有机化学理论篇第5章 脂环烃
合集下载
第五章 脂环烃PPT课件
精品ppt
25
2. 氧化反应
在常温下，环烷烃一般不能被氧化剂及空气中的氧
氧化。即便是环烷烃中最不稳定、性质最活泼的环 丙烷，也不会被KMnO4的水溶液氧化而发生反应。 利用此性质可以区别烯、炔和环烷烃。
6.KMnO4氧 化
H 3C H 3C
CCC H 3K M nO 4(水 溶 液 ）H 3C
C H 3
有机化学
精品ppt
23
5.3 脂环烃的化学性质
脂环烃的化学性质由于其结构上的特点而与相应 的开链烃的性质相似，如饱和脂环烃的性质与开 链烷烃的性质相似；不饱和脂环烃则与相应的不 饱和开链烃的性质相似。即环烯烃具有与烯烃相 同的性质，而环炔烃则与开链炔烃的性质相同。
脂环烃也由于与开链烃不同的环状结构，使得其性 质与开链烃又有不同之处。如使环的结构破坏的反 应，此类反应有氧化、催化加氢、加卤素、加卤化 氢等。在一定条件下，环烷烃还能变为芳烃（石油 芳构化反应）。
HCl
CH3CH2CH2Cl
HCl
有机化学
精品ppt
31
加卤化氢与马氏规则
当环烷烃的烷基衍生物与HX加成时，环断开时是 从含氢最少的碳与含氢最多的碳间断开，并且H原 子加到含H多的碳上，X原子加到含H少的碳上。
21
HCl
Cl
HBr
Br
即环烷烃加HX时，符合马氏规则。
有机化学
精品ppt
32
5.3.2 环烯烃和环二烯烃的反应（P100）自学
C3~C4 C5~C6 C7~C11 C12~
有机化学
精品ppt
7
桥环、螺环和特殊环
② 多环脂环烃
分子中有两个以上碳环。
按各自特点又可分为桥环、螺环和特殊环。
有机化学 理论篇 第五版 第5章 脂环烃
5.5 环烯烃和共轭环二烯的重要反应
5.5.1 环烯烃的反应 5.5.2 共轭环二烯的反应
5.6 构象异构
5.6.1 烷烃的构象 5.6.2 环已烷及其衍生物的构象
5
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
【学习目标】
➢ 掌握脂环烃的定义、同分异构及命名； ➢ 熟悉脂环烃的来源、物理性质及其变化规律； ➢ 掌握脂环烃的化学性质；小环烷烃的开环加成反应；能
2
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
按照拜尔张力学说，应该五元环最稳定，六元环以上的化合 物，角张力大，应该是不稳定的，但后来合成的一些大环化合 物都是稳定的，这与张力学说不符。也就是说，该学说可以解 释环丙烷的不稳定性，但对于环戊烷、环己烷稳定性的解释与 实际存在偏差，也不能解释7个碳原子及以上环烷烃的稳定性。 直到1930年左右，科学家们用热力学方法研究张力，精确测量 了化合物的燃烧热，得出结论，五元环、六元环以及后来合成 的一些大环化合物都是稳定的，不存在角张力，这是与拜尔的 张力学说不符的。
拜耳张力学说的错误在第一个假设，即将环烷烃分子视为平 面型分子。事实上，除环丙烷外，其它环都不在一个平面上。 虽然该学说有错误，但在有机化学发展史上起过一定的作用。 由此可见，科学是在不断发展的，我们要善于提出质疑，科学 问题的解决需要批判精神和怀疑精神，批判才能创新。
3
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
利用烷烃、小环烷烃化学性质上的差异鉴别两类物质。 ➢ 熟悉环烷烃分子结构与环的稳定性的关系； ➢ 了解乙烷、丁烷和环己烷的构象。
6
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
脂环烃是指由碳、氢两种元素组成，分子中含有碳环结 构，性质与链状脂肪烃相似的一类有机化合物。脂环烃及其 衍生物广泛存在于自然界中，例如有些地区所产的石油中含 多量的环烷烃；一些植物中含有的挥发油(精油)，其成分大多 是环烯烃及其含氧衍生物；在自然界广泛存在甾族化合物都 是脂环烃的衍生物，在人体中起重要作用。脂环烃及其衍生 物在生产和生活实践中具有重要应用。例如：
5.5.1 环烯烃的反应 5.5.2 共轭环二烯的反应
5.6 构象异构
5.6.1 烷烃的构象 5.6.2 环已烷及其衍生物的构象
5
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
【学习目标】
➢ 掌握脂环烃的定义、同分异构及命名； ➢ 熟悉脂环烃的来源、物理性质及其变化规律； ➢ 掌握脂环烃的化学性质；小环烷烃的开环加成反应；能
2
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
按照拜尔张力学说，应该五元环最稳定，六元环以上的化合 物，角张力大，应该是不稳定的，但后来合成的一些大环化合 物都是稳定的，这与张力学说不符。也就是说，该学说可以解 释环丙烷的不稳定性，但对于环戊烷、环己烷稳定性的解释与 实际存在偏差，也不能解释7个碳原子及以上环烷烃的稳定性。 直到1930年左右，科学家们用热力学方法研究张力，精确测量 了化合物的燃烧热，得出结论，五元环、六元环以及后来合成 的一些大环化合物都是稳定的，不存在角张力，这是与拜尔的 张力学说不符的。
拜耳张力学说的错误在第一个假设，即将环烷烃分子视为平 面型分子。事实上，除环丙烷外，其它环都不在一个平面上。 虽然该学说有错误，但在有机化学发展史上起过一定的作用。 由此可见，科学是在不断发展的，我们要善于提出质疑，科学 问题的解决需要批判精神和怀疑精神，批判才能创新。
3
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
利用烷烃、小环烷烃化学性质上的差异鉴别两类物质。 ➢ 熟悉环烷烃分子结构与环的稳定性的关系； ➢ 了解乙烷、丁烷和环己烷的构象。
6
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
脂环烃是指由碳、氢两种元素组成，分子中含有碳环结 构，性质与链状脂肪烃相似的一类有机化合物。脂环烃及其 衍生物广泛存在于自然界中，例如有些地区所产的石油中含 多量的环烷烃；一些植物中含有的挥发油(精油)，其成分大多 是环烯烃及其含氧衍生物；在自然界广泛存在甾族化合物都 是脂环烃的衍生物，在人体中起重要作用。脂环烃及其衍生 物在生产和生活实践中具有重要应用。例如：
第5章 脂环烃
CH3
H2/Ni HBr
CH3 Br CH3
Br
CH3 Br
Br2
CH3
KMnO4
O COOH
大连理工大学出版社
17
第5章 脂环烃
500℃
CH3
有机化学(理论篇)
+
Cl2
CH3 Cl
+
Cl
CH3
主
次
共轭环二烯烃与开链共轭二烯相似，也可以进行1,2-和1,4加成及双烯合成反应。
CH3 CH3 CH3
顺-1,4-二甲基环己烷 反-1,4-二甲基环己烷
H3C H
CH3 H
CH3 H
H CH3
顺-1,3-二甲基环丁烷 反-1,4-二甲基环己烷
大连理工大学出版社
10
第5章 脂环烃 5.2 环烷烃的物理性质
有机化学(理论篇)
常温常压下，碳原子数C3～C4的环烷烃为气体； C5～C10的环烷烃为液体； C11以上的环烷烃为固体。 与同碳数烷烃相比，环烷烃的熔点、沸点稍高，密度稍大， 但仍小于1。 环烷烃和烷烃都不溶于水。
环丁烷
环戊烷
环己烷
大连理工大学出版社
6
第5章 脂环烃
2.含简单支链的环烷烃命名时：
①将环作母体，支链为取代基。
有机化学(理论篇)
②给母体编号，使环上取代基的位次尽可能最小。 ③有两个以上不同的取代基时，取代基位次按“最低系列”原则列 出，以含碳最少的取代基作为1位。把取代基的名称写在环烷烃的 前面。
大连理工大学出版社
19
第5章 脂环烃 5.5 环烷烃的结构与稳定性
有机化学(理论篇)
从环烷烃的化学性质可以看出，环丙烷最不稳定，环丁烷 次之，环戊烷比较稳定，环己烷以上的大环都稳定。环越稳定， 则化学性质越不活泼，不易发生化学反应；相反，环越不稳定， 化学性质越活泼。这反映了环的稳定性与环的结构有着密切的 联系。 环的稳定性顺序为：三元环＜四元环＜五元环＜六元环。
H2/Ni HBr
CH3 Br CH3
Br
CH3 Br
Br2
CH3
KMnO4
O COOH
大连理工大学出版社
17
第5章 脂环烃
500℃
CH3
有机化学(理论篇)
+
Cl2
CH3 Cl
+
Cl
CH3
主
次
共轭环二烯烃与开链共轭二烯相似，也可以进行1,2-和1,4加成及双烯合成反应。
CH3 CH3 CH3
顺-1,4-二甲基环己烷 反-1,4-二甲基环己烷
H3C H
CH3 H
CH3 H
H CH3
顺-1,3-二甲基环丁烷 反-1,4-二甲基环己烷
大连理工大学出版社
10
第5章 脂环烃 5.2 环烷烃的物理性质
有机化学(理论篇)
常温常压下，碳原子数C3～C4的环烷烃为气体； C5～C10的环烷烃为液体； C11以上的环烷烃为固体。 与同碳数烷烃相比，环烷烃的熔点、沸点稍高，密度稍大， 但仍小于1。 环烷烃和烷烃都不溶于水。
环丁烷
环戊烷
环己烷
大连理工大学出版社
6
第5章 脂环烃
2.含简单支链的环烷烃命名时：
①将环作母体，支链为取代基。
有机化学(理论篇)
②给母体编号，使环上取代基的位次尽可能最小。 ③有两个以上不同的取代基时，取代基位次按“最低系列”原则列 出，以含碳最少的取代基作为1位。把取代基的名称写在环烷烃的 前面。
大连理工大学出版社
19
第5章 脂环烃 5.5 环烷烃的结构与稳定性
有机化学(理论篇)
从环烷烃的化学性质可以看出，环丙烷最不稳定，环丁烷 次之，环戊烷比较稳定，环己烷以上的大环都稳定。环越稳定， 则化学性质越不活泼，不易发生化学反应；相反，环越不稳定， 化学性质越活泼。这反映了环的稳定性与环的结构有着密切的 联系。 环的稳定性顺序为：三元环＜四元环＜五元环＜六元环。
(完整版)5脂环烃
第五章 脂环烃
在前面几章所介绍的烃，无论是饱和烃还是不 饱和烃，分子都是链状的，分子没有碳环。今 天开始介环烃。
有机化学
脂环烃
1
目录 1
5.1 脂环烃的定义、分类和命名
5.1.1 定义 5.1.2 分类 5.1.3 命名
5.1.3.1 单环脂烃的命名 5.1.3.2 桥环的命名 5.1.3.3 螺环的命名 5.1.3.4 特殊环的命名 5.1.3.5 顺反异构的命名 5.2 脂环烃的物理性质
② 不饱和脂环烃 分子中有不饱和键存 在。按不饱和键的不同又分为：
环烯烃 含有碳碳双键，通式CnH2n-2
环炔烃 含有碳碳叁键，通式CnH2n-4
有机化学
脂环烃
6
5.1.2.2 分子中碳环的多少
① 单环脂环烃 分子中只有一个碳环，按成碳原子数又可分为
小环、普通环、中环、大环四种。
小环 普通环 中环 大环
19
5.1.3.4 特殊环的命名
特殊环的命名，多以其奇特的形状而得名。
立方烷
棱晶烷
有机化学
脂环烃
盆烯
20
5.1.3.5 顺反异构的命名
在脂环烃中，由于环中碳原子互相连接，不能自 由扭转，导致脂环烃中出现构型的不同，并由此 导致了顺反异构体的产生。
有机化学
脂环烃
2
目录 2
5.3 脂环烃的化学性质 5.3.1 与开链烃类似的化学性质
5.3.1.1 卤代反应 5.3.1.2 氧化反应
5.3.2 特殊的化学性质
6.3.2.1 加成反应 6.3.2.2 芳构化反应
5.4 环的稳定性 5.5 环己烷及其应用
有机化学
脂环烃
3
5.1.1 定义
在前面几章所介绍的烃，无论是饱和烃还是不 饱和烃，分子都是链状的，分子没有碳环。今 天开始介环烃。
有机化学
脂环烃
1
目录 1
5.1 脂环烃的定义、分类和命名
5.1.1 定义 5.1.2 分类 5.1.3 命名
5.1.3.1 单环脂烃的命名 5.1.3.2 桥环的命名 5.1.3.3 螺环的命名 5.1.3.4 特殊环的命名 5.1.3.5 顺反异构的命名 5.2 脂环烃的物理性质
② 不饱和脂环烃 分子中有不饱和键存 在。按不饱和键的不同又分为：
环烯烃 含有碳碳双键，通式CnH2n-2
环炔烃 含有碳碳叁键，通式CnH2n-4
有机化学
脂环烃
6
5.1.2.2 分子中碳环的多少
① 单环脂环烃 分子中只有一个碳环，按成碳原子数又可分为
小环、普通环、中环、大环四种。
小环 普通环 中环 大环
19
5.1.3.4 特殊环的命名
特殊环的命名，多以其奇特的形状而得名。
立方烷
棱晶烷
有机化学
脂环烃
盆烯
20
5.1.3.5 顺反异构的命名
在脂环烃中，由于环中碳原子互相连接，不能自 由扭转，导致脂环烃中出现构型的不同，并由此 导致了顺反异构体的产生。
有机化学
脂环烃
2
目录 2
5.3 脂环烃的化学性质 5.3.1 与开链烃类似的化学性质
5.3.1.1 卤代反应 5.3.1.2 氧化反应
5.3.2 特殊的化学性质
6.3.2.1 加成反应 6.3.2.2 芳构化反应
5.4 环的稳定性 5.5 环己烷及其应用
有机化学
脂环烃
3
5.1.1 定义
有机化学第五章脂环烃
§ 5.3 脂环烃的化学性质
一、环烷烃的化学性质
1、与开链烷烃类似的性质：取代反应
同烷烃相似，光照或加热下环烷烃发生自由基取代反应。
+
Cl2
hν
Cl
+
Br2
hν
Br
2、与烯烃类似的性质 —— 小环烷烃的加成
1）加H2：
Ni 。 80 C + H2 Ni 。 120 C Pt 。 300 C CH3 CH2 CH3 CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 用Ni催化难以反应
平面式构象：像环丙烷一样，不稳定，因为扭转 张力和“角张力”存在。 蝶式构象：能缓解扭转张力和角张力，呈蝶式构 象。 通过平面式构象，由一种蝶式翻转成为另一种蝶 式构象，处于动态平衡。蝶式是优势构象。
3.环戊烷的构象
环戊烷的构象主要是信封型和半椅型构象。 两者处于平衡。因为平面构象能量较大，一般 认为环戊烷采取这种构象可能性很少。
第五章 脂环烃
【本章重点】 脂环烃的结构和化学性质。 【必须掌握的内容】
1. 脂环烃的命名。
2. 脂环烃的化学性质——环的大小对化学性质 的影响。 3. 环己烷及取代环己烷的稳定构象。
§ 5.1 脂环烃的定义和命名 一、脂环烃的定义
性质和脂肪烃即开链烃相似的环烃叫脂环烃。 •根据环上碳原子的饱和程度不同脂环烃可分为饱和脂环烃 （环烷烃）及不饱和脂环烃（环烯烃、环炔烃）： 环烷烃
和 C5 是重叠构象，有扭转张力，船头和船尾上两 个伸向船内的氢（旗杆键上氢）相距0.183nm，小于 正常非键氢原子间距离(>0.24nm)，有非键张力，它 的能量比椅型高 30 kJ∙mol-1。
(3)平伏键与直立键
有机化学课件——第五章 脂环烃
(3)同一碳上有两个不同取代基时
同一碳上有两个不同取代基时，把母体官能团做“参 照基团”给予尽可能低位次号，其它取代基只择其“较 优基团”用顺或反表示与“参照基团”的立体关系。 例如：
1，顺-2-二氯-r-1-环戊基甲酸
4、环己烷及其衍生物的结构
（1）环己烷的构象 （2）a键和e键 （3）取代环己烷的结构
H3C H
反-1, 4-二甲基环己烷
例子
（二）螺环烃的命名
螺原子：两个碳环共用的碳原子 螺[2，4]庚烷
3-甲基-75]癸烷
（三）桥环烃的命名
桥头碳原子：两环共用的碳原子。 桥：两个桥头碳原子之间的碳链或一个键。
(1) 桥 (2) 桥
桥头碳
桥头碳 桥 (3)
例如
顺-1，3-二氯环戊烷
反-2-氯环戊基甲酸
（2）环上有两个以上位置各有一个取代 基时
环上有两个以上位置各有一个取代某时，则选择其中位次 最低者为“参照基团”．在位次前加“r”标记，其余取 代基位次前用顺或反表示它们与“参照基团”的立体关 系。例如
r-1，反-2，顺-4-三氯环己烷 反-5-氯-r-1，顺-3-环己基二甲酸
4-甲基环己烯
3-甲基-4-环丁基庚烷
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 位置不同，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。
H3C CH3
H3C H
CH3
H CH3
HH
H
顺-1, 4-二甲基环己烷
CH3
CH3
二环 [3.2.1] 辛烷
7
1
6
2
54 3
有机化学 第五章 脂环烃讲解
CH2CH3
CH3 CH2CH3
乙基环己烷
H3C
1,4-二甲基-2-乙基环己烷
2.单环烯烃的命名
单环烯烃的命名是根据组成环的碳原子数目称为环某烯。编号时，
把1、2号位次留给双键的碳原子。若有取代基时，取代基的位置数则
以双键为准依次排列。
CH3
3-甲基-1-环己烯
CH3
5-甲 基 -1,3-环 戊 二 烯5—甲基—3—异丙基环己烯
1-溴-5-甲基螺[3,4]辛烷 三环[3,3,1,13,7]癸烷（金刚烷）
第二节 环烷烃的性质
一、环烷烃的物理性质 1.物态 温常压下，环丙烷、环丁烷为气体，环戊烷
至环十一烷是液体，其它高级环烷烃为固体。 2.熔点、沸点 环烷烃的熔点、沸点比相应的烷烃高一些。 3.相对密 相对密度仍小于1。 4.溶解性 常不溶于水，易溶于有机溶剂。
0.745 0.779 0.779 0.769 0.810 0.836
二、环烷烃的化学性质
从化学键的角度来分析，环烷烃与烷烃相似; 但是，由于脂环烃具有环状构造，小环烃会出现 一些特殊的化学性质，主要表现在环的稳定性上， 小环较不稳定，大环则较稳定。
1.取代反应
环戊烷、环己烷和氯气在光照下反应，生 成一氯环烷烃。
与环丙烷相似，环丁烷分子中存在着张力，但比环丙烷的小， 因在环丁烷分子中四个碳原子不在同一平面上，见下图：
环丁烷
环戊烷
环丁烷比环丙烷要稳定些。环戊烷分子（见上图）中， C-C-C夹角为108°，接近sp3杂化轨道间夹角109.5°，环张 力甚微，是比较稳定的环。环戊烷分子中几乎没有什么角张 力，故五元环比较稳定，不易开环，环戊烷的性质与开链烷 烃相似。 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。
第五章脂环烃-
CH
CH2
CH
CH
Br
Br
3 -B ro m o c yc lo h e x e n e
2019/12/11
取代单环烷烃的命名
Nomenclature of the Substituted Monocycloalkanes
取代基只有一个不需标出位号 If there is only one substituent, do not use the “1”. 取代基不只一个标出所有取代基位号 If there is more than one substituent, you must use all numbers,
2. 母体名称前冠以“环数”，后接[ ],方括中表明 环内 除桥头碳原子外的碳原子数目，从大到小 排列，之间用圆点分开。
2019/12/11
8 1 2 3 二环[4.2.0]-6-辛烯
7 65 4
7
1
6 4
5
2
7,7-二甲基二环[2.2.1]庚烷
3
2019/12/11
第二节 脂环烃的性质
一、与开链烃相似的反应
第五章 脂环烃
脂环烃：碳干为环状而性质与开链烃相似 的烃类。
第一节 脂环烃的分类和命名
一、分类
饱和脂环烃－环烷烃
按官能团
不饱和脂环烃－环烯烃、环炔烃
小环（C3、C4) 按环大小 普通环（C5－C7）
中环（C8－C12） 大环（>C12)
2019/12/11
按环大小
小 环 （ C3、 C4) 普 通 环 （ C5－ C7） 中 环 （ C8－ C12） 大 环 （ >C12)
3. 环上又不同取代基时，大的取代基在e键上的最稳定－Baton规则
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5
第5章 脂环烃
2. 按分子中碳环数的数目
单环烃
有机化学(理论篇)
小环 (C3~C4) 普通环 (C5~C7) 中环 (C8~C11) 大环 (C12以上) 脂环烃 桥环烃 6 5 多环烃 6 螺环烃 7 7 4 5 4 8 1 Br
6
1 2 3 桥头碳
CH3 3 2 螺碳原子
第5章 脂环烃
5.1.2 脂环烃的命名 1. 环烷烃的命名
图5-2 环丁烷的结构
14
第5章 脂环烃
5.2.3 环戊烷的结构
有机化学(理论篇)
环戊烷分子中， C-C-C 夹角为 108°，与正常键角 (109.5°) 的偏差更小。所以，环戊烷分子中角张力亦更小，故五元环比较 稳定，不易开环，环戊烷的性质与开链烷烃相似。 环戊烷分子中的五个碳原子亦不共平面，而是以“信封式”构象 存在，使五元环的环张力可进一步得到缓解。如图5-3所示。
3-环己基戊烷
2-甲基-3-环戊基戊烷
3-甲基-4-环丁基庚烷
2. 环烯烃的命名 将环作母体，支链为取代基；编号时，给不饱和键1号位和 2 号位，并使取代基的位次最小。含有两个以上双键时，编号 必须通过两个双键。例如：
9
第5章 脂环烃
5 6 1 2 4 3 CH3 CH3
有机化学(理论篇)
5 4 CH2CH3 1-甲基-3-乙基环己烯 3 1 2
3-甲基环己烯
5 4 3 1 2 CH3
1-甲基-1,3-环戊
CH3
CH3 2-甲基-1,3-环己二烯
10
环己烯
1-甲基-1,3-环戊二烯
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
3. 顺反异构的命名 脂环烃中由于环中碳原子互相连接，不能自由扭转，当 脂环烃中任意两个碳上连有不同基团时，就会产生顺反异构体。 脂环烃顺反异构体的命名与烯烃顺反异构体的命名相似。
第5章 脂环烃
5.1 脂环烃的分类和命名
5.1.1 脂环烃的分类
5.1.2 脂环烃的命名
有机化学(理论篇)
5.2
环烷烃的结构与稳定性
5.2.1 环丙烷的结构 5.2.2 环丁烷的结构
5.2.3 环戊烷的结构
5.2.4 环已烷的结构
5.3
环烷烃的物理性质
1
第5章 脂环烃
5.4 环烷烃的化学性质
5.4.1 取代反应
12
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
13
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
5.2.2 环丁烷的结构 与环丙烷相似，环丁烷分子中存在着张力，但比环丙烷 的小，因在环丁烷分子中四个碳原子不在同一平面上，这样 可使部分张力得以缓解，如图5-2所示。环丁烷中的C－C键也 是“弯曲键”，但弯曲程度较小，C-C-C键角为 111.5°，与 正常键角 (109.5°) 的偏差减小。所以环丁烷较环丙烷稳定， 但仍有相当大的张力，属不稳定环，比较容易开环加成。
? ? ? 环丙烷
? ? ? 环丁烷
? ? ? 环戊烷
? ? ? 环己烷
7
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
(2) 带有支链的环烷烃命名时，将环作母体，支链为取代 基；给母体编号时，使环上取代基的位次尽可能最小。有两 个以上不同的取代基时，取代基位次按“最低系列”原则列 出，以含碳最少的取代基作为 1位。把取代基的名称写在环烷 烃的前面。
O 樟脑 （常用驱虫剂） CH3 CH CH2 n CH2 C O 麝香 n=12 H OH （常用中草药） 冰片 Nhomakorabea4
第5章 脂环烃
5.1 脂环烃的分类和命名
5.1.1 脂环烃的分类 1. 按是否含有不饱和键分类
饱和脂环烃（环烷烃）
有机化学(理论篇)
CH3
（通式CnH2n，与单烯烃互为同分异构体）如： 脂环烃 环烯烃 （通式CnH2n-2，与炔烃、二烯烃 互为同分异构体）如： 不饱和脂环烃 环炔烃 (通式CnH2n-4) 如：
CH3 H 顺-1,4-二甲基环己烷 反-1,4-二甲基环己烷 CH H CH3 CH3 - 3
H H H CH3
顺-1,3-二甲基环
二甲基环己烷
顺-1,3-二甲基环丁烷
反-1,4-二甲基环己烷
11
第5章 脂环烃
5.2 环烷烃的结构和稳定性
5.2.1 环丙烷的结构
有机化学(理论篇)
近代电子衍射法证实，环丙烷分子是平面结构，但键角
∠CCC不是平面等边三角形的 60°，而是105.5°，比正常的
sp3杂化轨的夹角109.5°要小。
由于环丙烷分子形状的限制， sp3 杂化轨道不能以“头碰
头”的方式达到最大程度的重叠，而只能以弯曲的方式的重 叠(头-头、侧-侧兼有)如图5-1(b)所示，以获取较大键角，使之 接近sp3杂化轨道的夹角109.5°。
有机化学(理论篇)
(1) 单环烷烃的命名与烷烃相似，只是在相应烷烃前面加上 一个“环”字。 对于不带支链的环烷烃，命名时按照环碳原子的数目，称 为“环某烷”。
H2 C H2C CH2 H2C H2C CH2 CH2 H2C H2C H2 C CH2 C H2 H2C C H2 CH2 H2 C H2C CH2
CH3 CH3 CH3 CH3 CH CH3 甲基环丁烷 1,2-二甲基环戊烷 CH3 1,4-二甲基-2-乙基环己烷 CH3 CH2CH3 CH3
1-甲基-4-异丙基环己烷
8
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
(3) 如环上取代基复杂，可把碳环当作取代基。
CH3 CH3CH2CHCH2CH3 CH3CH2CHCHCH3 CH3 CH3CH2CH2CHCHCH2CH3 1 7
掌握脂环烃的化学性质；小环烷烃的开环加成反应；能 利用烷烃、小环烷烃化学性质上的差异鉴别两类物质。 理解环烷烃分子结构与环的稳定性的关系； 理解乙烷、丁烷和环己烷的构象。
3
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
脂环烃是指由碳、氢两种元素组成，分子中含有碳环结 构，性质与链状脂肪烃相似的一类有机化合物。脂环烃及其 衍生物广泛存在于自然界中，例如有些地区所产的石油中含 多量的环烷烃；一些植物中含有的挥发油 (精油)，其成分大多 是环烯烃及其含氧衍生物；在自然界广泛存在甾族化合物都 是脂环烃的衍生物，在人体中起重要作用。脂环烃及其衍生 物在生产和生活实践中具有重要应用。例如：
有机化学(理论篇)
5.4.2
5.4.3
加成反应
氧化反应
5.5
环烯烃和共轭环二烯的重要反应
5.5.1
5.5.2
环烯烃的反应
共轭环二烯的反应 烷烃的构象
5.6
构象异构
5.6.1 5.6.2 环已烷及其衍生物的构象
2
第5章 脂环烃
【学习目标】
有机化学(理论篇)
掌握脂环烃的定义、同分异构及命名；
了解脂环烃的来源、物理性质及其变化规律；