩?，所以環(huán)丁烷比環(huán)丙烷要穩(wěn)定些?？倧埩δ転槟転?08KJ/mol。2、環(huán)戊烷的構(gòu)象環(huán)戊烷的構(gòu)象 0.05nm 環(huán)戊烷分子中，環(huán)戊烷分子中，C-C-CC-C-C夾角為夾角為108108，接近，接近spsp3 3雜化軌雜化軌道間夾角道間夾角109.5109.5，環(huán)張力甚微環(huán)張力甚微，是比較穩(wěn)定的環(huán)。但若，是

19、比較穩(wěn)定的環(huán)。但若環(huán)為平面結(jié)構(gòu)，則其環(huán)為平面結(jié)構(gòu)，則其C-HC-H鍵都相互重疊，會有較大的扭轉(zhuǎn)鍵都相互重疊，會有較大的扭轉(zhuǎn)張力，所以，張力，所以，環(huán)戊烷是以折疊式構(gòu)象存在的，為非平面環(huán)戊烷是以折疊式構(gòu)象存在的，為非平面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，見右圖，其中有四個碳原子在同一平面，另外一，見右圖，其中有四個碳原子在同一平面，另外一個碳原子在這個平面之外，成信封式構(gòu)象。個碳原子在這個平面之外，成信封式構(gòu)象。 這種構(gòu)象的張力很小，總張力這種構(gòu)象的張力很小，總張力能能2525KJ/molKJ/mol，扭轉(zhuǎn)張力在，扭轉(zhuǎn)張力在2.52.5KJ/molKJ/mol以下，因此，環(huán)戊以下，因此，環(huán)戊烷的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。烷的化學(xué)性

20、質(zhì)穩(wěn)定。三、環(huán)己烷的構(gòu)象三、環(huán)己烷的構(gòu)象在環(huán)己烷分子中，六個碳原子不在同一平面內(nèi)，碳碳鍵在環(huán)己烷分子中，六個碳原子不在同一平面內(nèi)，碳碳鍵之間的夾角可以保持之間的夾角可以保持109.5109.5因此環(huán)很穩(wěn)定。因此環(huán)很穩(wěn)定。1 1兩種極限構(gòu)象兩種極限構(gòu)象椅式和船式椅式和船式椅式船式 無角張力 無C-H鍵間的扭轉(zhuǎn)張力 無張力 環(huán) 常溫下 99%無角張力有C-H鍵間的扭轉(zhuǎn)張力 有張力環(huán) 1%109.5穩(wěn)定性：椅式構(gòu)象環(huán)己烷穩(wěn)定性：椅式構(gòu)象環(huán)己烷 船式構(gòu)象環(huán)己烷船式構(gòu)象環(huán)己烷椅式構(gòu)象穩(wěn)定的原因：椅式構(gòu)象穩(wěn)定的原因： HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH0.250nm234561123456相鄰

21、碳上的C-H鍵全部為 交叉式 不存在：不存在： 非鍵連作用；非鍵連作用； 扭轉(zhuǎn)張力；扭轉(zhuǎn)張力； 角張力。角張力。船式構(gòu)象不穩(wěn)定的原因：船式構(gòu)象不穩(wěn)定的原因： HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH2345611234560.183nm相鄰碳上的C-H全部為重疊式 存在：存在： 非鍵連作用；非鍵連作用； 扭轉(zhuǎn)張力；扭轉(zhuǎn)張力；2 2平伏鍵（平伏鍵（e e鍵）與直立鍵（鍵）與直立鍵（a a鍵）鍵） 在椅式構(gòu)象中在椅式構(gòu)象中C-HC-H鍵分為兩類。鍵分為兩類。第一類六個第一類六個C-HC-H鍵與分鍵與分子的對稱軸平行，叫做子的對稱軸平行，叫做直立鍵或直立鍵或a a鍵鍵（其中三個向環(huán)平面（其中三個

22、向環(huán)平面上方伸展，另外三個相反，向環(huán)平面下方伸展）；上方伸展，另外三個相反，向環(huán)平面下方伸展）；第二類第二類六個六個C-HC-H鍵與直立鍵形成接近鍵與直立鍵形成接近109.5109.5的夾角的夾角，平伏著相環(huán)平伏著相環(huán)外伸展，外伸展，叫做叫做平伏鍵或平伏鍵或e e鍵鍵。如下圖：。如下圖： HHHHHHHHHHHH環(huán)己烷的直立鍵和平伏鍵平伏鍵直立鍵對稱軸在室溫時，環(huán)己烷的椅式構(gòu)象可通過在室溫時，環(huán)己烷的椅式構(gòu)象可通過C-CC-C鍵的轉(zhuǎn)動（而鍵的轉(zhuǎn)動（而不經(jīng)過碳碳鍵的斷裂），由一種椅式構(gòu)象變?yōu)榱硪环N不經(jīng)過碳碳鍵的斷裂），由一種椅式構(gòu)象變?yōu)榱硪环N椅式構(gòu)象，在互相轉(zhuǎn)變中，椅式構(gòu)象，在互相轉(zhuǎn)變中，原來的

23、原來的a a鍵變成了鍵變成了e e鍵，而鍵，而原來的原來的e e鍵變成了鍵變成了a a鍵鍵。但上、下關(guān)系沒變但上、下關(guān)系沒變。HHHHHH對稱軸HHHHHHHHHHHHHHHHHHae對稱軸ae鍵鍵鍵鍵兩個椅式構(gòu)象的互相轉(zhuǎn)變 當(dāng)六個碳原子上連的都是氫時，兩種構(gòu)象是同一構(gòu)象。當(dāng)六個碳原子上連的都是氫時，兩種構(gòu)象是同一構(gòu)象。連有不同基團時，則構(gòu)象不同。連有不同基團時，則構(gòu)象不同。 3 3、環(huán)己烷的椅式構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)環(huán)己烷的椅式構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)三上三下；三左三右。三上三下；三左三右。a a鍵變鍵變e e鍵，鍵，e e鍵變鍵變a a鍵，上下關(guān)系不變鍵，上下關(guān)系不變3 3取代環(huán)己烷的構(gòu)象取代環(huán)己烷的構(gòu)象1 1）一

24、元取代環(huán)己烷的構(gòu)象）一元取代環(huán)己烷的構(gòu)象 一元取代環(huán)己烷中，取代基可占據(jù)一元取代環(huán)己烷中，取代基可占據(jù)a a鍵，也可占據(jù)鍵，也可占據(jù)e e鍵，鍵，但但占據(jù)占據(jù)e e鍵的構(gòu)象更穩(wěn)定鍵的構(gòu)象更穩(wěn)定。例如：。例如：HHCH3HHHCH3H室溫93%內(nèi)能比a型少75.3KJ/mol7% 原因：原因：a鍵取代基鍵取代基結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)中的非非鍵原子間斥力比鍵原子間斥力比e鍵取代基的大鍵取代基的大（因非鍵原子間的距離小于正常（因非鍵原子間的距離小于正常原子鍵的距離所致）。從下圖中原子鍵的距離所致）。從下圖中原子在空間的距離數(shù)據(jù)可清楚看原子在空間的距離數(shù)據(jù)可清楚看出。取代基越大出。取代基越大e鍵型構(gòu)象為主鍵型構(gòu)

25、象為主的趨勢越明顯。的趨勢越明顯。HCHHHH0.255nm0.233nmHH0.255nm甲基環(huán)己烷原子間的距離HCHCH3HHCH3CH3CCH3CH3CH3室溫99.9%（1 1）、）、1 1，2-2-二取代二取代 CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3（順式）（反式）只能是 構(gòu)象構(gòu)象(優(yōu)勢構(gòu)象)e,aa,ae,e構(gòu)象CH3CH3最穩(wěn)定的構(gòu)象是最穩(wěn)定的構(gòu)象是e e鍵上取代基最多的構(gòu)象鍵上取代基最多的構(gòu)象2 2）二元取代環(huán)己烷的構(gòu)象）二元取代環(huán)己烷的構(gòu)象 （2 2）、）、1 1，3-3-二取代二取代HCH3e,aa,aCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3HeCH3HCH3H

26、（順式）（反式）構(gòu)象只有 構(gòu)象(其中有大的基團時，則在 鍵上)e,e構(gòu)象 (優(yōu)勢構(gòu)象)其他其他 二元、三元等取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象，可用上述同樣方法得知。二元、三元等取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象，可用上述同樣方法得知。 小結(jié)：小結(jié)：1 1環(huán)己烷有兩種極限構(gòu)象（椅式和船式），椅環(huán)己烷有兩種極限構(gòu)象（椅式和船式），椅式為優(yōu)勢構(gòu)象式為優(yōu)勢構(gòu)象2 2一元取代基主要以一元取代基主要以e e鍵鍵和環(huán)相連。和環(huán)相連。3 3多元取代多元取代環(huán)己烷環(huán)己烷最穩(wěn)定的構(gòu)象是最穩(wěn)定的構(gòu)象是e e鍵上取代基鍵上取代基最多的構(gòu)象。最多的構(gòu)象。4 4環(huán)上有不同取代基時，環(huán)上有不同取代基時，大的取代基在大的取代基在e e鍵上構(gòu)鍵上構(gòu)象最

27、穩(wěn)定。象最穩(wěn)定。 討論討論1. 指出下列構(gòu)象異構(gòu)體中哪一個是優(yōu)勢構(gòu)象。指出下列構(gòu)象異構(gòu)體中哪一個是優(yōu)勢構(gòu)象。CH3(CH3)3CC(CH3)3CH32. 寫出化合物 的優(yōu)勢構(gòu)象OHCH3CH3OHCH3OH稠環(huán)環(huán)烷烴稠環(huán)環(huán)烷烴 十氫化萘十氫化萘 H HH HH HH H順順 式式H HH HH HH H反反 式式穩(wěn)穩(wěn)定定性性：反反 式式順順 式式反反-十氫萘十氫萘順順-十氫萘十氫萘萜類和甾類化合物萜類和甾類化合物 萜類和甾族化合物是廣泛存在于植物、昆蟲及微生萜類和甾族化合物是廣泛存在于植物、昆蟲及微生物等生物體中的一大類有機化合物。在生物體內(nèi)有著重物等生物體中的一大類有機化合物。在生物體內(nèi)有著

28、重要的生理作用。萜類和甾族化合物雖是兩類不同的化合要的生理作用。萜類和甾族化合物雖是兩類不同的化合物，但有著生源合成方面的密切關(guān)系，因而放在一起進物，但有著生源合成方面的密切關(guān)系，因而放在一起進行討論。行討論。 1 1、萜的涵義和異戊二烯規(guī)律、萜的涵義和異戊二烯規(guī)律分子中含分子中含C C1010以上，且組成為以上，且組成為5 5的倍數(shù)的烴的倍數(shù)的烴類化合物稱為類化合物稱為萜類。萜類。 因分子中因分子中含有雙鍵含有雙鍵，所以，所以，萜類化合物又稱為萜烯類化萜類化合物又稱為萜烯類化合物。合物。萜類化合物是廣泛存在于植物和動物體內(nèi)的天然有機化萜類化合物是廣泛存在于植物和動物體內(nèi)的天然有機化合物。如從

29、植物中提取的香精油合物。如從植物中提取的香精油薄荷油、松節(jié)油等，薄荷油、松節(jié)油等，植物及動物體中的某些色素植物及動物體中的某些色素胡籮卜素、蝦紅素等等。胡籮卜素、蝦紅素等等。研究發(fā)現(xiàn)，萜類分子在結(jié)構(gòu)上的共同點是分子中的碳原研究發(fā)現(xiàn)，萜類分子在結(jié)構(gòu)上的共同點是分子中的碳原子數(shù)都是子數(shù)都是5 5的整倍數(shù)。例如：的整倍數(shù)。例如： 一、萜類化合物一、萜類化合物月桂烯對薄荷烯（存在于檸檬，橘子中）姜烯（存在于姜油中）（存在于月桂子油等中）松節(jié)油（ 蒎烯）異樟烯（存在于松節(jié)油等中）（存在于姜油，冷杉等中） 上述化合物的碳干骨骼可以看成是由上述化合物的碳干骨骼可以看成是由若干個異戊二烯單若干個異戊二烯單位位

30、主要以頭尾相接而成的。主要以頭尾相接而成的。 CCCCCCH2CCH3CHCH2異戊二烯頭尾異戊二烯單位 這種結(jié)構(gòu)特點叫做這種結(jié)構(gòu)特點叫做萜類化合物的異戊二烯規(guī)律萜類化合物的異戊二烯規(guī)律。異。異戊二烯規(guī)則是從對大量萜類分子構(gòu)造的測定中歸納出來戊二烯規(guī)則是從對大量萜類分子構(gòu)造的測定中歸納出來的，所以能反過來測定萜類的分子構(gòu)造。的，所以能反過來測定萜類的分子構(gòu)造。 2 2、萜的分類、萜的分類萜類化合物中異戊二烯單位可相連成鏈狀化合物，也可連成萜類化合物中異戊二烯單位可相連成鏈狀化合物，也可連成環(huán)狀化合物。環(huán)狀化合物。1 1分類分類根據(jù)組成分子的異戊二烯單位的數(shù)目可將萜分成以下幾類：根據(jù)組成分子的異

31、戊二烯單位的數(shù)目可將萜分成以下幾類：1 1）單萜：）單萜： 含有含有兩個異戊二烯單位兩個異戊二烯單位。它包含開鏈單萜，單。它包含開鏈單萜，單環(huán)萜，二環(huán)單萜三種。環(huán)萜，二環(huán)單萜三種。2 2）倍半萜：含有三個異戊二烯單位的萜。）倍半萜：含有三個異戊二烯單位的萜。3 3）雙萜：）雙萜： 含有四個異戊二烯單位的萜。含有四個異戊二烯單位的萜。4 4）三萜：）三萜： 含有六個異戊二烯單位的萜。含有六個異戊二烯單位的萜。5 5）四萜：）四萜： 含有八個異戊二烯單位的萜。含有八個異戊二烯單位的萜。這些萜類和單萜一樣，也有開鏈和成環(huán)之分。這些萜類和單萜一樣，也有開鏈和成環(huán)之分。 CH2OHCH2OH 牛兒苗醇（

32、香葉醇）橙花油醇b.p 230 b.p 226.7 互為幾何異構(gòu)體，存在于玫瑰油、橙花油、香茅油中，為無色、有玫瑰香氣的液體，是作香料的重要原料。CHOCHO 牛兒苗醛或香葉醛橙花醛存在于檸檬草油、橘子油中，配制檸檬香精的重要原料，檸檬醛檸檬醛ab有很強的檸檬香氣，是用于也是合成維生素 的重要原料。OH*薄 荷 醇 CH3蒎烯蒎烯是松節(jié)油的主要成分（ ）80%用作油漆、蠟等的溶劑，是合成冰片、樟腦等的重要化工原料。b.p 156CH3O莰酮（樟腦）m.p179b.p 209 重要存在于樟腦樹中，為無色閃光結(jié)晶，易升華，有愉快香味。樟腦氣味有驅(qū)蟲作用，可用于毛料衣物的紡蛀劑。在醫(yī)藥上用作強化劑以

33、及配制十滴水、清涼油等。OH金合歡醇倍半萜是有三個異戊二烯單位連接而構(gòu)成的，它也有倍半萜是有三個異戊二烯單位連接而構(gòu)成的，它也有鏈狀和環(huán)狀的。如金合歡醇、山道年等均屬于倍半萜。鏈狀和環(huán)狀的。如金合歡醇、山道年等均屬于倍半萜。 OOO山 道 年雙萜是由四個異戊二烯單位連接而成的一類萜化合雙萜是由四個異戊二烯單位連接而成的一類萜化合物，廣泛分布與動植物體內(nèi)。物，廣泛分布與動植物體內(nèi)。 OH維生素（ ）A1AOH葉 綠 醇三萜是由六個異戊二烯單位連接而成的化合物，如角鯊烯。三萜是由六個異戊二烯單位連接而成的化合物，如角鯊烯。 角鯊烯squalene（ ）H3CCH3HOCH3CH3CH3H3C角鯊烯羊毛甾醇四萜是由八個異戊二烯單位連接而構(gòu)成的，在自然界廣泛存在。四萜是由八個異戊二烯單位連接而構(gòu)成的，在自然界廣泛存在。 胡蘿卜素m.p188184178胡蘿卜素m.p胡蘿卜素m.p15%85%0.1%廣泛存在于植物的葉、莖、和果實及動物的乳汁和脂肪中， 體