3环烷烃

环已烷及其衍生物的构象
平面结构中相邻碳形成全重叠式构象 键角为120
环己烷的椅式构象
(1) 环己烷椅式构象的画法
H 1 H H 2 H H
H
3 H H 4 H H
H 5 H 6
4 CH2 CH2 1
H H 2 3 H
H 6 H H
5
H
H
环已烷的六个碳原子都保持正常键角109°28′
a键
e键
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。
H3C
有二个不同取代基的环己烷衍生物
CH3 (CH3)2CH CH(CH3)2 CH3
两个规则
带有相同基团的多取代环己烷，那末在两个构象异 构体之间，总是有较多取代基取e键向位的构象为优势构 象。
带有不同基团的多取代环己烷，其优势构象总是体积 较大的基团取e键的向位。
8 7 6 5
9 10
1 2 3 4
（95%)
(5%)
4
3 5 H H 6
2 1
CH3与C3-H、C5-H有相互排斥 力，这称为1,3-二直立键作用。
CH3
（２）二取代环己烷的构象
1,2-二甲基环己烷
CH3 CH3 CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
1,2-二甲基环己烷的平面表示法
CH3 CH3
CH3 CH3
CH3
CH3 CH3
Br
离子型 机理
+
Br2
Br
（3） 加HX：
室 温
+
HBr
CH3 CH2 CH2 Br
CH3
CH CH2 CH2
+
HBr
CH3 CHCH2 CH3 Br
（4）氧化：三元环对氧化剂稳定，一般不被氧化
环烷烃的结构
。 109.5 。 60 。 24 44'
随着环的扩大，张力
1885年 A.Baeyer提出了张力学说：成环的碳原子处在 同一平面,碳原子键角偏离109°28′后,产生一种恢复正 常键角的力称为张力。 三元环 24°44′ 四元环 9°44′ 五元环 44′
第三章 环烷烃
单环烷烃的通式：CnH2n
分单 类环 n=3，4 n=5，6 n=7，8，9，10，11 小 环
烷 烃 的
常见环 中 环
n≧12
大
环
命名
CH3
CH 3 CH 2CH 3
CH2 CH 3
CH3
CH3 H3C H H CH3 CH3
H
CH3
C
CH3 H
CH 2CH3
CH 3
H3C
H
桥环化合物：共用两个以上碳原子的多环烃。
（1） 加H2：
+
H2
CH3CH2CH3
+ +
H2
CH3CH2CH2CH3
H2
CH3(CH2)3CH3
（2） 加X2：
+ Br2 CCl4 室 温 BrCH2CH2CH2Br 可与烷烃区别开来
+
Br2 CCl4
Cl2
BrCH2CH2CH2CH2Br
+
Cl
自由基取 代反应
+
Cl2
ClCH2CH2CH2Cl
7 1 2 3 4 5 6
二环[2.2.1]庚烷
8 4 6 5 3 1 2
二环[4.1.0]庚烷
螺环烃：两个共有一个碳原子的化合物。
7
9 8 7 10 1 5 6 4 2
3
螺[3.4]辛烷
螺[4.5]-1,6-癸二烯
化学性质
1、与烷烃类似的性质
如：卤代反应：
hν
+
X2
X
X
X = Cl、Br
2、与烯烃类似的性质 —— 小环烷烃的加成
（ 1 ） 键的重叠程度小，稳定性下降 。 （ 2 ） 电子云分布在两核连线的外侧，增加了试 剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质。
环烷烃的构象ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（一）环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象
四 元 环 五 元 环
折叠式
信封式
1930年,用热力学方法,测量脂环烃的燃烧热： 名称 每个亚甲基的燃烧热(KJ.mol-1) 环丙烷 697.1 环丁烷 686.2 环戊烷 664.0 环己烷 658.6 环庚烷 662.4 直链烷烃 658.6
四.十氢萘构象 1 8 10
7 6 5 9 2 3 4
9 8 7
1 6
2 3 4 5
10
萘 顺十氢萘：
H
十氢萘
二环[4.4.0]癸烷(学名)
1 7
≡
H
9 B 8 A 5 10
3 4
6
反十氢萘：
H
≡
H
反式中A、B环都有两个取代基产生一个邻交叉。 顺式比反式能量高11.4KJ/mol。
环己烷的船式构象
（1） 环己烷船式 (Boat form) 构象的画法
C3与C6碳原子上氢原子相对距离只有183pm远小 于范德华半径之和(248pm),产生斥力。C1、2、4、 5在同一个平面有两个全重叠构象。
只能取船型的环己烷衍生物
扭船式构象：
取代环己烷的构象
（１）一取代环己烷的构象
3 4 5 2 6 1 CH3 4 3 5 H6 H 2 1 CH3