脂环烃

脂环烃思维导图。该导图介绍了其基本知识、分类、物理性质、化学性质、张力学说、立体化学等。可供您参考学习。

脂环烃

• 基本知识
  • 通式
  • 环状碳架且没有芳香性
  • 存在：石油，天然气
• 分类
  • 单环
    • 小环
    • 普通环
    • 中环
    • 大环
  • 双环
  • 多环
  • 分子内两个碳环共用的碳原子数分为：
    • 螺环烃
      • 共用一个C (螺原子)
    • 稠环烃
      • 共用两个C
    • 桥环烃
      • 两个或两个以上碳环共用两个或两个以上 C 原子
• 物理性质
  • 熔点、沸点、相对密度均比同碳原子数目的开链烷烃高
• 化学性质
  • ①加成反应
    • a. 催化加氢H2 / Ni ：开链烷烃(五元以上环烷烃难发生开环反应)
    • b. 与卤素加成本质亲电加成反应：开链烷烃(五元以上环烷烃难与溴发生，随温度升高可发生自由基取代反应)
    • c. 与卤化氢加成马氏规则(五元以上环烷烃难与卤化氢发生加成反应)
    • 开环反应活性顺序：三元环＞四元环＞五六元环
    • 三元、四元存在角张力，易开环发生加成反应
  • ②取代反应 (自由基取代反应) ：光照/高温
  • ③氧化反应
    • 室温不与高锰酸钾水溶液反应，不能使 褪色
      • 区别 和
    • 环烷烃与一般氧化剂不反应，但能使Br2褪色
    • 特：高温/催化剂，环己烷 → 己二酸
  • 环的破裂多数发生在连接 H 最多和 H 最少的两个碳原子之间
  • 稳定性:环己烷>环戊烷>环丁烷>环丙烷(除此外,其他环成环的C原子不再同一平面)
• 张力学说
  • 环越小，每个CH2的燃烧热越大，环张力越大 ，越不稳定
  • 内容：分子的偏转角度越大，角张力也越大，分子内能越高，稳定性越差
  • 除三元环具有平面结构外，其他脂环烃体系都不具有平面结构
  • 根据张力学说理论，六元以上的环烷烃会越来越不稳定，但事实上，六元环比五元环稳定
  • 近代电子理论的解释
    • 重叠程度越大，形成的共价键就越稳定
    • 环丁烷：蝶式构象
    • 环戊烷：信封式，半椅式
    • 环己烷：椅式，船式
• 立体化学
  • 顺反异构
    • 环的存在，限制了旋转
  • 对映异构
  • 带有两个或两个以上取代基时分子有对称性共行 用顺反表示分子没有对称性 构型用is表示
  • (以环己烷为例)构象
    • 椅式构象比船式构象(无角张力\有范德华力和扭转张力)稳定
    • 单取代环己烷，取代基在e键上的椅式构象最稳定，为优势构象
    • 多取代环己烷，e键上连接的取代基越多越稳定，为优势构象
    • 当环上有不同取代基时，体积大的基团在e键上的椅式构象最稳定，为优势构象
    • 翻转作用(a键e键变换)
• 不稳定性