Bài giảng CYCLOALKAN

MONOCYCLOALKAN 1. Danh pháp: Cyclo + tên ankan tương ứng Nếu có mạch nhánh thì gọi tên nhánh từ đơn giản đến phức tạp Đánh số C trên mạch vòng xuất phát từ nhánh đơn giản theo chiều sao cho tổng các chữ số chỉ mạch nhánh là nhỏ nhất. Vòng 3,4 cạnh kém bền hơn vòng 5,6 cạnh Giả thuyết của Bayer: Tất cả các vòng đều có cấu tạo phẳng Góc lk bị biến dạng (khác 109o28’) và xuất hiện sức căng vòng Độ biến dạng càng lớn thì sức căng bayer càng lớn, vòng có năng lượng cao nên kém bền  = ½109o28’(góc lkvòng phẳng)

1 Danh pháp:

Cyclo + tên ankan tương ứng

• Nếu có mạch nhánh thì gọi tên nhánh từ đơn giản đến phức tạp

• Đánh số C trên mạch vòng xuất phát từ nhánh đơn giản theo

chiều sao cho tổng các chữ số chỉ mạch nhánh là nhỏ nhất.

Methylcyclopropan Methylcyclobutan

1-methyl-3-ethylcyclopentan 1-methyl-3-(n-propyl)cyclohexan

2

2 Đồng phân:

- Nhiều hơn alkan tương ứng.

- Có mạch nhánh thì số đồng phân tăng lên.

- Có đồng phân hình học cis-trans

ethylcyclohexan 1,2-dimethylcyclohexan 1,3-dimethylcyclohexan 1,4-dimethylcyclohexan

Cis 1,2-dimethylcyclohexan trans 1,2-dimethylcyclohexan

3 Độ bền vững của vòng:

Vòng 3,4 cạnh kém bền hơn vòng 5,6 cạnh

Giả thuyết của Bayer:

- Tất cả các vòng đều có cấu tạo phẳng -Góc lk bị biến dạng (khác 109 o 28’) và xuất hiện sức căng vòng

Độ biến dạng càng lớn thì sức căng bayer càng lớn, vòng có năng lượng cao nên kém bền

θ = ½[109 o 28’-ϕ(góc lk/vòng phẳng)]

4

Độ bền của h/c vòng còn phụ thuộc nhiều yếu tố : Cấu hình và nhiệt tạo thành (càng thấp thì vòng càng bền).

Các h/c có cấu hình lệch có năng lượng thấp Các nhóm CH 2 kề nhau của vòng ở cấu hình che khuất thì có sự ttác lẫn nhau (gọi

là sức căng Pitzer).

Để giảm sức căng Bayer, Pitze, h/c vòng có xu hướng phân bố

không đồng phẳng sao cho thuận lợi về năng lượng (thấp nhất)

4 Cấu dạng của cycloalkan

4.1 Cyclopropan

4.2 Cyclobutan

Có cấu dạng gãy gấp – cấu dạng xếp

Sự ttác gây ra sức căng Pitze

Sự ttác gây ra sức căng Pitze 4.3 Cyclopentan: Có hiện tượng “giả quay”

6

4.4 Cyclohexan: có 2 cấu dạng ghế và thuyền

Trục đ/xứng

(a)-methylcyclohexan

(e)-methylcyclohexan

Các nhóm thế có thể tích lớn và cấu tạo phức tạp thường tồn tại ở dạng equatorial.

H/c thế 2 lần của cyclohexan tồn tại các đphh:

Cấu dạng:

8

Cis 1,3 Trans 1,3 Cấu dạng:

5 Tính chất hóa học của cycloalkan

Các vòng 3,4 cạnh thể hiện t/c chưa no (p/ứ cộng hợp).

Các cyclopropan k o td KMnO 4 và ozon

Cycloalkan có thể tham gia ch/vị để tăng hay giảm độ lớn của vòng: Cyclohexan thể hiện t/c của hydrocarbon no:

HỢP CHẤT ĐA VÒNG

1 Hợp chất đa vòng cô lập:

Hai vòng lk trực tiếp hoặc bởi 1 mạch carbon

2 Hợp chất vòng ngưng tụ:

Bicyclohexyl 1,2-dicyclohexylethan

3 Hợp chất đa vòng có mạch cầu carbon

Tricyclo[3,3,1,1 3,7 ]decan

Tricyclo[4,3,0,0 2,9 ]nonan

4 Hợp chất vòng spiran

Dispiro[2,1,4,1]nonan

Dispiro[2,1,5,2]dodecan

4-methyl Dispiro[2,1,4,1]decan