有机化学课件(贺红举)第三章脂环烃
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大学有机化学课件第三章 脂环烃
第三章 脂环烃 (4学时)教学目的：通过本章教学使学生获取环烷烃结构、构象及环烷烃的化学性质方面的知识，掌握环己烷及其衍生物的构象，椅式构象与船式构象的稳定性及相互的转化，取代环己烷的稳定构象与它们的名称。
了解环丙烷、环丁烷、环戊烷及中环与大环化合物的结构与构象，了解环烷烃的化学性质及制备方法。
主要教学内容：1、脂环烃的分类和命名2、环丙烷、环丁烷、环戊烷的结构及构象3、环己烷的构象（船式与椅式构象）4、船式与椅式构象的转化5、环己烷衍生物的稳定构象6、中环与大环化合物的构象7、脂环烃的性质8、脂环烃的制备教学重点：环己烷及其衍生物的构象教学难点：船式与椅式构象的转化，环己烷及其衍生物的稳定构象教学方法：应用棍球模型及国外教科书中的多媒体动画帮助学生理解环丙烷、环丁烷、环戊烷的结构及构象；环己烷及其衍生物的构象，船式与椅式构象的转化。
同时布置有关习题让学生巩固与加深这方面的知识，并提出在后来的学习中哪些章节将会遇到这方面的知识，使学生重视。
参考书：北京师大尹冬冬主编的《有机化学》上册，高教出版社，2003年南京大学胡宏文主编的《有机化学》上册，第三版，高教出版社，2001年T.W.Graham Solomons Organic Chemistry, 1996, Sixth Edition, University of South Florida前言：脂环烃（alicyclic hydrocarbons）是碳干成环状而其化学性质与开链烃相似的烃类。
本章主要讨论环烷烃。
第一节脂环烃的分类命名和异构现象一、分类CH3饱和脂环烃环烷烃 如：（）1．环烯烃如：（ ）不饱和脂环烃 环炔烃环的大小： 小环（３～４元）；普通环（５～７元）；中环（（８～１２元）和２． 大环（十二碳以上）。
环的多少： 单环； 多环（桥环， 螺环）二、命名１．环烷烃的命名（１） 根据分子之中成环碳原子数目，称为环某烷。
（２） 把取代基的名称写在环烷烃的前面。
高中化学第三章烃的含氧衍生物3.3.2酯课件新人教版选修5
CH3COOH+C2H5OH。 CH3COONa+C2H5OH。
一
二
请思考在乙酸乙酯的水解反应中,酸作催化剂和碱作催化剂有什 么不同? 提示:无机酸、碱都是乙酸乙酯水解反应的催化剂。在无机酸催 化下,乙酸乙酯的水解反应仍为可逆反应。 CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH 当用碱作乙酸乙酯水解反应的催化剂时,碱与水解生成的乙酸发 生中和反应,抑制了酯化反应,可使水解反应趋于完全。 CH3COOC2H5+NaOH CH3COONa+C2H5OH 故在酯的水解反应中,酸只作催化剂,碱既作催化剂又作反应物。
知识点1
知识点2
解析:该物质的苯环上直接连有羧基,因此具有酸性,且酸性强于 碳酸 (酚羟基结构也能与 CO2 3 反应生成HCO3 ), 故能与纯碱溶液反应, 选项A正确;该物质中含有酯基,因此可以水解,且水解产物只有一 种(在酸性条件下水解生成3,4,5-三羟基苯甲酸),因此选项B正确;能 与NaOH反应的有苯环支链的酚羟基、酯基、羧基,其中酯基水解 后生成1 mol羧基和1 mol酚羟基,所以1 mol该有机物最多能与8 mol NaOH反应,故C选项不正确;酚羟基的邻位和对位上的氢原子 易被溴取代,故该有机物能与溴水发生取代反应,选项D正确。 答案:C
知识点1
知识点2
知识点2 酯化反应和酯的水解在有机推断中的应用 【例题2】 乙酸苯甲酯具有提升花香和果香香味的作用,故常用 于化妆品工业和食品工业中,乙酸苯甲酯的合成方案为:
A D(
B(C7H7Cl) )
C
(1)写出A、C的结构简式。 (2)写出C与CH3COOH反应生成D的化学方程式。
知识点1
一
有机化学课件-脂环烃
H3C CH3
H3C CH3
环烷烃的立体异构：顺反异构
表示方法1.
➢ 顺反异构用 “顺”或“反” 注明基团相对位 置。
➢英文用“cis” 和“trans”表示。
面镜
顺-1，2-二甲基环丙烷
表示方法2.
CH3
CH3
反-1，2-二甲基环丙烷
CH3
H
H
H
顺-1，4-二甲基环己烷
H
CH3
反-1，4-二甲基环己烷
2) 多取代环己烷：
CH3
H3C
H3C H3C
顺-1，2-二甲基环己烷
反-1，2-二甲基环己烷
H
CH 3
a键(直立键)
H
(H3C)3C
e键(平伏键) 体积大的取代基放在e键上的椅式构象最稳定
思考题
1. 指出下列构象异构体中哪一个是优势构象。
CH3
C(CH3)3
(CH3)3C
CH3
2. 写出顺-2-甲基环己醇的优势构象。
HNO3 HOOC
COOH
§2.2 环烯烃和环二烯烃
(1) 加成反应 (2) 氧化反应
+ Br2 CCl4 CH3 + HI
H Br Br H
环正离子中间体， 反式加成。
CH3 碳正离子中间体，
I
马氏规则。
KMnO4 CH3 CHCH2COOH CH2CH2COOH
O3 Zn, H2O CH2CH2CHO CH2CH2CHO
2.27Å
§5.4 环烷烃的结构
4. 环己烷的结构及构象
椅式构象
H
H
3
H
H
21Biblioteka H H456H H
有机化学—脂环烃
❖ 故三元环的结构特殊。
❖ 现代物理方法测定，环丙烷分子中： 角 C-C-C = 105.5°; H-C-H =114°。
H
键
❖ 所以环丙烷分子中碳原子之间的sp3杂化轨道 是以弯曲键（香蕉键）相互交盖的。
❖ 由图可见，环丙烷分子中存在着较大的张力 （角张力和扭转张力），是一个有张力环，所
H
以易开环，所以易开环，发生加成反应
根据碳环数目
分类
是否含有重键
成环碳原子数目
1、按脂环烃中含碳环数目分类
脂环烃
单环脂环烃：小环（3-4）；普通环（5-7）； 中环（8-12）和大环（>12），其中五环、六 环最常见。
二环脂肪烃（螺环，桥环）
多环脂环烃
单环
螺环
桥环
多环
❖二环脂肪烃之螺环烃
共用一个碳原子的双环为螺环烃 螺原子：共用的碳 按碳原子总数称螺某烷
1-甲基-3-异丙基 环己烷
111-甲--1甲甲环-基环甲环基基己环-基己己3--33烷-己烷-烷异-3异异烷-丙异丙丙基丙基基基
二、环的张力及环己烷的构象
1、环的张力
❖ 环丙烷的结构
❖ 理论上：
❖ 饱和烃，C为sp3杂化,键角为109.5°
自相
H
❖ 三碳环，成环碳原子应共平面，内角为60° 矛盾
脂环烃是指碳干为环状而性质和开链烃相似的烃 类。脂环烃及其衍生物广泛存在于自然界，尤其是在
石油和植物中。由植物第的花四、章叶、茎脂、根环、烃果皮等提
取出来的香精油（挥发油），都含有大量的不饱和脂 环烃及其含氧的脂环化合物。它们大多具有生理活性。
第一节 脂环烃的分类
定义：链状烷烃碳链的首尾两个碳原子以单链 相连，形成具有环状结构的烷烃成为环烷烃。
《医学有机化学教学课件》第三章环烃(脂环烃)
1
脂环烃化合物在植物中的分布
鱼腥草油中含有芳香性环烃，而隐球菌菌丝体里则含有螺环烷类物质。
2
脂环烃类物质在进化中的作用
环烃如类胡萝卜素是植物的颜色素，它在进化过程中发挥着重要作用。
3
脂环烃化合物在医学上的应用
类固醇激素和环状抗生素等化合物的发现与应用也为医学领域做出了重要贡献。
环烃的合成方法
1 环化合成法
在环上找到一点开始顺时针或逆时针编序 数，用斜线表示连接点。
脂环烃的结构和性质
脂基位置的影响
脂基在环上位置不同会影响到脂环烃的物理和化学 性质，如沸点、熔点、稳定性等。
骨架结构的影响
不同骨架结构会对脂环烃的性质产生不同的影响， 如反式环烷的形成需要消耗更大能量。
分子量与沸点的关系
分子量越大，分子间作用力越强，沸点也就越高。
2 重排反应合成法
3 金属催化合成法
通过高分子化学合成制备出 具有特定结构的环状化合物。
通过环的重排反应合成出具 有结构多样性的环烃化合物。
利用金属催化剂协助合成环 烃化合物。
环烃的应用和实际案例
聚合物材料
很多合成树脂、橡胶等材料都是 通过环烃基团反应合成的。
臭氧层破坏物质
乙烯基化学品大量使用会导致臭 氧层损失，引起环境问题。
医学有机化学教学课件
本课程的第三章将介绍有机化合物的一种类型：环烃（脂环烃），它们的结 构、性质、合成方法以及在生物体中的重要性等。
环烃的分类和命名规则
1
环烷的统一命名法
2
利用顺序数、按烷基字母顺序排列、标明
立体异构体等。
3
螺环烷的命名法
根据环上的碳原子数和螺旋角度等因素进 行命名。
大学有机化学之脂环烃ppt课件
从环丁烷开始，成环碳原子均不在同一平面上。
蝴蝶型(环丁烷)
信封型
扭曲型 环戊烷
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
环丁烷
环戊烷
环己烷（六元环）最稳定，其次是环戊烷 （五元环）；大环都是稳定的；小环中的 环丙烷最不稳定，其次是环丁烷。
(四) 环烷烃的结构与稳定性
燃烧热:指1mol化合物完全燃烧生成二氧化碳和 水所放出的能量，其大小反映了分子能量的高低。
名称
成环 分子燃烧热 碳数 /KJ·mol-1
－CH2－的 平均燃烧热
/KJ·mol-1
名称
成环 碳数
分子燃烧热 /KJ·mol-1
－CH2－的 平均燃烧热
/KJ·mol-1
环丙烷 3
+ H2 2N00i。C CH3 CH2 CH2 CH3
+ H2 3N00i。C CH 3 CH 2CH 2CH 2CH 3
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（乙）加卤素
• 按照分子中所含碳环的烯 甲基环己烷
二环脂环烃
十氢化萘 降冰片烷
多环脂环烃
螺[2,4]庚烷
立方烷 棱烷
篮烷
金刚烷
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
环戊烷
环己烯
环辛炔
脂环烃的构造异构现象比脂肪烃复杂，如环烷烃C5H10 的构造异构体有：
蝴蝶型(环丁烷)
信封型
扭曲型 环戊烷
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
环丁烷
环戊烷
环己烷（六元环）最稳定，其次是环戊烷 （五元环）；大环都是稳定的；小环中的 环丙烷最不稳定，其次是环丁烷。
(四) 环烷烃的结构与稳定性
燃烧热:指1mol化合物完全燃烧生成二氧化碳和 水所放出的能量，其大小反映了分子能量的高低。
名称
成环 分子燃烧热 碳数 /KJ·mol-1
－CH2－的 平均燃烧热
/KJ·mol-1
名称
成环 碳数
分子燃烧热 /KJ·mol-1
－CH2－的 平均燃烧热
/KJ·mol-1
环丙烷 3
+ H2 2N00i。C CH3 CH2 CH2 CH3
+ H2 3N00i。C CH 3 CH 2CH 2CH 2CH 3
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（乙）加卤素
• 按照分子中所含碳环的烯 甲基环己烷
二环脂环烃
十氢化萘 降冰片烷
多环脂环烃
螺[2,4]庚烷
立方烷 棱烷
篮烷
金刚烷
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
环戊烷
环己烯
环辛炔
脂环烃的构造异构现象比脂肪烃复杂，如环烷烃C5H10 的构造异构体有：
有机化学课件贺红举第三章脂环烃
+ Cl2
Cl + HCl
300℃ Cl2
CH3
光
Br2
Cl
CH3 Br
HCl HBr
思考题1:
CH
CH3 C
CH3
KMnO4 H+
?
COOH + O C CH3
CH3
思考题2:如何鉴别丙烷、环丙烷、丙烯？
CH3CH2CH3 CH2=CHCH 3
不褪色
Br2/CCl4
褪色
褪色
KMnO4溶液
不褪色 褪色
• 香精油主要成分是萜类化合物（具有 (C5H8)n通式以及其含氧和不同饱和程度 的衍生物,可以看成是由异戊二烯或异戊 烷以各种方式连结而成的一类天然化合 物）是天然植物香料最主要的商品形态 之一，是以香料植物的花卉、根、叶、 茎、枝、木、皮、籽或分泌物为原料， 经蒸馏、干馏、萃取、压榨等工艺提取 的具有香味的精油物质。
三、加成反应 1.催化加氢
+
H2
Ni。
80 C
CH3CH2CH3
+ H2
Ni
200 。C
CH3CH2CH2CH3
不 易
+ H2
Pt
300 。C
CH3(CH2)3CH3
开 环
2.加卤素
Br2/CCl4
CH3 CH3
CH3
Br2/CCl4
Br2/CCl4
CH2-CH2-CH2
Br
Br
CH3 CH3
CH3 C-CH-CH2 Br Br
第三节 环烷烃的化学性质 • 脂环烃的化学性质与相应的脂肪烃类似. • 具有环状结构的特性
• 小环似烯 大环似烷
有机化学第3章-1-环烃(脂环烃)
CH2
C6 H2
8
CH2 C4
5CH
CH3
1
CH2 2 CH2
3CH2
5-甲基螺[3 .4] 辛烷
9 10 1 2 8
5 7 64 3
螺[4.5]癸-1,6-二烯
§3-1 脂环烃
3. 桥环烃的命名
① 桥环烃编号方法---从桥头碳开始，由大桥到小桥顺序编号。
② 桥环烃命名方法---参与成环的总碳数为母体，用某环作
（一）五元环以上烃性质
1.游离基取代反应
CH2 CH2
hv
CH2 + Br2
CH2 CH2
CH2 CH2 CH-Br
CH2 CH2
2.亲电加成（不饱和环烃） Br Br
CH3
+ Br2
+ HI
H3C I H
不对称时产物符合马氏规则
§3-1 脂环烃
3.氧化反应
CH H3C-CH CH
KMnO4 / H+
饱和脂环烃通式：CnH2n
● 结构中所有的键都是σ键
脂环烃的特点
● 性质上以开链的烃相似；比较稳定 ● 结构上其碳架是环状。
● 碳原子采用SP3杂化,理论键角109.5°
● 分子中存在角张力,环越小角张力越大, 分子越不稳定,易开环发生加成反应
§3-1 脂环烃
一、 分类与命名
(一)分类
单环烃
按 环 大
词头，词头与母体之间用方括号，并
写上每条桥的碳数（先大桥后小桥）。
7
CH2
8
C1H3 C
CH22
CH-CH3 CH23
Cl CH CH
6
5
C4 H2
1,8-二甲基-6-氯二环[3.2.1]辛烷
C6 H2
8
CH2 C4
5CH
CH3
1
CH2 2 CH2
3CH2
5-甲基螺[3 .4] 辛烷
9 10 1 2 8
5 7 64 3
螺[4.5]癸-1,6-二烯
§3-1 脂环烃
3. 桥环烃的命名
① 桥环烃编号方法---从桥头碳开始，由大桥到小桥顺序编号。
② 桥环烃命名方法---参与成环的总碳数为母体，用某环作
（一）五元环以上烃性质
1.游离基取代反应
CH2 CH2
hv
CH2 + Br2
CH2 CH2
CH2 CH2 CH-Br
CH2 CH2
2.亲电加成（不饱和环烃） Br Br
CH3
+ Br2
+ HI
H3C I H
不对称时产物符合马氏规则
§3-1 脂环烃
3.氧化反应
CH H3C-CH CH
KMnO4 / H+
饱和脂环烃通式：CnH2n
● 结构中所有的键都是σ键
脂环烃的特点
● 性质上以开链的烃相似；比较稳定 ● 结构上其碳架是环状。
● 碳原子采用SP3杂化,理论键角109.5°
● 分子中存在角张力,环越小角张力越大, 分子越不稳定,易开环发生加成反应
§3-1 脂环烃
一、 分类与命名
(一)分类
单环烃
按 环 大
词头，词头与母体之间用方括号，并
写上每条桥的碳数（先大桥后小桥）。
7
CH2
8
C1H3 C
CH22
CH-CH3 CH23
Cl CH CH
6
5
C4 H2
1,8-二甲基-6-氯二环[3.2.1]辛烷
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第三章 脂环烃
第一节 脂环烃的分类、异构和命名 定义: 在结构上具有环状碳骨架， 而性质上和开链脂肪 烃相似的烃类。 一.脂环烃的分类: 1.可根据脂环烃分子中所含的碳环数目不同，分为 单环、二环和多环脂环烃。
双环[2.1.0]戊烷
2.根据分子中组成环的碳原子数目分类
3.根据碳环中是否有含有双键和三键来分 类
环戊烯
环辛炔
1,3-环己二烯
带有侧链的环烯烃命名:
(A) 若只有一个不饱和碳上有侧链,该不饱和碳编号为1;
(B) 若两个不饱和碳都有侧链或都没有侧链,则碳原子编 号顺序除双键所在位置号码最小外,还要同时以侧链位 置号码满足最低系列原则.
CH3
1
6
2
5
3
4
1-甲基-1-环己烯
2
H3C 3
1
4
6
5
3-甲基-1-环己烯
一、环己烷
在环己烷分子中，六个碳原子不在同一平面内， 碳碳键之间的夹角可以保持109.5°因此环很稳定。
无色液体，沸点80.8℃，易挥发，不溶于水，易溶 于有机溶剂
以苯为原料催化加氢制得 合成尼龙纤维，制造己二醇己二胺等
二、环戊二烯
无色液体，沸点41.5℃，易燃，易挥发， 不溶于水，易溶于有机溶剂
脂环烃
饱和脂环烃 不饱和脂环烃
环烷烃 如
... ...
环烯烃 如
... ...
环二烯烃 如
... ...
环炔烃 如
... ...
二、脂环烃的异构现象
• 单环烷烃通式CnH2n ，与开链单烯烃为同 分异构体
• 最简单的环烷烃是环丙烷，没有环状异 构体
环烷烃的顺反异构:
由于碳原子连接成环,环上C-C单键不能自由旋转. 只要环上有两个碳原子各连有不同的原子或基团, 就有构型不同的顺反异构体.
+ Cl2
Cl + HCl
300℃ Cl2
CH3
光
Br2
Cl
CH3 Br
HCl HBr
思考题1:
CH
CH3 C
CH3
K M n O4 H+
?
COOH + O C CH3
CH3
思考题2:如何鉴别丙烷、环丙烷、丙烯？
CH3CH2CH3 CH2=CHCH3
不褪色
Br2/CCl4
褪色
褪色
KMnO4溶液
不褪色 褪色
• 香精油主要成分是萜类化合物（具有 (C5H8)n通式以及其含氧和不同饱和程度 的衍生物,可以看成是由异戊二烯或异戊 烷以各种方式连结而成的一类天然化合 物）是天然植物香料最主要的商品形态 之一，是以香料植物的花卉、根、叶、 茎、枝、木、皮、籽或分泌物为原料， 经蒸馏、干馏、萃取、压榨等工艺提取 的具有香味的精油物质。
顺-1,4-二甲基环己烷
反-1,4-二甲基环己烷
三、脂环烃的命名:
1.单环烷烃的命名(与烷烃相似)
(A) 以碳环作为母体,环上侧链作为取代基命名;
(B) 环状母体的名称是在同碳直链烷烃的名称前
加一“环”字.
(C) 取代基较多时,命名时应把取代基的位置标出.
(D) 环上碳原子编号,以取代基所在位置的号码最
小为原则.
CH3
5
1 CH3
2
4
3
1,2-二甲基环戊烷
1-甲基-3-乙基环己烷 **小取代基为1位.
1,1,4-三甲基环己烷
2. 环烯(炔)烃 --脂环烃的环上有双键(或叁键).
• 命名与开链烃相似:以不饱和碳环为母体,侧链为取 代基.
• 碳环上的编号顺序:应是不饱和键所在的位置号码最 小.
• 对于只有一个不饱和键的环烯(或炔)烃,双键或叁键 位置可不标.
`
加 成 反 应
溴 可 鉴 烷
CH2-CH2-CH2-CH2
Br
Br
Br2/CCl4
不起加成，而是取代反应
3.加卤化氢
环
+ HBr H2O CH3CH2CH2Br
开环
+ HBr + HBr
不反应 不反应
思考题:
+ HBr
CH3
?CH3 C CH2 CH3
Br
环的破裂发生在含H最多和最少的两个碳 原子之间，且符合马氏规律.
石油裂解中分离，恶客有环戊烷或环戊烯 催化脱氢制得
合成农药、橡胶、高能燃料等
环烷烃的性质
1.取代反应：在光和热的引发下，环烷烃与烷烃一样可发生自由基取代反应。例如发生卤代 反应，生成相应的卤代物。
第三节 环烷烃的化学性质 • 脂环烃的化学性质与相应的脂肪烃类似. • 具有环状结构的特性
• 小环似烯 大环似烷
一、氧化反应 在常温下，环烷烃与一般氧化剂都不起反应
CH2=CH2 KMnO4
紫色退去
不退色
催化剂用空气氧化
• 得环己醇或环己酮
加热用强氧化剂
HNO 3 △
COOH COOH
二、取代反应（小了易开环）
• 类固醇是广泛分布于生物界的一大类环戊稠全氢化菲（ 由 3个六碳环己烷和一个五碳环组成的稠合四环化合物 ）衍生物的总称。又称类甾醇、甾族化合物。类固醇包 括固醇（如胆固醇、羊毛固醇、谷甾醇、豆甾醇、麦角 甾醇），胆汁酸和胆汁醇，类固醇激素（如肾上腺皮质 激素、雄激素、雌激素），昆虫的蜕皮激素，强心苷和 皂角苷配基以及蟾蜍毒等。此外还有人工合成的类固醇 药物如抗炎剂（氢化泼尼松、地塞米松），促进蛋白质 合成的类固醇药物和口服避孕药等。类固醇化合物不含 结合的脂肪酸，是非皂化性脂质；这类化合物属于类异 戊二烯物质，是由三萜环化再经分子内部重组和化学修 饰而生成的。
三、加成反应 1.催化加氢
+
H2
Ni。
80 C
CH3CH2CH3
+ H2
Ni
200 。C
CH3CH2CH2CH3
不 易
+ H2
Pt
300 。C
CH3(CH2)3CH3
开 环
2.加卤素
Br2/CCl4
CH3 CH3
CH3
Br2/CCl4
Br2/CCl4
CH2-CH2-CH2
Br
Br
CH3 CH3
CH3 C-CH-CH2 Br Br
CH3
1,6-二甲基-1-环己烯
CH3
5
4
1
3
2
5-甲基-1,3-环戊二烯
第二节脂环烃的物理性质
一、物态 C3 —— C4 环烷烃为气体 C5 ——C11 环烷烃为液体 二、熔点、沸点
环烷烃的熔点和沸点都比相应的烷烃要高 一些. 三、相对密度 相对密度也比相应的烷烃高,但比水轻. 四、溶解性
第四节 环烷烃的来源制法及重要的脂环烃
石油是环烷烃的主要来源之一 一、环己烷 主要物理性质：无色液体，沸点80.8℃，易挥发，不溶 于水，可溶于许多有机溶剂。 工业制法：苯催化加氢 用途：合成尼龙，制造己二酸等 二、环戊二烯 主要物理性质：无色液体，沸点41.5℃，易燃、易挥发 ，不溶于水，易溶于许多有机溶剂。 工业制法：石油裂解、环戊烷或环戊烯催化脱氢制得 用途：药物合成橡胶
第一节 脂环烃的分类、异构和命名 定义: 在结构上具有环状碳骨架， 而性质上和开链脂肪 烃相似的烃类。 一.脂环烃的分类: 1.可根据脂环烃分子中所含的碳环数目不同，分为 单环、二环和多环脂环烃。
双环[2.1.0]戊烷
2.根据分子中组成环的碳原子数目分类
3.根据碳环中是否有含有双键和三键来分 类
环戊烯
环辛炔
1,3-环己二烯
带有侧链的环烯烃命名:
(A) 若只有一个不饱和碳上有侧链,该不饱和碳编号为1;
(B) 若两个不饱和碳都有侧链或都没有侧链,则碳原子编 号顺序除双键所在位置号码最小外,还要同时以侧链位 置号码满足最低系列原则.
CH3
1
6
2
5
3
4
1-甲基-1-环己烯
2
H3C 3
1
4
6
5
3-甲基-1-环己烯
一、环己烷
在环己烷分子中，六个碳原子不在同一平面内， 碳碳键之间的夹角可以保持109.5°因此环很稳定。
无色液体，沸点80.8℃，易挥发，不溶于水，易溶 于有机溶剂
以苯为原料催化加氢制得 合成尼龙纤维，制造己二醇己二胺等
二、环戊二烯
无色液体，沸点41.5℃，易燃，易挥发， 不溶于水，易溶于有机溶剂
脂环烃
饱和脂环烃 不饱和脂环烃
环烷烃 如
... ...
环烯烃 如
... ...
环二烯烃 如
... ...
环炔烃 如
... ...
二、脂环烃的异构现象
• 单环烷烃通式CnH2n ，与开链单烯烃为同 分异构体
• 最简单的环烷烃是环丙烷，没有环状异 构体
环烷烃的顺反异构:
由于碳原子连接成环,环上C-C单键不能自由旋转. 只要环上有两个碳原子各连有不同的原子或基团, 就有构型不同的顺反异构体.
+ Cl2
Cl + HCl
300℃ Cl2
CH3
光
Br2
Cl
CH3 Br
HCl HBr
思考题1:
CH
CH3 C
CH3
K M n O4 H+
?
COOH + O C CH3
CH3
思考题2:如何鉴别丙烷、环丙烷、丙烯？
CH3CH2CH3 CH2=CHCH3
不褪色
Br2/CCl4
褪色
褪色
KMnO4溶液
不褪色 褪色
• 香精油主要成分是萜类化合物（具有 (C5H8)n通式以及其含氧和不同饱和程度 的衍生物,可以看成是由异戊二烯或异戊 烷以各种方式连结而成的一类天然化合 物）是天然植物香料最主要的商品形态 之一，是以香料植物的花卉、根、叶、 茎、枝、木、皮、籽或分泌物为原料， 经蒸馏、干馏、萃取、压榨等工艺提取 的具有香味的精油物质。
顺-1,4-二甲基环己烷
反-1,4-二甲基环己烷
三、脂环烃的命名:
1.单环烷烃的命名(与烷烃相似)
(A) 以碳环作为母体,环上侧链作为取代基命名;
(B) 环状母体的名称是在同碳直链烷烃的名称前
加一“环”字.
(C) 取代基较多时,命名时应把取代基的位置标出.
(D) 环上碳原子编号,以取代基所在位置的号码最
小为原则.
CH3
5
1 CH3
2
4
3
1,2-二甲基环戊烷
1-甲基-3-乙基环己烷 **小取代基为1位.
1,1,4-三甲基环己烷
2. 环烯(炔)烃 --脂环烃的环上有双键(或叁键).
• 命名与开链烃相似:以不饱和碳环为母体,侧链为取 代基.
• 碳环上的编号顺序:应是不饱和键所在的位置号码最 小.
• 对于只有一个不饱和键的环烯(或炔)烃,双键或叁键 位置可不标.
`
加 成 反 应
溴 可 鉴 烷
CH2-CH2-CH2-CH2
Br
Br
Br2/CCl4
不起加成，而是取代反应
3.加卤化氢
环
+ HBr H2O CH3CH2CH2Br
开环
+ HBr + HBr
不反应 不反应
思考题:
+ HBr
CH3
?CH3 C CH2 CH3
Br
环的破裂发生在含H最多和最少的两个碳 原子之间，且符合马氏规律.
石油裂解中分离，恶客有环戊烷或环戊烯 催化脱氢制得
合成农药、橡胶、高能燃料等
环烷烃的性质
1.取代反应：在光和热的引发下，环烷烃与烷烃一样可发生自由基取代反应。例如发生卤代 反应，生成相应的卤代物。
第三节 环烷烃的化学性质 • 脂环烃的化学性质与相应的脂肪烃类似. • 具有环状结构的特性
• 小环似烯 大环似烷
一、氧化反应 在常温下，环烷烃与一般氧化剂都不起反应
CH2=CH2 KMnO4
紫色退去
不退色
催化剂用空气氧化
• 得环己醇或环己酮
加热用强氧化剂
HNO 3 △
COOH COOH
二、取代反应（小了易开环）
• 类固醇是广泛分布于生物界的一大类环戊稠全氢化菲（ 由 3个六碳环己烷和一个五碳环组成的稠合四环化合物 ）衍生物的总称。又称类甾醇、甾族化合物。类固醇包 括固醇（如胆固醇、羊毛固醇、谷甾醇、豆甾醇、麦角 甾醇），胆汁酸和胆汁醇，类固醇激素（如肾上腺皮质 激素、雄激素、雌激素），昆虫的蜕皮激素，强心苷和 皂角苷配基以及蟾蜍毒等。此外还有人工合成的类固醇 药物如抗炎剂（氢化泼尼松、地塞米松），促进蛋白质 合成的类固醇药物和口服避孕药等。类固醇化合物不含 结合的脂肪酸，是非皂化性脂质；这类化合物属于类异 戊二烯物质，是由三萜环化再经分子内部重组和化学修 饰而生成的。
三、加成反应 1.催化加氢
+
H2
Ni。
80 C
CH3CH2CH3
+ H2
Ni
200 。C
CH3CH2CH2CH3
不 易
+ H2
Pt
300 。C
CH3(CH2)3CH3
开 环
2.加卤素
Br2/CCl4
CH3 CH3
CH3
Br2/CCl4
Br2/CCl4
CH2-CH2-CH2
Br
Br
CH3 CH3
CH3 C-CH-CH2 Br Br
CH3
1,6-二甲基-1-环己烯
CH3
5
4
1
3
2
5-甲基-1,3-环戊二烯
第二节脂环烃的物理性质
一、物态 C3 —— C4 环烷烃为气体 C5 ——C11 环烷烃为液体 二、熔点、沸点
环烷烃的熔点和沸点都比相应的烷烃要高 一些. 三、相对密度 相对密度也比相应的烷烃高,但比水轻. 四、溶解性
第四节 环烷烃的来源制法及重要的脂环烃
石油是环烷烃的主要来源之一 一、环己烷 主要物理性质：无色液体，沸点80.8℃，易挥发，不溶 于水，可溶于许多有机溶剂。 工业制法：苯催化加氢 用途：合成尼龙，制造己二酸等 二、环戊二烯 主要物理性质：无色液体，沸点41.5℃，易燃、易挥发 ，不溶于水，易溶于许多有机溶剂。 工业制法：石油裂解、环戊烷或环戊烯催化脱氢制得 用途：药物合成橡胶