医学有机化学--第三章环烃

3.2.2 含一个手性碳原子化合物的对映异构
含有一个手性碳原子的化合物必定是手性分子， 有一对对映异构体
CH3C*HOHCOOH 乳酸
C2H5C*HClCH3 2-氯丁烷
C2H5C*HCH3CH2OH 2-甲基-1-丁醇
3.2.2 含一个手性碳原子化合物的对映异构
COOH C H HO CH3
1. 构型表示法
COOH COOH
H
C
OH COOH
OH COOH
C
H
CH3
H
OH
HO
H
CH3
CH3
CH3
Fischer投影式
Emil Fischer (1852–1919) 德国 1902年获奖
“横前 竖后”
代表手性碳原子
横线——纸面上
竖线——纸面下
【注意】碳链写在竖 线上，而氧化态高的 基团写在上面
4)对映异构体的物理性质——旋光性
酒石酸盐
对映异 构体
熔点(oC)
[α]D
密度 (g/cm3)
溶解度 20oC(g/100m LH2O)
右旋(+) 左旋(-)
168-170 168-170
+12o -12o
1.7598 1.7598
139.0 139.0
L. Pasteur(1848)
5)
对映异构和物质的旋光性
平面偏振光与旋光性
前进方向 普通光线 Nicol棱镜 偏振光
能使偏振光振动平面旋转的性质称为物质的旋光性。
旋光仪
起偏镜 检偏镜 视野 偏振光 普通光线 Nicol棱镜 样品管 Nicol棱镜
旋光仪工作原理图
比旋光度

第三章
第一节
环烃
脂环烃
环丁烷 环戊烷 环己烷
三、环烷烃的结构和稳定性
（二）环烷烃的结构
【例如】 环丙烷
60º 90º 108º 120º 以上环烷烃分子结构中形成的都是弯曲键，其成键电子云 重叠程度小，键的稳定性差，容易开环。 所以当C-C-C 键角约等于109.5º 时，C—Cσ 键是正常的σ 键，此时环系稳定。如环戊烷和环己烷。
H2 C H2C CH2
第三章
第一节
环烃
脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二）脂环烃的命名
1．单环脂环烃的命名 (1)按照开链烃命名，前面冠以 “环”字，称“环某烷” (2)从特征官能团处编号，并使取代基位次最小 (3)环上含有复杂取代基时，可将脂环作为取代基 【例如】
环丙烷
环戊烷
Hale Waihona Puke 环己烷环辛烷第三章
第三章
第一节
环烃
脂环烃
三、环烷烃的结构和稳定性
（二）环烷烃的结构 为什么脂环烃会表现出上述化学性质？1885年拜尔（J.Baeyer） 提出了张力学说。 张力学说假定：1.烷烃是正四面体结构
2.环的结构是平面的
3. 碳原子是sp3杂化的，键角都109.5º 结论: 与正常键角109.5º 偏差越大,环越不稳定。环有恢复正常键角 的力，这种力称为角张力（又称为拜尔张力）。
第三章
第一节
环烃
脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二）脂环烃的命名
2．螺环烃的命名
书写顺序： 取代基—几螺—[小．大环碳数]—母体，例如:
H3C
2 3 1 5 4 10 9 6 7
7 1 5 6 3 9 11 10 4 2

H+
H2SO4
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COOH NO2
[讨论]
CH3
COOH
选择：(a) 1.硝化 2.氧化 3.溴代 (c) 1.氧化 2.溴代 3.硝化
Br
NO2
(b) 1.氧化 2.硝化 3.溴代
注意：基团引入的先后顺序
NO2
1.
NH2
?
2.
(
Br
NH2
O
4．烷基侧链的卤代
O
CH2CH3ห้องสมุดไป่ตู้Cl2， 光
CHCH3 +
Cl
CH2CH2 Cl
91%
9%
CH2CH3 Br， 光
CHCH3 Br
100%
CH2CH2-CH-CH3 Br， 光
CH3 第22页/共37页
CHCH2-CH-CH3
Br
CH3
亲电取代反应的历程
AE + 催化剂 ——→ E+ + [ A—催化剂]-
缺点：2.理论上应有异构体，但实际邻位二元取
代物只有1种；
X
X
X
X
缺点：3. 一般单、双键的键长分别为 ： 0.154nm 和0 .134 nm而实际苯分子是一个正六边 形构型，且碳碳间键长完全相等，均为
0 .139nm （介于一般单、双键键长之间）
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苯分子结构的近代概念
120
0、139nm
2.间位定位基（第二类定位基）
间位定位基，使新引入的取代基主要进入原基团间位 （间位产物大于50%），且钝化苯环，使取代反应比苯难 进行。这类定位基能钝化苯环。
NO2 + HNO3 H2SO4

a e
怎样画椅式环己烷的构象式?
H H H H H H H H H H H H
a e
e a
(四) 取代环己烷的构象分析
空间张力
H 5 4 H H 6 1 3 2 H H
1,3-二竖键相互作用力
H
-7.5kJ/mol
4 3 H
5 H 2
6 1
H H H H
弱的引力
甲基在a键 5%
甲基在e键
95%
亲电取代反应（卤代、硝化、磺化、烷基化反应）； 侧链上的氧化反应 ； 侧链上的取代反应
掌握判断芳香性的的4n+2规则 掌握定位规律的应用
第一节 脂 环 烃
环烃又称闭链烃，为碳骨架成环状结构的一类 碳氢化合物。根据结构和性质，又可分为：
脂环烃(alicyclic hydrocarbon) 单脂环烃 多脂环烃
三、环烷烃的性质
脂环烃的物理性质和化学性质与相应的脂肪烃 相似。环烷烃性质似烷烃。 但小环的环烷烃不稳定, 容易发生开环加成反应。 (一) 自由基取代反应：
300℃
+ Br2 ——>
Br + H—Br
(二) 加成反应：
1. 催化加氢
CH2 + H2 H2C CH2 Ni 80℃ CH3—CH2—CH3
(1,2,3-trimethylbenzene)
若苯环上连接不同的烷基时，烷基名称的排列 顺序按“优先基团”后列出的原则，其位置的编号 应将简单的烷基所连的碳原子定为1-位，并以位号 总和最小为原则来命名。
CH2CH3
1 2 3
CH(CH3)2
CH3CH2CH2
5
1-乙基-5-丙基-2-异丙基苯 (1-ethyl-2-isopropyl-5-propylbenzene)