发布时间 : 星期五 文章人卫有机化学5-2第二章 - - 烷烃和环烷烃 doc更新完毕开始阅读2ecf9e8c763231126edb1180
1-碘丙烷
环丁烷只有在加热时才能与溴、碘化氢发生开环加成。例如：
1,4-二溴丁烷
1-碘丁烷
同样，环戊烷和环己烷等环烷烃也很难与卤素、卤化氢发生开环加成反应。从上述反应不难看出，环丙烷和环丁烷最为活泼，容易发生开环加成；环戊烷和环己烷等相对稳定，较难开环，容易发生取代。但是两类环烷烃都难发生氧化，即便是最活泼的环丙烷也不能被高锰酸钾氧化。
第三节 构象
烷烃分子中的σ单键特点是成键原子可以围绕键轴任意旋转。例如在乙烷分子中，碳碳单键可以自由转动，假定固定其中一个碳原子，另一个碳原子围绕碳碳单键旋转，则每转动一个角度，乙烷分子中原子在空间就会形成一个排列形式，因此，乙烷在空间会形成若干不同排列形式，每个排列形式叫做乙烷的一个构象(cycloalkanes)，不同构象之间互称构象异构体，属于立体异构的一种。
一、乙烷和丁烷的构象
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（一）构象表示
在纸平面上将烷烃的空间构象以及构象异构体之间的差异表示出来，常用两种表示方式，一种是锯架式（也称透视式），一种是纽曼投影式。
锯架式是在分子球棍模型基础上，用实线表示分子中各原子或基团在空间的相对位置关系的一种表示形式。锯架式比较直观，分子中所有原子和键都能看见，但画起来有些难度。
乙烷锯架式 乙烷纽曼投影式
纽曼投影式是在分子球棍模型基础上，将视线放在碳碳键键轴上，距离观察者较近的一个碳原子用一圆圈表示，从圆圈中心开始画三条实线，表示该碳原子上所连的三个原子或原子团，距离观察者较远的碳原子因被较近碳原子遮挡，因而不画出，只从圆圈边线开始画三条实线，表示较远碳原子上所连的三个原子或者原子团。纽曼投影式书写方便，且在表示分子空间结构时比较直观。 （二）乙烷和丁烷的构象
由于碳碳单键的自由旋转，乙烷可以有无数个构象，但在这些构象中，交叉式和重叠式最为典型，其他构象处于两者之间的状态。
锯架式
乙烷交叉式构象 乙烷重叠式构象
纽曼投影式
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乙烷交叉式构象 乙烷重叠式构象
在乙烷交叉式构象中，一个碳原子上的碳氢键处于另一个碳原子上两个碳氢键中间位置。此时，两个碳原子上连接的氢原子相距最远，相互之间的斥力最小，因而分子内能最小，也最稳定，这种构象称为优势构象。在乙烷重叠式中，两个碳原子上的碳氢键两两重叠，两个碳原子上连接的氢原子相距最近，相互之间的斥力最大，分子内能最大，最不稳定。其他构象的内能和稳定性介于两者之间。尽管乙烷构象之间内能不同，但差异较小，常温下分子间的碰撞就足以使不同构象之间快速转变，无法分离出某个构象，因而乙烷实质上是交叉式和重叠式以及介于两者之间若干构象异构体的平衡混合物。交叉式最稳定，在平衡混合物中占有最高比例，所以一般情况下用交叉式表示乙烷。
丁烷分子中有三个碳碳单键，每个碳碳单键都可以通过自由旋转产生若干构象异构体。若固定丁烷两端碳原子，旋转中间两碳原子的单键，也会产生无数个构象，每转动一个60°就得到一个典型构象，这样一共得到四种代表性构象。如下所示：
全重叠式 邻位交叉式 部分重叠式 对位交叉式
在全重叠式中，体积最大的两个甲基处于重叠状态，距离最小，分子内斥力最大，能量最高，最不稳定；在对位交叉式中，体积最大的两个甲基距离最远，分子内斥力最小，能量最低，最稳定。四种构象内能高低顺序为：
全重叠式＞部分重叠式＞邻位交叉式＞对位交叉式
尽管丁烷不同构象之间存在内能差，但同样不能分离出单个构象异构体，
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和乙烷一样，丁烷也是若干构象的平衡混合体，其中对位交叉式是优势构象，是丁烷主要存在形式。
二、环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象
烷烃通过碳碳单键的旋转产生不同构象，环烷烃分子中碳碳单键的旋转因环的存在而受阻，但若两个或以上碳碳单键协同转动，则也会产生若干不同构象，且伴有键角的转动和变化。 （一）环丙烷构象
环丙烷分子中三个碳原子只能同处一平面，因而只有一种平面式构象。
环丙烷平面构象
环丙烷分子内存在较大角张力，且环丙烷平面式构象中，所有碳氢键都处于重叠状态，分子内存在较大斥力。因而，环丙烷是极不稳定的环烷烃。 （二）环丁烷构象
环丁烷存在两种典型构象，一种是四个碳原子位于同一平面的平面式构象，与环丙烷相似，分子内存在较大角张力，且碳原子上的碳氢键处于重叠状态，分子内斥力较大，因而平面式构象是环丁烷最不稳定的构象；另一种则是平面式构象中的一个碳原子沿平面向上或向下翻转形成的蝶式构象，环内碳碳键虽仍是弯曲键，但键角更接近109.5°，且相连碳原子上的氢原子处于交叉式，分子内角张力和斥力达到最小，因而蝶式构象是环丁烷的优势构象。
平面式构象 蝶式构象
（三）环戊烷构象
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