第四章环烃1(脂环烃)
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有机化学第四章环烃
环烷烃、环烯烃、环炔烃 2. 按碳环个数分 小环化合物 C3～C4 普通环化合物 C5～C7 中环化合物 C8～C11 大环化合物 ≥C12
第四章 环烃
03:12
Ⅰ. 脂环烃
5
H2 C H2C CH2
环丙烷 环丙烷
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 or
(
)
H2C C H2
H2 C
CH2 CH2
第四章 环烃
03:12
Ⅰ. 脂环烃
26
二．化学性质 “大环似烷，小环似烯”，小环指3、4碳的环。角张力使其不稳 定，易被打开。没达到轴向重叠，电子被束缚的程度小。
1、催化氢化：Pt、Pd或Ni的催化下，环丙烷和环丁烷开环加成
+ +
H2
Ni 800C Ni 2000C
CH3 CH2 CH3
H2
CH3 CH2 CH2 CH3
(5)
IUPAC规则中规定：甲苯、邻二甲苯、异丙苯、苯
乙烯等少数芳烃也作为母体命名。例：对叔丁基甲苯， 就不叫做1-甲基-4叔丁基苯
第四章 环烃
03:12
Ⅱ. 芳香烃
38
（6）当两个取代基相同时，则作为苯的衍生物来命名
CH CH2
1,4-二 乙 烯基 苯 CH CH2
2、多环芳香烃
（1）联苯类：苯环间以一个单键相连的，例如：
第四章 环烃
03:12
Ⅰ. 脂环烃
24
不讨论构象，只考虑构型时，可将其简写为：
H
H
H
CH3
CH3
CH3
CH3
H
课堂练习：画出顺式1，3-二甲基环已环的椅式构象图
第四章 环烃
03:12
第四章 环烃
03:12
Ⅰ. 脂环烃
5
H2 C H2C CH2
环丙烷 环丙烷
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 or
(
)
H2C C H2
H2 C
CH2 CH2
第四章 环烃
03:12
Ⅰ. 脂环烃
26
二．化学性质 “大环似烷，小环似烯”，小环指3、4碳的环。角张力使其不稳 定，易被打开。没达到轴向重叠，电子被束缚的程度小。
1、催化氢化：Pt、Pd或Ni的催化下，环丙烷和环丁烷开环加成
+ +
H2
Ni 800C Ni 2000C
CH3 CH2 CH3
H2
CH3 CH2 CH2 CH3
(5)
IUPAC规则中规定：甲苯、邻二甲苯、异丙苯、苯
乙烯等少数芳烃也作为母体命名。例：对叔丁基甲苯， 就不叫做1-甲基-4叔丁基苯
第四章 环烃
03:12
Ⅱ. 芳香烃
38
（6）当两个取代基相同时，则作为苯的衍生物来命名
CH CH2
1,4-二 乙 烯基 苯 CH CH2
2、多环芳香烃
（1）联苯类：苯环间以一个单键相连的，例如：
第四章 环烃
03:12
Ⅰ. 脂环烃
24
不讨论构象，只考虑构型时，可将其简写为：
H
H
H
CH3
CH3
CH3
CH3
H
课堂练习：画出顺式1，3-二甲基环已环的椅式构象图
第四章 环烃
03:12
04脂环烃(1)
4-Ethyl-1,1-dimethylcyclohexane 4-乙基 乙基-1,1-二甲基环己烷 乙基 二甲基环己烷
CH3 CH3
1,1-Dimethylcyclohexane 1,1-二甲基环己烷 二甲基环己烷
(3) 环烯 或炔 烃编号时，把1,2位留给双 或三 键碳原 环烯(或炔 烃编号时， 或炔)烃编号时 位留给双(或三 位留给双 或三)键碳原 使取代基位次尽可能小。 使取代基位次尽可能小 子，使取代基位次尽可能小。
+ H2
CH3 CH2 CH3
CH3 CH2 CH2 CH3
Ni 300。 C
CH3 CH2 CH2 CH2 CH3
（乙）加卤素
+ Br2
CCl4
CH2 CH2 CH2 Br Br
1,3-二溴丙烷 二溴丙烷
+ Br2 heat
CH2 CH2 CH2 CH2 Br Br
不能用溴褪 色的方法来 区别环烷烃 与烯烃！ 与烯烃！
CH3 CH3
H H CH3 CH3
反-1,3-二甲 二甲 基环丁烷
H
H
H
CH3
H H
CH3 CH3
顺-1,4-二甲 二甲 基环己烷
CH3 H
反-1,4-二甲 二甲 基环己烷
顺-1,3-二甲 二甲 基环丁烷
第二节 环烷烃的性质
一. 环烷烃的结构与稳定性
燃烧热: 燃烧热 指1mol化合物完全燃烧生成二氧化碳和水所放出的能 化合物完全燃烧生成二氧化碳和水所放出的能 其大小反映了分子能量的高低。 量，其大小反映了分子能量的高低。
。
60
。
90。
108。
120。
角偏差 49。28' 19。28'
CH3 CH3
1,1-Dimethylcyclohexane 1,1-二甲基环己烷 二甲基环己烷
(3) 环烯 或炔 烃编号时，把1,2位留给双 或三 键碳原 环烯(或炔 烃编号时， 或炔)烃编号时 位留给双(或三 位留给双 或三)键碳原 使取代基位次尽可能小。 使取代基位次尽可能小 子，使取代基位次尽可能小。
+ H2
CH3 CH2 CH3
CH3 CH2 CH2 CH3
Ni 300。 C
CH3 CH2 CH2 CH2 CH3
（乙）加卤素
+ Br2
CCl4
CH2 CH2 CH2 Br Br
1,3-二溴丙烷 二溴丙烷
+ Br2 heat
CH2 CH2 CH2 CH2 Br Br
不能用溴褪 色的方法来 区别环烷烃 与烯烃！ 与烯烃！
CH3 CH3
H H CH3 CH3
反-1,3-二甲 二甲 基环丁烷
H
H
H
CH3
H H
CH3 CH3
顺-1,4-二甲 二甲 基环己烷
CH3 H
反-1,4-二甲 二甲 基环己烷
顺-1,3-二甲 二甲 基环丁烷
第二节 环烷烃的性质
一. 环烷烃的结构与稳定性
燃烧热: 燃烧热 指1mol化合物完全燃烧生成二氧化碳和水所放出的能 化合物完全燃烧生成二氧化碳和水所放出的能 其大小反映了分子能量的高低。 量，其大小反映了分子能量的高低。
。
60
。
90。
108。
120。
角偏差 49。28' 19。28'
有机化学-第四章 环烃
环戊烷分子中，碳碳键的夹角为108°，接近sp3杂化轨 道间夹角，角张力很小，是比较稳定的环。
环己烷分子中6个碳原子不在同一平面上，碳原子之间的 键角为109°28′，分子中没有张力。
大环原子在不同的平面内，键角接近正常的键角，为
无张力环。
环三十烷
三、环己烷的构象
1 椅式构象和船式构象
六个碳原子均为sp3杂化，在保持键角109°28′不变的情况
H2SO4
NO2 NO2
甲苯硝化比苯容易，主要产物为邻位和对位取代产物。
CH3
HNO3 , H2SO4 30℃
CH3 NO2 +
CH3
NO2
(3) 磺化反应 苯与浓硫酸加热，或与发烟硫酸在室温下作用，生 成苯磺酸。苯磺酸也是强酸，酸性与硫酸接近。
浓 H2SO4 , 80℃ or H2SO4(SO3) , 室温
2 直立键和平伏键
椅式构象中的碳氢键可以分为两类，6个碳氢键与分
子的对称轴平行，叫做直立键或a键。
另外6个碳氢键指向环外，与直立键成109°28′的角， 平伏着向环外伸展，叫做平伏键或e键。
一个椅式构象的环己烷，可以通过碳碳单键的旋转变成 另一种椅式构象，叫做转环作用。
X
X
当环己烷上的氢原子被其它基团取代后，由于其它基团 都比氢原子大，所以取代基以e键和环相连占优势。
环己烷以上的环烷烃则很难发生加氢反应。
2 与溴的作用
环丙烷在室温下可以和溴进行亲电加成反应，生成开
链化合物。环丁烷要在加热条件下才能和溴加成。
+ Br2
BrCH2CH2CH2Br
1,3-二溴丙烷
+ Br2
Δ
BrCH2CH2CH2CH2Br
第四章 环烃
比如: 烷基-CH3，羟基-OH，烷氧基-OCH3, 氨基-NH2等，由于C，
O，N的电负性大于H，O的电负性大于C，所以都是给电子的； 如果A的电负性小于B，那么它就是吸电子的。 比如：硝基-NO2，羧基-COOH，醛基-CHO，都是吸电子的。
电负性：F>O>Cl>N>S>C>H
试判断下列化合物发生亲电取代，试剂进入苯环的位置。
e键：平伏键(横键) (equatorial bonds)
• a键转变成e键，e键转变成a键；
• 环上原子或基团的空间关系保持,即键的取向不变。
2) 船式构象
H H
6
183pm
5 4
H H
3
H H
1
H
H
H
6 5 3 1
H H H H HH
• 存在： 非键连作用； 扭转张力；
4
H H
H
2
2
H
H
稳定性：椅式构象环己烷 > 船式构象环己烷 室温下，平衡有利于椅式构象（优势构象）。 2. 取代环己烷的构象 1) 一取代环己烷的构象
六. 苯环上取代基的定位效应 1. 单取代苯的定位效应
苯环上已有基团对第二个取代基进入位置产生制约作用
1) 邻对位定位基 （使第二个取代基主要进入它的邻对位）
致活的邻对位定位基(除X外).X为致钝的邻对位定位基. 2) 间位定位基（使第二个取代基主要进入它的间位）
致钝的间位定位基。
若基团以：-AB 表示 如果A的电负性大于B，那么它就是给电子的。
3) 顺、反环烷烃 受环的限制,σ 键不能自由旋转。环上取代基在空间的 排列方式不同,产生顺反(几何)异构。
顺(cis):两个取代基在环同侧； 反(trans):两个取代基在环异侧。
有机化学课件--第四章脂环烃
有机化学课件--第四章脂 环烃
欢迎来到有机化学的世界。今天我们将探索脂环烃这一组合物，了解其定义、 特点、结构、化学反应以及在实际生活中的应用。
什么是脂环烃？
定义
脂环烃是一类具有环状结构且含有脂肪基团的有机化合物。
特点
脂环烃的骨架为碳环，不含杂原子，烷基称为脂基，环状结构导致化学性质独特。
类脂环烃的结构与示例
3
卤代烷环化
通过卤代烷的环化反应得到，如环丙烷环化为环丙基甲苯。
脂环烃的化学性质与反应
• 烷基脂环烃在氧化条件下易发生环内氧化作用，生成含有羟基或羰基的环状化合物。 • 类脂环烃可通过环内位阻、立体特异性、芳香性质等发生不同的化学反应。 • 环硅烷和环硅氧烷等特殊的脂环烃具有独特的缩合反应、断裂反应和环硅氧烷积分反应。
被广泛应用
脂环烃在工业、医药、生物学 等领域有着不可替代的作用， 是当今社会发展的重要支撑。
环保意义重大
研究和发展低排放、环保型新 材料和新工艺，是未来脂环烃 的发展方向。
与人工智能技术结合
结合人工智能技术，不断探索 新型催化剂、反应机制。
பைடு நூலகம்
脂环烃在生活中的应用
食品加工
如脂环烷代表食品添加剂：植物脂环酸、硬 脂环酸等，用于增加食品的稠度、保持柔软 度。
化学品制造
如环己烷广泛用于工业合成甲基环己烷，也 用于人工味料制造。
医药领域
如肝素和阿司匹林等药物的成分中含有脂环 烷结构。
生物学研究
如脂环烷、类固醇在生物学研究中有一定的 作用。
脂环烃的重要性及未来发展
萜类化合物
包括环烷类萜、环烯类萜、环 戊基萜等，常见于天然植物与 动物中。
类固醇
具有四环骨架中的三个6元环 和一个5元环，包括胆固醇、 睾酮、雌激素等。
欢迎来到有机化学的世界。今天我们将探索脂环烃这一组合物，了解其定义、 特点、结构、化学反应以及在实际生活中的应用。
什么是脂环烃？
定义
脂环烃是一类具有环状结构且含有脂肪基团的有机化合物。
特点
脂环烃的骨架为碳环，不含杂原子，烷基称为脂基，环状结构导致化学性质独特。
类脂环烃的结构与示例
3
卤代烷环化
通过卤代烷的环化反应得到，如环丙烷环化为环丙基甲苯。
脂环烃的化学性质与反应
• 烷基脂环烃在氧化条件下易发生环内氧化作用，生成含有羟基或羰基的环状化合物。 • 类脂环烃可通过环内位阻、立体特异性、芳香性质等发生不同的化学反应。 • 环硅烷和环硅氧烷等特殊的脂环烃具有独特的缩合反应、断裂反应和环硅氧烷积分反应。
被广泛应用
脂环烃在工业、医药、生物学 等领域有着不可替代的作用， 是当今社会发展的重要支撑。
环保意义重大
研究和发展低排放、环保型新 材料和新工艺，是未来脂环烃 的发展方向。
与人工智能技术结合
结合人工智能技术，不断探索 新型催化剂、反应机制。
பைடு நூலகம்
脂环烃在生活中的应用
食品加工
如脂环烷代表食品添加剂：植物脂环酸、硬 脂环酸等，用于增加食品的稠度、保持柔软 度。
化学品制造
如环己烷广泛用于工业合成甲基环己烷，也 用于人工味料制造。
医药领域
如肝素和阿司匹林等药物的成分中含有脂环 烷结构。
生物学研究
如脂环烷、类固醇在生物学研究中有一定的 作用。
脂环烃的重要性及未来发展
萜类化合物
包括环烷类萜、环烯类萜、环 戊基萜等，常见于天然植物与 动物中。
类固醇
具有四环骨架中的三个6元环 和一个5元环，包括胆固醇、 睾酮、雌激素等。
第四章 环 烃
CH2
强调：在室温时用 强调：在室温时用Br2-H2O或Br2-CCl4溶 或 不能将环丙烷及其衍生物与烯烃、 液不能将环丙烷及其衍生物与烯烃、炔烃 等区分开来。 等区分开来。
环丙烷对氧化剂较稳定，它不与KMnO4水溶液 环丙烷对氧化剂较稳定，它不与 或臭氧作用，故可用KMnO4溶液来区别环丙烷及其 溶液来区别环丙烷及其 或臭氧作用，故可用 衍生物和烯烃、炔烃等化合物 等化合物。 衍生物和烯烃、炔烃等化合物。
H3C CH3
顺-1，4-二甲基环己烷 ， 二甲基环己烷
反-1，4-二甲基环己烷 ， 二甲基环己烷
2. 螺环烃 脂环烃分子中两个碳环共有一个碳原子 脂环烃分子中两个碳环共有一个碳原子。
单螺环的命名:根据成环碳原子的总数称为螺某烷，在螺字后面的方括号 螺原子不计算在内） 将小 中，用阿拉伯数字标出两个碳环碳原子数目（螺原子不计算在内），将小 的数字排在前面， 隔开， 的数字排在前面，数字之间用下角圆点隔开，编号是从较小环中与螺原子相
第四章 环 烃
环烃是由碳 环烃是由碳和氢两种元素组成的环状化合物。根据它 是由 两种元素组成的环状化合物。 环状化合物 们的结构 性质，又可分为脂环烃 芳香烃。 结构或 脂环烃和 们的结构或性质，又可分为脂环烃和芳香烃。
§ 4~1 脂环烃
一、脂环烃的分类
碳原子的 饱和程度 饱和脂环烃 不饱和脂环烃 环炔烃 环烷烃 环烯烃
4.稠环烃 稠环烃
三、环烷的结构
说明： 说明：环烯烃 、环炔烃分子中的碳碳双键和碳碳 三键的电子结构与烯、炔烃相同， 三键的电子结构与烯、炔烃相同，故具有一般不 饱和键的通性。 饱和键的通性。
环烷烃的结构： 环烷中的碳原子为sp3杂化 环烷烃的结构： 环烷中的碳原子为 杂化。 杂化。
第四章环烃教学讲义
CH3
CH2Cl
光
Cl2 130-140℃
苯氯甲烷（氯化苄）
（2）硝化
浓H2SO4 HNO3 50-60℃
CH3
浓H2SO4
HNO3 10-30℃
NO2 H2O
硝基苯
CH3 NO2
CH3
Байду номын сангаас邻硝基甲苯
NO2 对硝基甲苯
解释：1、这是实验和工业上制备硝基化合物的方法之一； 2、甲苯比苯易硝化
（3）磺化
3.桥环的编号，从一个桥头开始，
循的最长桥编到另一个桥头，
再循余下的次长的桥编到桥头， 最短的桥最后编号。
二环壬烷
螺环烃：一个共用碳原子，两个碳环 共用的碳原子称为螺原子。
螺环（单螺环）命名原则：
1.螺作词头，成环碳原子的 总数作为母体烃的名称；
2.两个碳环（除螺原子外），
用阿拉伯数字由小到大表示；
CH3 115℃
H2SO4 5-15h
CH3
CH3
SO3H
10%-20%
邻甲苯磺酸
SO3H
75%-85%
邻甲苯磺酸
（4）付氏反应（付列德尔－克拉夫茨）
（A）烷基化反应（引入烷基的反应）
无 水 AlCl3
C H 3C H 2B r 80℃
C H 2C H 3H B r
乙 苯
常用催化剂：AlCl3、FeCl3、SnCl4、SbCl3、ZnCl2等 路易斯酸和HF、H2SO4、H3PO4等质子酸
休克尔规则：π电子数＝4n＋2 （n＝0，1，2，3…）
电 子 数 2 6 1 0
1 4
思考题：下列哪些是芳香性化合物？
1、
2、
有机化学 第4章 环烃(原版)
II.芳香烃
芳香烃的含义：不再仅指“含有苯环且有香 味”的物质，而是指“在结构上有某些特点 并具有芳香性的许多化合物”本节主要讨论 含有苯环的碳氢化合物。
分类：
单环芳烃 根据含苯环的数目苯
多环芳烃
命名：
1、单环芳香烃
（1）一元取代苯：简单的以苯为母体，复杂的苯 为取代基；
（2）多元取代苯：用邻、间、对或数字编号； （3）IUPAC规定：甲苯、邻二甲苯、异丙苯、
简写为
5、但凯库勒不能解释：
X与
X
X
X
实际上是相同的
6、现代物理方法证明：
H
120°
H
0.1397nm
H
正六边形结构 所有的原子共平面
120°
0.1397nm CC 键长均为 0.1397nm
H
H
CH键长均为 0.110nm
0.110nm H
所有键角都为 120°
根据杂化理论：苯分子中的碳原子都是以sp2杂化 轨道成键的，故键角均为120°，所有原子均在同 一平面上。 C-C（sp2-sp2）； C-H(sp2-s)。
（4）傅氏反应
在无水三氯化铝的催化下，苯与卤代烷反应， 生成烷基苯——傅氏烷基化反应。
+ CH3CH2Br 无水AlCl3
CH2CH3 + HBr
当引入的烷基为三个碳以上时，引入的烷基 会发生碳链异构现象。例如：
+ CH3CH2CH2Cl AlCl3
CH3 CH +
CH3
CH2CH2CH3
异丙苯（主 ） 正丙苯
命名：
1、简单的命名与相应的脂肪烃基本相同，在 名称前加一“环”字；
2、当环上有取代基，取代基位置数字按“最 小原则”将环编号，不同取代基顺序按“次 序规则”小的优先列出；
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H3C H3C
COOH + O C
CH3
可用于区别
CH3
环烷烃和烯烃
加热时用强氧化剂， 加热时用强氧化剂，或在催化剂作用下用空 气直接氧化， 气直接氧化，环烷烃可被氧化成不同的产物
O2，钴催化剂 钴催化剂
140~180℃，1~2.5MPa ℃
OH
O
+
CH2 CH2 COOH CH2 CH2 COOH
CH CH3 + HBr CH2
CH3 C Br
CH CH3
I CH3 + H I CH3CHCH2CH3
3. 氧化反应（小环对氧化剂相当稳定） 氧化反应（小环对氧化剂相当稳定）
O
O2
O +
O
H3C H3C
CH C
CH3 CH3
KMnO4 常温下， 常温下，饱和的环 对氧化剂稳定 H2O
双键对 氧化剂 不稳定
1,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚 烷
三环[ 2.2.1.02,6 ]庚烷
环丙烷的结构
环的结构及其稳定性
环丙烷的结构： 环丙烷的结构：
碳原子为 sp3杂化 为缓解角张力 形成弯曲键
Ｃ
105°
Ｃ
Ｃ
具有重叠构象， 氢原子排斥产生 “重叠张力”
Ｃ-Ｃ-Ｃ键角 偏离正常键 角产生角张 力 环丙烷分子具 有较高的内能， 有较高的内能， 不稳定
C2H5
CH3
十氢萘的构象
1. 名称
8 7 6 5 4 1 2 3
7 6 5 8 9 1 2 3 10 4
10 1 9 8 7 6
2 3 4 5
萘 naphthalene
十氢合萘（暜通名） 十氢合萘（暜通名） Decahydronaphthalene
二环[4.4.0]癸烷（学名） 癸烷（学名 二环 癸烷
H 1 H H 2 H H 3
H 6 H H 2 1 H H
H 1 H H 5
2.51A H 2 H 4 2.50A H
H 3 H 2.49A H
H 6 H
H
H
H H 4 H H
H 5 H H H 4 H 3 H
H 6 H H
5
*4. 环中相邻两个碳原子均为邻交叉。 环中相邻两个碳原子均为邻交叉。
取代环己烷的构象
反十氢萘比顺十氢萘稳定
菲烷的构象
H H H
H
金刚烷(自学)
<四> 环烷烃的合成
1、武慈合成法 、
XCH2CH2CH2X Na
2、芳香化合物的催化氢化 、
脂环烃小结 1 掌握环烷烃的异构和命名 2 了解环烷烃的性质 *3 掌握环己烷及衍生物的构象 4 了解环烷烃的合成
(2) 加卤素或卤化氢
用于环 丙烷的 鉴别 Br2 CCl4
BrCH2 CH2 CH2Br
HBr
CH3 CH2 CH2Br
四碳及以上环烷烃室温下均 不能与卤素或卤化氢反应
取代环丙烷与卤化氢的加成符合马氏规则 ：
CH3 CH
CH2
+ HBr
CH3 CH CH2 CH3 Br
CH3 CH3
CH2
H3C C H3C
环己烷的构象
船式构象
椅式构象
4-1
环己烷的椅式构象 环己烷椅式(Chair Form)构象的画法 环己烷椅式 构象的画法
H 1 H H H H 2 3 H H 4 H
H H H H
1 6
5
3 4
H
H 6 H H
5
H
H H
2
H
H
H
H
锯架式
纽曼式
环己烷椅式构象的特点
*1. 有6个a 键，有6个e 键。) 个 个 *2. 有C3对称轴。 对称轴。 *3. 有构象转换异构体 。
螺[2.4]庚烷
CH3
CH2CH3
2-甲基 乙基螺 甲基-6-乙基螺 甲基 乙基螺[3.3]庚烷 庚烷
桥环烃: 两个环共用两个或两个以上碳原子。 桥环烃: 两个环共用两个或两个以上碳原子。
二环[4.1.0]庚烷 二环[4.1.0]庚烷 [4.1.0]
二环[2.2.1]庚烷 二环[2.2.1]庚烷 [2.2.1]
多环体系
桥环：两个环共用两个或两个以上碳原子。 桥环：两个环共用两个或两个以上碳原子。
单环烷烃：分子中有一个碳环，通式为C 单环烷烃：分子中有一个碳环，通式为CnH2n
环丙烷
环丁烷
环戊烷
环己烷
环丁烷的异构: 环丁烷的异构:
环丁烷
CH3
甲基环丙烷
取代环烷烃的命名： 取代环烷烃的命名：
CH3
CH3 CH3 C CH2CHCH2CH3
〈二〉脂环烃的反应
1、取代 2、加成
60°
10 5°
3、氧化反应
1. 取代反应
Cl
+ Cl2
+
Br2
日光
+ HCl
Br
300℃
+
HBr HBr
+
Cl2
紫外光
Cl
+
HCl
与开链烷烃的性质相似
2. 加成反应
（1）催化加氢 ）
+
+
+
Ni H2 80℃
H3C CH2 CH3
易
Ni H2 200℃ H3C CH2 CH2 CH3 Ni H2 300℃ H3C CH2 CH2 CH2 CH3 难
第四章
环
烃
环烃的分类
环烷烃 脂环烃 环烯烃 环炔烃 单环芳烃 多环芳烃 非苯芳烃 单环烷烃 桥环烷烃 螺环烷烃 集合环烷烃
环烃
芳烃
多苯代脂烃 联苯 稠环芳烃
一、脂环烃
1 环烷烃的异构和命名 2 环烷烃的性质 3 环己烷及衍生物的构象 4 环烷烃的合成
〈一〉脂环烃的异构和命名
单环体系
小环： ～ 个碳原子 个碳原子。 小环：3～4个碳原子。 普通环： ～ 个碳原子 个碳原子。 普通环：5～7个碳原子。 中环： ～ 个碳原子 个碳原子。 中环：8～11个碳原子。 大环： 个以上碳原子 个以上碳原子。 大环：12个以上碳原子。 螺环：两个环共用一个碳原子， 用的碳叫螺碳。 螺环：两个环共用一个碳原子，共用的碳叫螺碳。
举例: 1,2-二甲基环己烷构象分析
CH3 CH3
顺式： 顺式：
CH3 H H
H CH3 H
H CH3
反式： 反式：
H H CH3
CH3
CH3 H
1,2-二甲基环己烷反式比顺式稳定 1,3-二甲基环己烷顺式比反式稳定 1,4-二甲基环己烷反式比顺式稳定
顺-1-甲基-2-叔丁基环己烷的构象
( CH3 )3C CH3 ( CH3 )3C H H H H CH3
CHCH3 CH3
CH3
1-甲基-3-异丙基环己烷
2,2-二甲基-4-环己基己烷
顺反异构： 顺反异构：
CH3 CH3
CH3
H
H
H
H
CH3
顺-1,2-二甲基环丙烷
反-1,2-二甲基环丙烷
多环烃
螺环烃：两个碳环共用一个碳原子的多环烃。 螺环烃：两个碳环共用一个碳原子的多环烃。 共用的碳原子叫螺原子。 共用的碳原子叫螺原子。
2. 十氢萘的构象 十氢萘有顺反异构体，平面投影式 十氢萘有顺反异构体，平面投影式：
H
H
顺十氢萘
H
H
H
反十氢萘
H
顺十氢萘
（ae）
（ae）
反十氢萘
7 8 A 6 5 10 B 4 3 9 2
1
不能翻转
（ee）
(A) 环：有两个取代基，产生一个邻交叉。 有两个取代基，产生一个邻交叉。 (B) 环：有两个取代基，产生一个邻交叉。 有两个取代基，产生一个邻交叉。
写出顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷较稳定的构象
CH3 H
( CH3 )3 C
H
环己烷环的平面表示方法
CH3 CH3 CH3 = CH3
课堂练习
画出下列各二元取代环己烷最稳定的构象。 画出下列各二元取代环己烷最稳定的构象。
（1）顺-1-氯-2-溴环己烷
Br Cl
甲基- 乙基环己烷 （2）反-1-甲基 4-乙基环己烷 ） 甲基
HNO3
加 热
环己烷的结构
〈三〉 环己烷及衍生物的构象
1890年，H. Sachse 对拜尔张力学说提出异议。 年 对拜尔张力学说提出异议。 提出非平面、无张力环学说。 1918年，E. Mohr 提出非平面、无张力环学说。指 年 出用碳的四面体模型可以组成两种环己 烷模型。 烷模型。
椅式构象
船式构象
<1> 一取代环己烷的构象
R
R
R:
CH3 CH(CH3)2 97%
95%
5%
3% ) C(CH 很少
ห้องสมุดไป่ตู้
3 3
99.99%
一元取代环己烷，取代基以e键与环相连的构象最稳定 。取代基体积愈大，以e键与环相连的构象占的比例愈大。
<2> 多取代环己烷的构象
(1) 多取代环己烷最稳定的构象是e取代基最多的构象； (2) 环上有不同取代基时，体积较大的取代基为e键的构象最稳定。 二甲基环己烷的构象分析 二甲基环己烷的燃烧热(不要求)