第四章 环烃
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第四章 环烃
对环碳原子顺/逆时针编号
Chapter 4 cyclic hydrocarbon
4
3 2 5
环丙烷
1 3-甲基环戊烯
1-甲基-2-乙基环戊烷
Chapter 4 cyclic hydrocarbon
5
6 1 3
4
2
1-乙基-1,4-环己二烯
Chapter 4 cyclic hydrocarbon
+ KMnO4 不反应
可与烯烃或炔烃区别开来。
Application: 鉴别不饱和烃和环烃
Chapter 4 cyclic hydrocarbon
环烷烃的稳定性
小环较活泼，普通环较稳定？
,
Chapter 4 cyclic hydrocarbon
1885年，德国A. von Baeyer提出了张力学说：
Chapter 4 cyclic hydrocarbon
若苯环上连有复杂烷基或不饱和烃基时， 则通常以侧链为母体，苯环作为取代基
2-甲基-4-苯基戊烷
Chapter 4 cyclic hydrocarbon
芳香烃基(aryl , Ar-)：芳香烃分子中去掉一 个氢原子后剩下的基团。 苯基 (C6H5-, phenyl) ：Ph-
5 4 3
6 7 1
2
7-甲基-3-乙基二环[4.3.0]-2-壬烯
Chapter 4 cyclic hydrocarbon
7 6 5
1
2
4 3
8,8-二甲基-2-乙基二环[3.2.1]辛烷
Chapter 4 cyclic hydrocarbon
脂环烃的化学性质
与烷烃相似，但小环的稳定性差，易发生开 环加成反应。大环的稳定性较好，可以发生 环上的取代反应。即“小环似烯，大环似烷”
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
O + O2 V2O5 4000 CH CH C O C O + CO2 + H2O
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2.2.3 亲电取代反应历程
以傅氏反应为例，亲电反应历程如下： 首先 酰基与ALCl3作用形成酰基正离子： O O
R-C- Cl + AlCl3
O H Slow C-R Quick
R-C
+
AlCl4
O C R
O + R-C
2.2.1 苯的结构及芳香性的概念
化学分析证明苯的分子式为C6H6，碳氢比为1， 和乙炔一样。因此苯是一个非常不饱和的化合物。 按以前烯炔的经验，不饱和烃应该容易与Br2 或 HX 起加成反应，但苯却不容易起这些加成反应， 烯、炔容易被KMnO4 氧化，但苯却不容易，表 现对氧化剂有一定的稳定性；另外，苯容易与一 些试剂起取代反应，其中的H 被-NO2、-SO4H、 -X所取代，而烯、炔在同样的条件下是不起反应 和。苯环这些不容易起加成，不容易被氧化而容 易发生取代反应的特殊性质就叫苯的化学方面的 芳香性。
环烷烃
环烯烃
环炔烃
下面我们先讲异构 现象和命名的内容。
返回
1.1 异构现象和命名 环烷烃和烯烃具有相同的通式CnH2n。因此它们互 为异构，如环丙烷和丙烯，这是官能团异构。同样的环 烯烃具有和炔烃相同的通式。脂环烃的异构现象更加复 杂，如C6H12的环烃至少有下面几种异构体：
如果环上有两个以上的取代基时，如：
第四章 环烃
环烃是指分子中的碳架形成环状的碳 氢化合物。根据结构和性质我们把环烃分 成脂环烃和芳香烃两大类。
1. 2.
脂环烃 芳香烃
1.
脂环烃
1.1
异构现象和命名 1.2 环烷烃的结构 1.3 环烷烃的化学性质
大学有机化学04环烃
• 环烷烃的碳也是sp3杂化,但键角不一定一样.
C
交
C
109.5
。盖 较
好
C
交
C
盖
较
105.5。
差C
C
丙烷
环丙烷
键轨道的交盖
因键角偏离正常 键角而引起的张 力叫角张力。
键香 蕉
2024/10/13
脂环烃
9
60。109.5。 24。44'
90°
环丁烷
随着环的扩大，张力
108°
环戊烷 基本上无张力
2024/10/13
脂环烃
15
(2) 环己烷船型构象
HH
1
4
4 1
23
H H
23
H H
65
6
5
透视式
HH
HH
纽曼投影式
构象特点： C2 ,C3 ,C5 ,C6在一个平面上， C1 ,C4都处于平面的同侧。
相邻原子重叠式，船式构象不稳定
2024/10/13
脂环烃
16
a键
a 键：直立键(竖键) (axial bonds)
e键
e 键：平伏键(横键) (equatorial bonds)
直立键（a键）： 6个（3上、3下） 平伏键（e键）： 6个（3上、3下）
2024/10/13
脂环烃
17
(3) 构象的翻转 • 通过C-C键的不断扭动,一种椅型翻转为另一种椅型
a键变为e键 e键变为a键
为 a键
为e键
•两种椅型构象是等同的分子.
H2SO4 + H2O
HNO3 + 2H2SO4
HSO4- + H2O+NO2 H2O + +NO2 H3+O + HSO4-
四章节环烃
练习写环己烷的椅式构象
2、环己烷衍生物的构象
• 对于一元取代的环己烷，取代基在e 键上的构象稳定； • 对于多元取代，e 键取代基（尤其是大基团）越多，其 椅式构象越稳定。
例如：室温下
CH3
CH3
（A） (7%) 稳定性 (A) < (B)
（B） (93%)
比较稳定性
CH3
H CH3 H
（A）
CH3CH2CH2CH2CH3
+ Br 2
FeCl3 以以
CH2CH2CH2 Br Br
第四章 环烃
包括：脂环烃和芳香烃
4.1 脂环烃
脂环烃是一类性质类似于开链烃的环状烃.
4.1.1 脂环烃的分类和命名
4.1.1.1 分类:
1、按照饱和程度 饱和脂环烃— 环烷烃 不饱和脂环烃— 环烯（炔）烃
2 据成环C原子数目
小环 常见环 中环 大环
环上含3～4个C 含5 ～6个C 含7 ～12个C 含12个C以上
螺环烷烃
• 二环螺环烷烃命名时，以“螺”字为词头，按成环碳原 子总数称为“某烷”。 • 方括号内标明两个环除螺碳原子以外的碳原子数目,书 写顺序是由小环到大环。小环中与螺原子相邻的碳原子编 号为“1”，沿小环通过螺原子到大环。 • 有取代基的，编号使其最小。
螺[2.4]庚烷 螺[3.3]庚烷 1,7-二甲基螺[4.5]癸烷
❖环丙烷分子不稳定，能 量高，易发生开环反应。
从环丁烷开始，组成环的碳原子均不在同一平面上。
环丁烷分子结构图
❖环丁烷成键原子轨道重叠程度比环 丙烷大，角张力小，分子较环丙烷稳 定，较难发生开环反应。
环戊烷分子结构图
❖环戊烷分子中成键轨道几乎在其对 称轴方向上重叠，C-C-C键角为108o。 角张力很小，分子较稳定，难于发生
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
中
环
大 环
C8 C11 C12
C5
C7
环辛烷 环壬烷 环癸烷 环十四烷 环十五烷
663.8 664.6 663.6 658.6 659.0
对比：开链烷烃每个CH2的燃烧热：658.6 KJ/mol
29
环的大小与化学性质
五元以上 环烷烃 性质相似
链状烷烃
Cl2 / hv
Cl
自由基取代反应
注意区分：
Cl2 / hv Cl
32
自由基取代反应
小环化合物与 HI 或 H2O/ H2SO4的反应
HI
H
I
CH2CH2CH2 H2O H2SO4
2
H
OH
CH2CH2CH2 H
3 2
HI
3 1
I
1
CH3 HI
CH2CHCH2 CH3 H I
反应选择性 与碳正离子 稳定性有关
CH2CH2CH2CH2
CH3与C3为邻位交叉
21
叔丁基环己烷的构象
HH H H
3
H C C
1
H H C
2
H
4
H H H H
C H
H H
3
H3C H3C H3C C
1
2
H
6
H HH
5
H H
4
H H H H
5
H
6
H
H
H
H
优势构象 室温：100％
1. 3-竖键作用非常大
22
二、二元取代环己烷的构象
（1）1，2-二取代
cis-1, 2-二甲基环己烷
37
芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢 化合物。芳香二字的来由最初是指从天然树脂（香精油）中 提取而得、具有芳香气的物质。现代芳烃的概念是指具有芳 香性的一类环状化合物，它们不一定具有香味，也不一定含 有苯环结构。
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 环烃资料重点
⑵ 所有的键都是正常的键,所有的键角都 是109.5, 无角张力
⑶ 所有相邻的碳上，C－H键都处于交叉 式位置
⑷ 12个C－H键分为两类，其中6个与对称轴平行，垂直 于两个平面，叫直立键，又叫a键。6个a键上下交替排列。 另外6个与对称轴成109.5度，斜着伸向环的外侧，叫平伏 键，又叫e键。6个e键也是上下交替排列。
二） 环烯（炔）烃的命名以环某烯（炔）为母体使 双键的位次最小，取代基编号满足“最低系列”
（从不饱和键开始编号，使取代基位次最小）
CH3
CH3
CH3
3-甲基－1－环己烯
H3C
2, 3－二甲基－1－环己烯
3－甲基－6－乙基 －1, 4－环己二烯
H3C
三、环烷烃的分子结构及其稳定性
1、环烷烃的张力与稳定性
H
H
H H
H
H HH
“蝴蝶”式构象
三元以上的环，成环原子都不在一个平面内。
四、环己烷及其衍生物的构象
H
H
H
H
HH
HH
H
H
H
H
椅式构象
HH
H
H
船式构象
1.环己烷的椅式构象(chair conformation) 特点 :
⑴ 6个碳分别处于两个相互平行的平面上。其中， C 1，3，5在一个平面上，C 2，4，6在一个平面 上，有一个对称轴垂直于这两个平面。
2
3
91
4
87 65
二环[5.2.0]壬烷
从大到小标记环
(1) 两桥交会的碳原子为 桥头碳原子;
(2) 编号： 从大环到小环依次编号；
(3) 命名：从大到小。
(1) 桥
(2) 桥
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第四章 环 烃
教学目的和要求：掌握脂环烃的系统命名法；掌 握脂环烃的主要物理性质和化学性质，了解其重 要用途和制备方法。
教学重点和难点：系统命名法；脂环烃的命名； 取代反应，加成反应。
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2020/8/9
学习要求
1． 掌握芳香烃及其衍生物的命名。 2． 理解苯环的结构特征。 3． 掌握苯及其同系物的化学性质。 4． 了解苯环上亲电取代反应历程，能熟练应用取 代基定位规律。 5． 了解芳烃的制备和来源。
脂环烃中顺反异构体的命名与烯烃中顺反异构体
的命名大致相同。
CH3
CH3
CH3 H
H
H
顺-1,3-二甲基环丁烷
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H
CH3
反-1,4-二甲基环己烷
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2020/8/9
练习
CH3CH2
CH3
1-甲基-4-乙基-1,3-环戊二烯
CH3CH2
CH3
CH3
CH2CH3 CH2CH3
CH2
CH3 CH
CO
( CH2 ) n
冰片
常 用 中 H草 OH 药
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2020/8/9
脂环烃的定义、同系列
分类 脂环烃的分类主要是根
据其分子结构上的特点 来分类的。 脂环烃按分子中： 是否含有不饱和键 分子中碳环数的多少 可有两种分类方法。
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螺原子
特殊环 具有特殊结构的脂环，命名亦常以其 特殊的结构来命名。如：
立方烷
棱晶烷
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2020/8/9
环烷烃的命名
命名： (1)环烷烃： a.以环为母体，环上侧链为取代基，按母体环
的碳原子数称为环某烷。
b.表示环上取代基的位次要尽可能最小，由两 个以上不同取代基时，以含碳原子数最少的 取代基作为1位。
按环中碳数叫“X烷”或“X烯”。
螺环编号与桥环正相反，是“先编小环，后编大 环”，从与螺原子相邻的碳开始，经最小环，并通 过螺原子后，再编大环。
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2020/8/9
脂环烃的命名
桥环命名
1. 分子中有两个环，则用词头“双环 [X.X.X]······”，分子中有叁个环，则用词头“叁环 [X.X.X]······”。并按环中所有碳原子（包括两个桥 头碳）数，叫“ 某烷 ” ，方括号中的X，分别表 示各桥的碳原子数（不包括桥头碳），次序是 “ 先编大环，后编小环 ”。例：
小结
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2020/8/9
脂环烃的定义、同系列
分子中含有一个或多个碳环（由碳原子首尾相 连而成的环状结构） ，性质与开链脂肪烃相似 的碳氢化合物，是脂环烃。
自然界中的脂环烃较少，但其衍生物则广泛存 在，而且与生命有极密切的关系。如
樟脑 常 用
O驱 虫 剂
麝香 n=11
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2020/8/9
脂环烃的定义、同系列
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
C3~C4
普通环 C5~C6
中环
C7~C11
大环
C12~
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2020/8/9
脂环烃的定义、同系列
1-甲基-4-乙基环己烷
CH3
1,5-二甲基-2,3-二乙基环己烷
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2020/8/9
脂环烃的命名
桥环的命名 两个以上的碳环，共用两个（或2个以上）碳
原子的脂环化合物，叫做桥环化合物。
桥原子
桥头碳
此结构好象是过河的桥，两岸各有一个桥头， 即两个共用碳原子，也叫桥头碳。其余可看作 是不同方式的桥，这样的原子叫桥原子。
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2020/8/9
环烷烃的命名
4
5
3
6
2
1
1,1,4－三甲基环己烷
1
6
2
5
3
4
1－甲基－4－异丙基环己烷
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2020/8/9
环烷烃的命名
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。
前提下，使 (官能团)双键或取代基的位置尽可能
的小。例：
8 1
7
CH3
2-甲基双环[3.2.1] -6-辛烯
6 54
2 3
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2020/8/9
脂环烃的命名
螺环的命名
两个碳环共用一个碳原子，这种脂环叫螺环。共用 的碳原子叫螺原子。
1. 命名加词头“螺[X.X]······”。
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2020/8/9
脂环烃的命名
桥环的结构
CH2 CH CH2 CH2
CH2 CH CH2
CCCCCHHHHH22222CCCCCCCCCHHHHHHHHH2222222
CCCCHHHH22222
CCCCCHHHHH222222 CCHH CCCCCHHHHH22222
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。
桥环 两个以上碳环共用两个以上碳原子形成 的脂环，称桥环化合物。如：
共用碳原子 桥头碳原子
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2020/8/9
脂环烃的定义、同系列
螺环 两个碳环共用一个碳原子所形成的脂环 称螺环化合物。如：
重点与难点
亲电取代反应、取代基的定位效应是本章的重点。 难点主要体现在对芳香性的理解及对取代基的定位效应 的判断和应用。
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2020/8/9
目录
§4-1 环烷烃的通式、同系列和同分异构 §4-2 环烷烃的来源 §4-3 环烷烃的结构 §4-４ 环烷烃的物理性质 §4-５ 环烷烃的化学性质
双环[2 .2 .1]庚烷
双环[2 .2 .0]己烷
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2020/8/9
脂环烃的命名
环上有官能团或取代基时，并不按它们编号，仍按
“先编大环，后编小环”的次序编号。
桥环编号：从一个桥头开始，经最大环到另一桥头， 再经次大环回到原桥头，然后才是最小环。
连有官能团或取代基时，在不违反桥环编号原则的
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2020/8/9
脂环烃的定义、同系列
是否含有不饱和键
① 饱和脂环烃
分子中无不饱的
键，碳原子间以碳碳单键相连，通式
CnH2n，与单烯互为同分异构体。如：
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
教学目的和要求：掌握脂环烃的系统命名法；掌 握脂环烃的主要物理性质和化学性质，了解其重 要用途和制备方法。
教学重点和难点：系统命名法；脂环烃的命名； 取代反应，加成反应。
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2020/8/9
学习要求
1． 掌握芳香烃及其衍生物的命名。 2． 理解苯环的结构特征。 3． 掌握苯及其同系物的化学性质。 4． 了解苯环上亲电取代反应历程，能熟练应用取 代基定位规律。 5． 了解芳烃的制备和来源。
脂环烃中顺反异构体的命名与烯烃中顺反异构体
的命名大致相同。
CH3
CH3
CH3 H
H
H
顺-1,3-二甲基环丁烷
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H
CH3
反-1,4-二甲基环己烷
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2020/8/9
练习
CH3CH2
CH3
1-甲基-4-乙基-1,3-环戊二烯
CH3CH2
CH3
CH3
CH2CH3 CH2CH3
CH2
CH3 CH
CO
( CH2 ) n
冰片
常 用 中 H草 OH 药
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2020/8/9
脂环烃的定义、同系列
分类 脂环烃的分类主要是根
据其分子结构上的特点 来分类的。 脂环烃按分子中： 是否含有不饱和键 分子中碳环数的多少 可有两种分类方法。
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螺原子
特殊环 具有特殊结构的脂环，命名亦常以其 特殊的结构来命名。如：
立方烷
棱晶烷
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2020/8/9
环烷烃的命名
命名： (1)环烷烃： a.以环为母体，环上侧链为取代基，按母体环
的碳原子数称为环某烷。
b.表示环上取代基的位次要尽可能最小，由两 个以上不同取代基时，以含碳原子数最少的 取代基作为1位。
按环中碳数叫“X烷”或“X烯”。
螺环编号与桥环正相反，是“先编小环，后编大 环”，从与螺原子相邻的碳开始，经最小环，并通 过螺原子后，再编大环。
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2020/8/9
脂环烃的命名
桥环命名
1. 分子中有两个环，则用词头“双环 [X.X.X]······”，分子中有叁个环，则用词头“叁环 [X.X.X]······”。并按环中所有碳原子（包括两个桥 头碳）数，叫“ 某烷 ” ，方括号中的X，分别表 示各桥的碳原子数（不包括桥头碳），次序是 “ 先编大环，后编小环 ”。例：
小结
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2020/8/9
脂环烃的定义、同系列
分子中含有一个或多个碳环（由碳原子首尾相 连而成的环状结构） ，性质与开链脂肪烃相似 的碳氢化合物，是脂环烃。
自然界中的脂环烃较少，但其衍生物则广泛存 在，而且与生命有极密切的关系。如
樟脑 常 用
O驱 虫 剂
麝香 n=11
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2020/8/9
脂环烃的定义、同系列
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
C3~C4
普通环 C5~C6
中环
C7~C11
大环
C12~
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2020/8/9
脂环烃的定义、同系列
1-甲基-4-乙基环己烷
CH3
1,5-二甲基-2,3-二乙基环己烷
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2020/8/9
脂环烃的命名
桥环的命名 两个以上的碳环，共用两个（或2个以上）碳
原子的脂环化合物，叫做桥环化合物。
桥原子
桥头碳
此结构好象是过河的桥，两岸各有一个桥头， 即两个共用碳原子，也叫桥头碳。其余可看作 是不同方式的桥，这样的原子叫桥原子。
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2020/8/9
环烷烃的命名
4
5
3
6
2
1
1,1,4－三甲基环己烷
1
6
2
5
3
4
1－甲基－4－异丙基环己烷
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2020/8/9
环烷烃的命名
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。
前提下，使 (官能团)双键或取代基的位置尽可能
的小。例：
8 1
7
CH3
2-甲基双环[3.2.1] -6-辛烯
6 54
2 3
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脂环烃的命名
螺环的命名
两个碳环共用一个碳原子，这种脂环叫螺环。共用 的碳原子叫螺原子。
1. 命名加词头“螺[X.X]······”。
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2020/8/9
脂环烃的命名
桥环的结构
CH2 CH CH2 CH2
CH2 CH CH2
CCCCCHHHHH22222CCCCCCCCCHHHHHHHHH2222222
CCCCHHHH22222
CCCCCHHHHH222222 CCHH CCCCCHHHHH22222
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。
桥环 两个以上碳环共用两个以上碳原子形成 的脂环，称桥环化合物。如：
共用碳原子 桥头碳原子
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2020/8/9
脂环烃的定义、同系列
螺环 两个碳环共用一个碳原子所形成的脂环 称螺环化合物。如：
重点与难点
亲电取代反应、取代基的定位效应是本章的重点。 难点主要体现在对芳香性的理解及对取代基的定位效应 的判断和应用。
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2020/8/9
目录
§4-1 环烷烃的通式、同系列和同分异构 §4-2 环烷烃的来源 §4-3 环烷烃的结构 §4-４ 环烷烃的物理性质 §4-５ 环烷烃的化学性质
双环[2 .2 .1]庚烷
双环[2 .2 .0]己烷
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脂环烃的命名
环上有官能团或取代基时，并不按它们编号，仍按
“先编大环，后编小环”的次序编号。
桥环编号：从一个桥头开始，经最大环到另一桥头， 再经次大环回到原桥头，然后才是最小环。
连有官能团或取代基时，在不违反桥环编号原则的
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脂环烃的定义、同系列
是否含有不饱和键
① 饱和脂环烃
分子中无不饱的
键，碳原子间以碳碳单键相连，通式
CnH2n，与单烯互为同分异构体。如：
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