第四章环烃详解
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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
第四章 环烃 (3)
+ CH3CH=CH2 (CH2)2CH2OH
HF
CH3 CH CH3
H3PO4
分子内环化反应
50% Yield
6）Friedel-Crafts酰基化反应
O + RCCl O O RC O CR
H NO 2
H NO 2
间
3）磺化反应：可逆
浓H 2SO4 100-110oC
SO3H
10% H2SO4 >100oC, H2O
（或 10%发烟 H2SO4, 40oC）
可能的反应机制
+ SO3 SO3H H
SO3 H2SO4
Slow
H
H
+ HSO 4
SO3H
甲苯的磺化：
CH3
浓 H2SO4
CH3 SO3H
o
Cl Cl
Cl2 h
Cl Cl Cl
2、 -氢的卤代反应：类似于烯烃
Cl2 h
CH2CH3
Br2 h
CHCH3 + Cl 56%
CH2CH2Cl 44%
CHCH3 (用NBS / CCl4亦可) Br 100%
3、氧化反应
+ O2
V2O5 400 C
o
O
不易被氧化
O O
R (CH3, C2H5, ...)
顺、反）
5 3 6 2 1
CH3 CH3
CH3 CH3
4
反-1,2环己烷 (e, e)
顺-1,2环己烷 (e, a)
* 空间位阻较大的基团处于e键，甚至导致整个环变形。
5 3
6 2
1
CH3 C(CH3)3
(H3C)3C H4
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。
第四章环烃.ppt
外一个碳原子在这个平面之
外，成信封式构象。
环戊烷的构象
这种构象的张力很小，总张力能25KJ/mol，扭转张力在2.5KJ/mol 以下，因此，环戊烷的化学性质稳定。
三、环己烷的构象
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。 1.两种极限构象——椅式和船式
在室温时，环己烷的椅式构象可通过C-C键的转动（而不经 过碳碳键的断裂），由一种椅式构象变为另一种椅式构象，在 互相转变中，原来的a键变成了e键，而原来的e键变成了a键。
当六个碳原子上连的都是氢时，两种构象是同一构象。连有不同 基团时，则构象不同。
3.取代环己烷的构象
一、一元取代环己烷的构象 一元取代环己烷中，取代基可占据a键，也可占据e键，但占
编致桥的另一端，再沿次长桥致始桥头，
最短的桥最后编号。
命名：根据成环碳原子总数目称为环某
烷，在环字后面的方括号中标出除桥头
7，7-二甲基二环[2，2，1]庚烷
碳原子外的桥碳原子数（大的数目排前， 小的排后），（如左图）。其它同环烷
烃的命名。
例如:
(2)螺环烃
两个环共用一个碳原子的环烷烃称为螺环烃。 编号原则：从较小环中与螺原子相邻的一个 碳原子开始，徒经小环到螺原子，再沿大环 致所有环碳原子。 命名：根据成环碳原子的总数称为环某烷， 在方括号中标出各碳环中除螺碳原子以外的 碳原子数目（小的数目排前，大的排后），其 它同烷烃的命名。
一、 环丙烷的结构与张力学说 1．环丙烷的结构 理论上： 1° 饱和烃，C为sp3杂化,键角为109.5°
2° 三碳环，成环碳原子应共平面，内角为60° （两者自相矛盾 ）
故三元环的结构特殊。
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04章环烃
词尾名称
中文
酸
磺酸 酯
英文
Carboxylic acid Oic acid Sulfonic acid
R…carboxylae Roate
—COOH
—SO3H
羧基
磺酸基 烃氧基羰基
—COOR
—COX
—CONH2 —CN
卤甲酰基
氨基甲酰基
Halo carbonyl
Carbamoyl
酰卤
Carbonyl halide Oyl halide
4、环己烷的构象 两种典型的构象：船式构象和椅式构象 ⑴ 船式构象：有两个氢原子相距比较近，斥力大；碳碳之间的空间关系 为重叠式，因此船式构象能量高，不稳定。 ⑵ 椅式构象：碳碳之间均为邻位交叉式，斥力小，能量低，为环己烷的优势构 象。
船式构象能量高
椅式构象能量低
环己烷的椅式构象的newman投影式
⑵ 间位定位基（第二类定位基团）:含有此类定位基团的芳环在进行二元取代时，第二个 基团主要进入第一个基团的间位。
该类基团为致钝基团，即含又此类定位基团的芳环在进行二元取代时，反应的活 性降低。（不容易进行反应）该类基团有
⑶规律： a.若基团中与苯环直接相连的原子带有不饱和键或正电荷，则为间位定位基。 （—CH=CH2例外） b.若基团中与苯环直接相连的原子含有孤对电子，并且该原子无双键与其他原子 相连，则为邻对位定位基。 上述基团引入苯环后：若基团为第一类定位基团，则起供电子作用，利于亲电取 代反应，有致活作用（使苯环的活性增高）。 若基团为第二类定位基团，则起吸电子作用，不利于亲电取代反应，有致钝作用 （使苯环的活性降低）。 c.取代基的定位效应不是绝对的（见教材P63）
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
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为什么三元环不稳定易发生加成？
为什么五元环、六元环较稳定不易发生开环加成，而易发生取代？
1. 拜尔（Baeyer ）张力学说要点
① 形成环的碳原子都在同一平面上，并排成正多边形。 ② 正常C-C键之间夹角为109.28°，环中C-C键之间夹角为了
保持109.28°，环中的键角要扩张或压缩，从而产生张力。
桥环烃：
① 确定母体：几环某烷（由桥环中总碳数确定）。
② 环数的确定：把桥环烃变为链烃，打开几次，就 是几元环。 ③ 编号：先编大桥后编小桥，从桥头碳开始编，使 取代基位次最小。
2 3 4 1 7
Cl Cl
7,7-二氯二环[4.1.0]庚烷
5
6
④ 写法：
几环[a . b . c]某烷
（ 半 取代基位置 字 线 用 ） 阿 拉 伯 数 字 ， 数 字 间 用 逗 号 隔 开 位次 取代基名称 相 同 的 取 代 基 合 并 起 来 ， 用 一 、 二 、 三 表 示
+ + +
H2
Ni 40℃
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
H2
Ni 100℃
Pt 300℃
H2
CH3CH2CH2CH2CH3
由上面反应条件可以看出，小环发生加成反应活性大。
② 加 X2
+ Br2
室温
BrCH2CH2CH2Br
+
Br2
室温
不发生加成反应
+
Br2
Br
Br
③ 加 HX
+ HI +
多环体系
2. 异构
构造异构: 构造式相同，分子中原子在空间的 排列方式不同。 顺反异构： 由于环的存在，使C-C键不能旋转而 引起的。 例：C5H10的环烷烃异构
CH3 CH3 H H
H CH3
CH3 H
3. 命名 1) 单环环烷烃
① 确定母体：环某烷（由环中总碳数确定）。
CH3
甲基环己烷 1-甲基-2-乙基环戊烷
③ 写法：
螺[a . b]某烷
（ 半 取代基位置 字 线 ） 数用 字阿 间拉 用伯 逗数 号字 隔， 开 位次 取代基名称 用相 一同 、的 二取 、代 三基 表合 示并 起 来 ， 除 螺 碳 外 每 个 环 中 的 碳 原 子 数 。 a 为 小 环 中 的 ， 为 大 环 中 的 。 b
螺数 + 带数字的方括号 + 母体烃的名称
4. 3 稠环芳烃： ①结构特点（B）
②萘（B） ③蒽和菲（B）
本章重点
一、环己烷的椅式及船式构象， a键及e键及其稳定性。 二、苯的结构及苯环上的取代反应 三、苯环上亲电取代反应历程
本章难点
一、环己烷及取代环己烷的稳定构象的规律 二、苯环上亲电取代反应历程及定位规律
第一节 环烷烃
主 要 内 容
② 编号：若环上有取代基，编号尽可能小。若有不同取
代基，要用较小的数字，表示较小取代基的位置。
1-甲基-4-异丙基环己烷
③ 书写同烷烃。
④ 顺反异构体： 顺式（cis）：相同基团在平面的同侧。 反式（trans）：相同基团在平面的两侧。
CH3 CH3 H H
CH3
CH3
顺-1,2-二甲基环丙烷
CH3CH2
③ 键角变形程度越大，张力越大。
④ 张力使环的稳定性降低，张力越大，环的反应性越大。
例：
环内键之间夹角
60 o
偏转角度
1 （109o28/－60o）=24o44/ 2
90o
1 （109o28/－90o）=9o44/ 2
二. 环烷烃的物理性质和化学反应
(Physical Properties,Chemical Reactions of Cycloalkanes)
1. 物理性质（自学）
2. 化学反应
1). 取代反应
+ Br2
机理：自由基机理
hν
Br
+ HBr
取代反应一般在五、六元环上易发生。
2) 加成反应
小环易发生加成反应。 ① 加 H2
除 桥 头 碳 外 每 个 桥 中 的 碳 原 子 数 。
由 大 桥 到 小 桥 。
8
CH3
1 9
2
3
CH2
C CH2 CH(CH3) CH
6
4
CHCH2CH3 C基二环[4.2.1]壬烷
7 1 6 5 4 3 2
2,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚烷
反-1,3-二甲基环戊烷
CH(CH3)2
反-1-乙基-3-异丙基环戊烷
2)
多环烃
螺环烃:
① 确定母体：螺某烷（由螺环中总碳数确定）。 ② 编号：先编小环后编大环。从小环中和螺碳相
邻的碳开始编号，使取代基位次最小。
7 6 5 3 8 7 6 4 3 1 2 5
1 2
4
螺[2 . 4]庚烷
1,6-二甲基螺[3 . 4]辛烷
一. 环烷烃的分类、命名和异构 二. 环烷烃的物理性质和化学反应 三. 环烷烃的稳定性 四. 环烷烃的构象 五. 环烷烃的合成
一. 环烷烃的分类、命名和异构 (Classification, Nomenclature, Isomerism of Cycloalkanes)
概述：
单环环烷烃通式：CnH2n , 与烯烃互为异构体。 在环烷烃分子中碳原子以单键互相连接成闭合的碳环， 剩余的价完全与氢原子相连。 环烷烃的性质与烷烃相似。
HI
ICH2CH2CH3
CH3CHCH 2CH3 I （主）
不对称环丙烷加 HX 的规律： ① 开环位置：在含氢最多与含氢最少的两个碳之间。 ② 氢加在含氢较多的碳原子上。
3) 氧化反应
环丙烷与烯烃既类似又有区别，它有抗氧化能力，不
使KMnO4水溶液褪色。
环丙烷
可用此区别 不饱和烃
O
O2
O
+
O
三. 环烷烃的稳定性 (Stability of Cycloalkanes)
1.环烃的分类 单环烷烃 桥环烷烃 螺环烷烃 集合环烷烃
环烷烃 脂环烃 环烃 单环芳烃 多环芳烃 非苯芳烃 环烯烃 环炔烃
芳烃
多苯代脂烃 联苯 稠环芳烃
单环体系
小环： 3～4个碳原子。 普通环：5～7个碳原子。 中环： 8～11个碳原子。 大环： 12个以上碳原子。 螺环：两个环公用一个碳原子， 公用的碳叫螺碳。 桥环：两个环公用两个或两个以上碳原子。 螺碳 桥头碳
第四章 环
烃
本章提要 4.1 脂环烃：①分类命名和异构（B） ②环烷的结构（B） ③环己烷及其衍生物的构象（A） ④脂环烃的性质（B） 4.2 芳香烃；①芳香烃的分类（B） ②苯的结构（B） ③芳烃的异构现象及命名 （B） ④单环芳烃的化学性质（A） ⑤亲电取代反应的历程（A） ⑥苯环的亲电取代定位效应（B） ⑦定位规律与电子效应（B）
为什么五元环、六元环较稳定不易发生开环加成，而易发生取代？
1. 拜尔（Baeyer ）张力学说要点
① 形成环的碳原子都在同一平面上，并排成正多边形。 ② 正常C-C键之间夹角为109.28°，环中C-C键之间夹角为了
保持109.28°，环中的键角要扩张或压缩，从而产生张力。
桥环烃：
① 确定母体：几环某烷（由桥环中总碳数确定）。
② 环数的确定：把桥环烃变为链烃，打开几次，就 是几元环。 ③ 编号：先编大桥后编小桥，从桥头碳开始编，使 取代基位次最小。
2 3 4 1 7
Cl Cl
7,7-二氯二环[4.1.0]庚烷
5
6
④ 写法：
几环[a . b . c]某烷
（ 半 取代基位置 字 线 用 ） 阿 拉 伯 数 字 ， 数 字 间 用 逗 号 隔 开 位次 取代基名称 相 同 的 取 代 基 合 并 起 来 ， 用 一 、 二 、 三 表 示
+ + +
H2
Ni 40℃
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
H2
Ni 100℃
Pt 300℃
H2
CH3CH2CH2CH2CH3
由上面反应条件可以看出，小环发生加成反应活性大。
② 加 X2
+ Br2
室温
BrCH2CH2CH2Br
+
Br2
室温
不发生加成反应
+
Br2
Br
Br
③ 加 HX
+ HI +
多环体系
2. 异构
构造异构: 构造式相同，分子中原子在空间的 排列方式不同。 顺反异构： 由于环的存在，使C-C键不能旋转而 引起的。 例：C5H10的环烷烃异构
CH3 CH3 H H
H CH3
CH3 H
3. 命名 1) 单环环烷烃
① 确定母体：环某烷（由环中总碳数确定）。
CH3
甲基环己烷 1-甲基-2-乙基环戊烷
③ 写法：
螺[a . b]某烷
（ 半 取代基位置 字 线 ） 数用 字阿 间拉 用伯 逗数 号字 隔， 开 位次 取代基名称 用相 一同 、的 二取 、代 三基 表合 示并 起 来 ， 除 螺 碳 外 每 个 环 中 的 碳 原 子 数 。 a 为 小 环 中 的 ， 为 大 环 中 的 。 b
螺数 + 带数字的方括号 + 母体烃的名称
4. 3 稠环芳烃： ①结构特点（B）
②萘（B） ③蒽和菲（B）
本章重点
一、环己烷的椅式及船式构象， a键及e键及其稳定性。 二、苯的结构及苯环上的取代反应 三、苯环上亲电取代反应历程
本章难点
一、环己烷及取代环己烷的稳定构象的规律 二、苯环上亲电取代反应历程及定位规律
第一节 环烷烃
主 要 内 容
② 编号：若环上有取代基，编号尽可能小。若有不同取
代基，要用较小的数字，表示较小取代基的位置。
1-甲基-4-异丙基环己烷
③ 书写同烷烃。
④ 顺反异构体： 顺式（cis）：相同基团在平面的同侧。 反式（trans）：相同基团在平面的两侧。
CH3 CH3 H H
CH3
CH3
顺-1,2-二甲基环丙烷
CH3CH2
③ 键角变形程度越大，张力越大。
④ 张力使环的稳定性降低，张力越大，环的反应性越大。
例：
环内键之间夹角
60 o
偏转角度
1 （109o28/－60o）=24o44/ 2
90o
1 （109o28/－90o）=9o44/ 2
二. 环烷烃的物理性质和化学反应
(Physical Properties,Chemical Reactions of Cycloalkanes)
1. 物理性质（自学）
2. 化学反应
1). 取代反应
+ Br2
机理：自由基机理
hν
Br
+ HBr
取代反应一般在五、六元环上易发生。
2) 加成反应
小环易发生加成反应。 ① 加 H2
除 桥 头 碳 外 每 个 桥 中 的 碳 原 子 数 。
由 大 桥 到 小 桥 。
8
CH3
1 9
2
3
CH2
C CH2 CH(CH3) CH
6
4
CHCH2CH3 C基二环[4.2.1]壬烷
7 1 6 5 4 3 2
2,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚烷
反-1,3-二甲基环戊烷
CH(CH3)2
反-1-乙基-3-异丙基环戊烷
2)
多环烃
螺环烃:
① 确定母体：螺某烷（由螺环中总碳数确定）。 ② 编号：先编小环后编大环。从小环中和螺碳相
邻的碳开始编号，使取代基位次最小。
7 6 5 3 8 7 6 4 3 1 2 5
1 2
4
螺[2 . 4]庚烷
1,6-二甲基螺[3 . 4]辛烷
一. 环烷烃的分类、命名和异构 二. 环烷烃的物理性质和化学反应 三. 环烷烃的稳定性 四. 环烷烃的构象 五. 环烷烃的合成
一. 环烷烃的分类、命名和异构 (Classification, Nomenclature, Isomerism of Cycloalkanes)
概述：
单环环烷烃通式：CnH2n , 与烯烃互为异构体。 在环烷烃分子中碳原子以单键互相连接成闭合的碳环， 剩余的价完全与氢原子相连。 环烷烃的性质与烷烃相似。
HI
ICH2CH2CH3
CH3CHCH 2CH3 I （主）
不对称环丙烷加 HX 的规律： ① 开环位置：在含氢最多与含氢最少的两个碳之间。 ② 氢加在含氢较多的碳原子上。
3) 氧化反应
环丙烷与烯烃既类似又有区别，它有抗氧化能力，不
使KMnO4水溶液褪色。
环丙烷
可用此区别 不饱和烃
O
O2
O
+
O
三. 环烷烃的稳定性 (Stability of Cycloalkanes)
1.环烃的分类 单环烷烃 桥环烷烃 螺环烷烃 集合环烷烃
环烷烃 脂环烃 环烃 单环芳烃 多环芳烃 非苯芳烃 环烯烃 环炔烃
芳烃
多苯代脂烃 联苯 稠环芳烃
单环体系
小环： 3～4个碳原子。 普通环：5～7个碳原子。 中环： 8～11个碳原子。 大环： 12个以上碳原子。 螺环：两个环公用一个碳原子， 公用的碳叫螺碳。 桥环：两个环公用两个或两个以上碳原子。 螺碳 桥头碳
第四章 环
烃
本章提要 4.1 脂环烃：①分类命名和异构（B） ②环烷的结构（B） ③环己烷及其衍生物的构象（A） ④脂环烃的性质（B） 4.2 芳香烃；①芳香烃的分类（B） ②苯的结构（B） ③芳烃的异构现象及命名 （B） ④单环芳烃的化学性质（A） ⑤亲电取代反应的历程（A） ⑥苯环的亲电取代定位效应（B） ⑦定位规律与电子效应（B）