第三章饱和烃(环烷烃)
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饱和烃
CH3 1 6 5 4
2 CH2CH3
3
甲基环戊烷
1,2-二甲基环己烷
1-甲基-3-乙基环己烷
• 二环脂环烃
指分子碳架中含有两个碳环的烃。它又分为： 联环烃 螺环烃(螺烃) 桥环烃(桥烃)
联二环己烷
螺[4.4]壬烷
二环[4.4.0]癸烷 (十氢化萘)
二环[2.2.1]庚烷 (降冰片烷)
(1) 桥环烷烃
ethylene-
C(CH3)2 亚异丙基
CH2(CH2)4CH2 1,6-亚己基(或六亚甲基)
主要应用于烯烃的命名
3) 常见环烷基 p.27
（3）烷烃的命名
（A）普通命名法(习惯命名法) • 碳原子数用“天干”字——甲、乙、丙、丁、戊、己、
庚、辛、壬、癸和十一、十二……等数目字表示。 体。 CH3
CH2CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
环戊烷 甲基环丁烷
乙基环丙烷 1,1-二甲基环丙烷 1,2-二甲基环丙烷
(二)烷烃和环烷烃的命名
（1）烷基(alkyl)的概念
（甲）伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子
H H CH3CH3 H C C C C CH3 H H H CH3 1
。
2
。
3
。
4
。
饱和烃（烷烃和环烷烃）
烷烃：指由碳和氢两种元素组成的饱和、开链有机化合物。 环烷烃: 是由碳和氢两种元素组成的一类饱和碳环化合物。
• • • • • •
（一）通式和构造异构 （二）命名 （三）结构 （四）构象 （五）物理性质 （六）化学性质
(一)烷烃和环烷烃的通式和 构造异构
烷烃通式为：CnH2n+2，n为碳原子个数
饱和烃烷烃和环烷烃课件
烷烃和环烷烃的结构与性质关系
目前对烷烃和环烷烃的结构与性质关系仍有许多未知领域，深入研究这些关系有助于发现新的应用领 域和性能优化的可能性。
对未来发展的建议
加强基础研究与应用研究的结合
为了推动烷烃和环烷烃领域的发展，需要加强基础研究与应用研究的结合，促进科技成 果的转化和应用。
培养高素质人才
高素质人才是推动学科发展的关键，应重视人才培养，加强学术交流与合作，提高研究 水平和创新能力。
烃化反应和裂化反应是烷烃合成的常用方法，其中烃化反应可以生成高纯度的烷烃，但需要 使用大量的卤代烃或醇类物质，成本较高；裂化反应虽然可以大量生产烷烃，但副产物较多 ，产率较低。
环化反应和烷基化反应是环烷烃合成的常用方法，其中环化反应可以生成多种类型的环烷烃 ，但需要使用大量的烯烃或炔烃物质；烷基化反应虽然可以大量生产环烷烃，但需要使用卤 代烃或醇类物质，成本较高。
03
烷烃和环烷烃的性质比 较
物理性质比较
沸点
随着分子量的增加，烷烃和环烷 烃的沸点都逐渐升高。但在相同 分子量下，由于环烷烃的分子结 构更加紧凑，其沸点往往高于相
应的直链烷烃。
熔点
环烷烃的熔点通常比直链烷烃高 ，因为环烷烃的分子间作用力更
强。
密度
在常温常压下，烷烃和环烷烃的 密度都随着分子量的增加而增大
饱和烃烷烃和环烷烃课 件
目录 CONTENT
• 饱和烃烷烃概述 • 环烷烃概述 • 烷烃和环烷烃的性质比较 • 烷烃和环烷烃的合成方法 • 烷烃和环烷烃的工业生产 • 烷烃和环烷烃的前沿研究与展望
01
饱和烃烷烃概述
定义与分类
定义
饱和烃烷烃是只含有碳、氢两种 元素的化合物，且碳原子之间只 通过单键相互连接。
目前对烷烃和环烷烃的结构与性质关系仍有许多未知领域，深入研究这些关系有助于发现新的应用领 域和性能优化的可能性。
对未来发展的建议
加强基础研究与应用研究的结合
为了推动烷烃和环烷烃领域的发展，需要加强基础研究与应用研究的结合，促进科技成 果的转化和应用。
培养高素质人才
高素质人才是推动学科发展的关键，应重视人才培养，加强学术交流与合作，提高研究 水平和创新能力。
烃化反应和裂化反应是烷烃合成的常用方法，其中烃化反应可以生成高纯度的烷烃，但需要 使用大量的卤代烃或醇类物质，成本较高；裂化反应虽然可以大量生产烷烃，但副产物较多 ，产率较低。
环化反应和烷基化反应是环烷烃合成的常用方法，其中环化反应可以生成多种类型的环烷烃 ，但需要使用大量的烯烃或炔烃物质；烷基化反应虽然可以大量生产环烷烃，但需要使用卤 代烃或醇类物质，成本较高。
03
烷烃和环烷烃的性质比 较
物理性质比较
沸点
随着分子量的增加，烷烃和环烷 烃的沸点都逐渐升高。但在相同 分子量下，由于环烷烃的分子结 构更加紧凑，其沸点往往高于相
应的直链烷烃。
熔点
环烷烃的熔点通常比直链烷烃高 ，因为环烷烃的分子间作用力更
强。
密度
在常温常压下，烷烃和环烷烃的 密度都随着分子量的增加而增大
饱和烃烷烃和环烷烃课 件
目录 CONTENT
• 饱和烃烷烃概述 • 环烷烃概述 • 烷烃和环烷烃的性质比较 • 烷烃和环烷烃的合成方法 • 烷烃和环烷烃的工业生产 • 烷烃和环烷烃的前沿研究与展望
01
饱和烃烷烃概述
定义与分类
定义
饱和烃烷烃是只含有碳、氢两种 元素的化合物，且碳原子之间只 通过单键相互连接。
饱和烃的结构和性质
饱和烃的结构和性质饱和烃是指分子中只含有碳和氢，碳原子之间的化学键都是单键的化合物。
饱和烃可分为烷烃和环烷烃两大类，其中烷烃分子中只包含直链或支链的碳链，而环烷烃则包含了一个或多个碳环。
这些化合物在自然界中普遍存在，如石油和天然气中含有大量的饱和烃，其化学性质主要是烷烃和环烷烃之间的分子量差异，长链的分子量会比短链的分子量更大，同时在同一种分子量下，支链烷烃的沸点也比直链烷烃的沸点低。
烷烃的结构和性质烷烃的分子结构是由碳原子链构成的，每个碳原子上都与四个其它原子（其中一个是氢原子）连接。
这种化学键称为单键，通过这种单键链可以形成不同长度的直链链烷烃。
此外，由于碳原子能够在空间上自由旋转，这种链烷烃的分子也可以通过碳原子之间的旋转来改变的，产生的结构就是所谓的支链烷烃。
烷烃分子中每个碳原子上都有2个可能的氢原子位，因此线性烷烃分子的数目很大。
其中，最简单的是甲烷(CH4)和乙烷(C2H6)，它们的分子式分别为CH4和C2H6。
甲烷是一种无色、无味的气体，燃烧时能够发生强烈的火焰，而乙烷则具有明显的气味。
此外，随着碳原子数量的增加，烷烃分子的物理和化学性质也在逐渐发生着变化。
长链烷烃分子的熔点和沸点一般比较高，这是因为长链烷烃分子之间的范德华力较强，分子之间吸引力度随分子量的增加而增强，因此大分子量的烷烃会出现固态、液态、气态三态平衡，其沸点逐渐升高。
此外，直链烷烃分子之间的相互作用力会比支链烷烃大，因此支链烷烃往往比直链支链烷烃的沸点低。
环烷烃的结构和性质环烷烃是包含一个或多个碳环的烷烃，是一类由相邻的碳原子单键组成的环状分子。
环烷烃中的环越大，则其相对稳定性越高。
六元环状的烷环烃最为稳定，如正己烷（C6H14）就是一种典型的烷环烃。
同时，环烷烃有一个特点，它们分子内的碳——碳键、碳——氢键倾向于来回转动，从而使环内碳原子的键价能量特别稳定。
环烷烃由于分子内强烈的形成屏障而难于引发反应，因此环烷烃的反应活性比同分子量的非环烷烃要低。
环烷烃
CH3 CH3C CHCH 3 Br CH3
+ HBr
（主）
2013-11-18 30
四、氧化反应
环丙烷与烯烃既类似又有区别，环丙烷
有抗氧化能力，不使KMnO4水溶液褪色。
应用：环丙烷和不饱和烃
2013-11-18
31
空气 钴盐 OH
+
O
O
O2
O
+
O
2013-11-18
32
3.5 环烷烃的稳定性
椅式
2013-11-18
50
1 3 4 5 2 6
半椅式
2013-11-18 51
4
5
6
1
3
2
船式
2013-11-18 52
扭船式
2013-11-18 53
1. 椅式
5 4 3
6 2
1
2013-11-18
54
4
5
6
3
2
C3
1
碳1、2、4、5在同一平面上，是椅座。 碳1、5、6在同一平面上，是椅背。 碳2、3、4在同一平面上，是椅腿。
转角，并且环越大，偏转角越大，张力越大。
这一推论不正确。这是由于张力学说前提
不合理，即环中碳原子在同一平面内不合理。 拜尔张力学说存在于小环中。
2013-11-18 38
二、分子中的张力
现代理论认为：分子能量的升高，都是分
子中存在张力的结果。有机分子中可能存在 的张力主要有4种。 （1）Van der Waals张力——非键作用力。Enb （2）键张力——键长偏离正常值引起的张力。El
CH3 CH3
1,1-Dimethylcyclohexane
+ HBr
（主）
2013-11-18 30
四、氧化反应
环丙烷与烯烃既类似又有区别，环丙烷
有抗氧化能力，不使KMnO4水溶液褪色。
应用：环丙烷和不饱和烃
2013-11-18
31
空气 钴盐 OH
+
O
O
O2
O
+
O
2013-11-18
32
3.5 环烷烃的稳定性
椅式
2013-11-18
50
1 3 4 5 2 6
半椅式
2013-11-18 51
4
5
6
1
3
2
船式
2013-11-18 52
扭船式
2013-11-18 53
1. 椅式
5 4 3
6 2
1
2013-11-18
54
4
5
6
3
2
C3
1
碳1、2、4、5在同一平面上，是椅座。 碳1、5、6在同一平面上，是椅背。 碳2、3、4在同一平面上，是椅腿。
转角，并且环越大，偏转角越大，张力越大。
这一推论不正确。这是由于张力学说前提
不合理，即环中碳原子在同一平面内不合理。 拜尔张力学说存在于小环中。
2013-11-18 38
二、分子中的张力
现代理论认为：分子能量的升高，都是分
子中存在张力的结果。有机分子中可能存在 的张力主要有4种。 （1）Van der Waals张力——非键作用力。Enb （2）键张力——键长偏离正常值引起的张力。El
CH3 CH3
1,1-Dimethylcyclohexane
第三章饱和烃环烷烃讲解
Cl + HCl
+ Cl2 光或热
Cl + HCl
(2) 氧化反应 ?据此室可温区下别，环C烷＝烃C和不C能≡使C。KM例n：O4褪色，
CH2=CH2 KMnO4
紫色退去 不退色
? 在加热或催化剂存在下，环烷烃可 被氧化，产物因反应条件而异：
环烷酸钴
+ O2
OH
O
+
环己醇 环己酮
浓硝酸 + O2
? 实验事实： 环的稳定性：三元环＜四元环＜五元、六元环
? why? 结构所致！环张力所致！
? 环烷烃的环张力越大，表明分子的能量越高， 稳定性越差，越容易开环加成。
? 可用环烷烃每个 CH 2单位的燃烧热来表明环 张力的大小。
一些环烷烃的燃烧热如下所示 ：
以上的数据说明： 环越小，每个 CH 2的燃烧热越大，环张力越大。
? 根据环上碳原子的饱和程度不同，可将脂环烃分为 环烷烃、环烯烃、环炔烃等。
饱和脂环烃
环烷烃 如
... ...
脂环烃
环烯烃 如
... ...
不饱和脂环烃
环二烯烃 如
... ...
环炔烃 如
... ...
? 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。
(二) 脂环烃的命名
(1) 单环脂环烃 (2) 二环脂环烃
环丙烷的结构 物理方法测得，环丙烷分子中三个碳原子共平面。
显然，环丙烷中没有正常的 C－C键，而是形成“弯曲 键”：
? 由于环丙烷分子中的 C－C键不是沿 轨道对称轴实现头对头的最大重叠，而 重叠较少，张力较大，具有较高的能量。
? 根据结构与性能的关系，环丙烷的 化学性质应该活泼，容易开环加成。
烷烃、环烷烃
烷烃烷烃即饱和烃（saturated group)，是只有碳碳单键的链烃，是最简单的一类有机化合物。
烷烃分子里的碳原子之间以单键结合成链状(直链或含支链)外，其余化合价全部为氢原子所饱和。
烷烃分子中，氢原子的数目达到最大值，它的通式为CnH2 n+2。
分子中每个碳原子都是sp3杂化。
最简单的烷烃是甲烷。
烷烃中，每个碳原子都是四价的，采用sp3杂化轨道，与周围的4个碳或氢原子形成牢固的σ键。
连接了1、2、3、4个碳的碳原子分别叫做伯、仲、叔、季碳；伯、仲、叔碳上的氢原子分别叫做伯、仲、叔氢。
为了使键的排斥力最小，连接在同一个碳上的四个原子形成四面体(tetrahedro n)。
甲烷是标准的正四面体形态，其键角为109°28′（准确值：arccos(-1/3)）。
理论上说，由于烷烃的稳定结构，所有的烷烃都能稳定存在。
但自然界中存在的烷烃最多不超过50个碳，最丰富的烷烃还是甲烷。
由于烷烃中的碳原子可以按规律随意排列，所以烷烃的结构可以写出无数种。
直链烷烃是最基本的结构，理论上这个链可以无限延长。
在直链上有可能生出支链，这无疑增加了烷烃的种类。
所以，从4个碳的烷烃开始，同一种烷烃的分子式能代表多种结构，这种现象叫同分异构现象。
随着碳数的增多，异构体的数目会迅速增长烷烃还可能发生光学异构现象。
当一个碳原子连接的四个原子团各不相同时，这个碳就叫做手性碳，这种物质就具有光学活性。
烷烃失去一个氢原子剩下的部分叫烷基[1]，一般用R-表示。
因此烷烃也可以用通式RH来表示。
烷烃最早是使用习惯命名法来命名的。
但是这种命名法对于碳数多，异构体多的烷烃很难使用。
于是有人提出衍生命名法，将所有的烷烃看作是甲烷的衍生物，例如异丁烷叫做2-一甲基丙烷。
现在的命名法使用IUPAC命名法，烷烃的系统命名规则如下：找出最长的碳链当主链，依碳数命名主链，前十个以天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)代表碳数，碳数多于十个时，以中文数字命名，如：十一烷。
第三章 环烷烃
如何鉴别： 如何鉴别：
CH3-CH=CH2 CH3-CH2-CH3
褪褪 Br2/H2O
褪褪 KMnO4
×
褪褪
×
在强烈条件下，环烷烃也能被氧化。 在强烈条件下，环烷烃也能被氧化。 如：
OH
O
+ O2 (air)
环烷酸钴 140~180℃ ℃ 1-2.5MPa
+
氧化
HOOC
COOH
工业生产己二酸 锦纶-66单体 单体） （锦纶-66单体）
总之： 总之： 三元环的稳定性最小，最易开环； 三元环的稳定性最小，最易开环； 四元环的稳定性次之；也易开环； 四元环的稳定性次之；也易开环； 五元、六元环等，较稳定，不易开环。 五元、六元环等，较稳定，不易开环。 作业 : P73 二（4、5、6） 、 、 ）
Ni + H2 200
+ 开环 加
Pt H2 300
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
（2）加成卤素 ） +
常温 Br2 CCl4
Br-CH2-CH2-CH2-Br
+ Br2
CCl4
Br-CH2-CH2-CH2-CH2-Br
棕红色褪去，用以鉴定环丙烷及环丁烷 鉴定环丙烷及环丁烷。 使Br2/CCl4棕红色褪去，用以鉴定环丙烷及环丁烷。
（3）加成卤化氢 ）
+ HBr
CH3
CH3CH2CH2Br
+
HBr
CH3CHCH2CH3 Br
带有取代基的小环烷烃加成HX或 带有取代基的小环烷烃加成HX或Br2时，环 HX 的断裂是在取代基最多与最少的两个环碳原子 的断裂是在取代基最多与最少的两个环碳原子 加到含H多的碳上。（ P67有错误 。（书 有错误！） 之间, 之间,且H加到含H多的碳上。（书P67有错误！）
第三章 饱和烃
4.环烷烃的构象
■ 环烷烃的相对稳定性
燃烧热：1 mol 化合物完全燃烧生成CO2和水所放出的热量，∆Hc
环烷烃 环丙烷 环丁烷 环戊烷 环己烷 环庚烷 环辛烷 环壬烷 环癸烷 环十五烷
∆Hc 2091.3 2744.1 3320.1 3951.7 4636.7 5310.3 5981.0 6635.8 9884.7
H
H
部分交叉式
H
C H
H3
H
H
H
部分重叠式
全交C叉H式3
0°
HCH3
60°
H 3C
120°
180°
CH3
H 3CC H3
H
H
H
H
H 3C
部分重叠式
240°
H
H
H
部分交叉式 300°
H
H
H
H
全重叠式 36 0°
丁烷各种构象的能量关系图
3.环烷烃的同分异构现象
环烷烃的异构体主要有构造异构体和顺反异构体。
H HH
HH H
优势构象 乙烷各种构象的能量关系图
■ 丁烷的构象
H3C CH3转60° H
CH3 CH3 转60°
H3C H
CH3 转60° H H
H H
H H
HH H
H H
H CH3
HH CH3
全重叠式
邻位交叉式
部分重叠式
对位交叉式
H3CCH3
CH3
H
CH3
HCH3
CH3
H
H
H
H
H
H
全重叠式
H
原子轨道以“头碰头”的方式重迭交盖形成键
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椅型构象：(动画)
3 2 1 4 5 6 3 2 4 5 6 1
①所有两个相邻的碳原子的碳氢键都处于 交叉式位置； ②所有环上氢原子间距离都相距较远，无 非键张力。
船型构象：(动画)
1 2 3 4 5 6 3 2 4
H
5 6
H
1
①C2-C3及C5-C6间的碳氢键处于重叠式位置； ② 船头和船尾上的两个碳氢键向内伸展， 相距较近，比较拥挤，存在非键张力。
ª ü Î e¼
④环上有取代基时，e键取代比a键取代更稳定。
H R H R H R R H
e键取代，R与 CH2处于对位交叉 能量较低，含量较高 优势构象
a键取代，R与 CH2处于顺位交叉 能量较高，含量较低 非优势构象
(动画)
例：
Cl Cl
Cl
Cl
Cl Cl
¹¹ ¨
Cl Cl
Cl Cl
¹¹¹¹ à
(1) 单环脂环烃
即
CH2 CH2
CH2
CH2 CH2
CH3
CH3 CH3
环戊烷
甲基环丁烷
1,2-二甲基环戊烷
CH3
即
H CH3
CH3
即
H CH3
CH3 H
CH H3C
CH3
H
1-甲基-4-异丙基环己烷
反-1,4-二甲基环己烷
CH3 CH3
3-甲基-1-环己烯 5-甲基-1,3-环戊二烯
(2) 二环脂环烃 分子中含有两个碳环的是双环化合物。
饱和脂环烃 脂环烃 不饱和脂环烃 环烷烃 如
... ... ... ...
如
环烯烃 如 环二烯烃 环炔烃 如
... ... ... ...
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。
(二) 脂环烃的命名
(1) 单环脂环烃 (2) 二环脂环烃
(甲) 桥环烃 (乙) 螺环烃
(二) 脂环烃的命名
第三章 脂环烃 -cycloalkane
(一) 脂环烃的分类 (二) 脂环烃的命名 (三) 脂环烃的性质 (四) 环烷烃的结构与稳定性 (五) 环己烷及其衍生物的构象 (六) 脂环化合物的立体异构 (七) 脂环烃的主要来源和制法 (八) 环戊二烯 (九) 萜类和甾族化合物
(一) 脂环烃的分类
脂环烃——由碳原子相互连接成环，性质与开链烃相 似的环状碳氢化合物。 根据环上碳原子的饱和程度不同，可将脂环烃分为 环烷烃、环烯烃、环炔烃等。
a. 通过C－C键的自由旋转形成椅式构象，消除张力; b. 椅式构象中的a键、e键，a、e键的相互转换，e键 取代稳定。
环己烷的椅式构象
环己烷的船式构象
船式与椅式翻转，环己烷二种椅式构象互换
取代环己烷的构象1
+ Cl2
¹¹¹ ò
Cl
+ HCl
+ Cl 2
光或热
Cl + HCl
+ Cl 2
光或热
Cl
+ HCl
(2) 氧化反应 室温下，环烷烃不能使KMnO4褪色， 据此可区别 C＝C和C≡C。例：
CH2=CH 2
KMnO 4
紫色退去 不退色
在加热或催化剂存在下，环烷烃可 被氧化，产物因反应条件而异：
环戊烷的结构：
C：sp3杂化， 轨道夹角109.5° 正五边形内角为108° 角张力：109.5－108＝1.5°
可见，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。
事实上，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。 (动画)
Cl Cl
CH3 H3C CH(CH3)2
CH3 C(CH3)3
H CH(CH3)2 H
¹¹ ¨
CH3 H
¹ ¹¹ ¨
H CH(CH3)2
Cl
Cl
H
CH3 C(CH3)3 CH3
H 优势构象
CH3 C2H5
H
优势构象
C2H5
H
(六) 脂环烃的主要来源和制法
主要来源：石油。
制法： (1) 芳香族化合物催化氢化 (2) 分子内关环 (3) 其它方法
H2O
CH3CH2CH2Br
¹·¹ ¹ ¹·¹ ¹
» ׿ · ² Ò ª »
+ HBr
(4) 环烯烃的反应
环烯烃的性质与开链烯烃类似，易加成、氧化等。
CH3
H2/Ni
CH3
HBr
Br
CH3
Br
Br 2
CH3
Br
CH3
KMnO 4
O COOH
（四) 环烷烃的结构与稳定性
• • • • 环的大小与环张力、环的稳定性 环丙烷的结构 环丁烷的结构 环戊烷的结构
∴我们重点掌握椅型构象。
• 椅式构象的特点 ①六个碳原子分布在相互平行的两个平面 上(上三，下三)： ②十二个碳氢键分为两种类型：a－键(直 立键)和e－键(平伏键)，每个碳原子上都 有一个a键和和一个e键：
e键
a键
③由一种椅型构象可翻转为另一种椅象(动 画)。同时，a、e 键互换：
ª ü Î a¼
环丙烷的结构 物理方法测得，环丙烷分子中三个碳原子共平面。 显然，环丙烷中没有正常的C－C键，而是形成“弯曲 键”：
由于环丙烷分子中的C－C键不是沿 轨道对称轴实现头对头的最大重叠，而 重叠较少，张力较大，具有较高的能量。 根据结构与性能的关系，环丙烷的 化学性质应该活泼，容易开环加成。
(乙) 加卤素
（区分环丙烷与开链烷烃）
CCl4 ¹¹
+ Br2 + Br2 + Br2 + Br2
BrCH2CH2CH2Br
ת · Ò ¿ »
D
Br(CH2)4Br (¹¹¹¹¹¹!) ¹ ·
¹ú ¹¹ ¹ú
» ת · ² Ò ¿ »
¹ú ¹¹ ¹ú
(丙) 加卤化氢
׿ » Ò ª ·
+ HBr + HBr
OH + O2
环烷酸钴 环己醇
O +
环己酮
+ O2
浓硝酸
COOH COOH (己二酸)
(3) 加成反应
(甲) 加氢
+ H2 + H2 + H2
Ni Ni
80 C 200 C Pt 300 C
£ ¡
CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3CH3
£ ¡
£ ¡
² » Ò × ¿ ª » ·
联二环己烷 (联环烃)
螺[4,4]壬烷 (螺环烃)
二环[4,4,0]癸烷 (稠环烃)
二环[2,2,1]庚烷 (桥环烃)
两环共用一个碳原子双环化合物的叫做螺环化合物； 两环共用两个或更多个碳原子的叫做桥环化合物。
(甲) 桥环烃的命名 固定格式：双环[a.b.c]某烃 (a≥b≥c) 先找桥头碳（两环共用的碳原子），从桥头碳 开始编号。沿大环编到另一个桥头碳，再从该 桥头碳沿着次大环继续编号。分子中含有双键 或取代基时，用阿拉伯数字表示其位次：
环丁烷的结构：
C：sp3杂化， 轨道夹角109.5° 若四个碳形成正四边形，内角应为90° 角 张 力 ： 109.5 － 90 ＝ 19.5° ＜ 109.5 － 60 ＝ 49.5° 环丁烷中的C－C键也是“弯曲键”，但弯曲 程度较小。 ∴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。 事实上，环丁烷中四个 碳原子不共平面，这样可 使部分张力得以缓解。(动 画)
(四) 环烷烃的结构与稳定性
实验事实： 环的稳定性：三元环＜四元环＜五元、六元环
why? 结构所致！环张力所致！
环烷烃的环张力越大，表明分子的能量越高， 稳定性越差，越容易开环加成。 可用环烷烃每个CH2单位的燃烧热来表明环 张力的大小。
一些环烷烃Байду номын сангаас燃烧热如下所示：
以上的数据说明： 环越小，每个CH2的燃烧热越大，环张力越大。
2 3 4 6 5 1 2 7 3 4 5 5 4 1 6 7 3 3 1 2 2 4 7 1 6 5
双环[3.1.1]庚烷
双环[2.1.0]戊烷
双环[2.2.1]-2-庚烯
CH3
5-甲基双环[2.2.1]-2-庚烯
(乙) 螺环烷烃的命名
固定格式： 螺[a.b]某烃
(a≤b)
先找螺原子，编号从与螺原子相连的碳开始， 沿小环编到大环。例：
4 1 3 5 6 7 2 7 4 3 6 5
CH3
1 2
H3C
CH3 1,3-二甲基螺[3.5]-5-壬烯
5-甲基螺[2.4]庚烷
(三) 脂环烃的性质
(1) 取代反应 (2) 氧化反应 (3) 加成反应
(甲) 加氢 (乙) 加卤素 (丙) 加卤化氢
(4) 环烯烃的反应
(三) 脂环烃的性质
(1) 取代反应 五元、六元环易发生取代反应。
(1) 芳香族化合物催化氢化
OH + 3H 2
Ni DP
OH
(2) 分子内关环
Br Br + Zn
NaI,乙醇 D80%
+ ZnBr 2
(3) 其它方法
+ CHO
30 C 100%
。
CHO
本章重点：
① 环的大小与其稳定性（三元、四元环不稳定， 易开环加成；五元、六元环稳定，不易开环加 成）； ② 环丙烷的结构、弯曲键的不稳定性； ③ 环己烷的构象：
(五) 环己烷及其衍生物的构象