有机化学脂环烃

反-1,2-二甲基环丙烷 沸点29℃
环状化合物的顺反异构体书写法
一般将环的一半用粗线写出，表示环平面与纸面垂直，粗线表示 在纸面的前面
另一种方法是用平面投影式表示，从环平面的上方往下看，朝上 的取代基团用楔形线与环相连，向下的取代基用虚线与环相连。 楔形的一端表示离观察着较近
CH3
H
H3C
H
H
方括号中记入除螺原子外各环的碳原 子数，小的在前，大的在后
桥环化合物 两个环共有两个以上碳原子 碳桥交会处的两个碳原子称为桥头 按碳的个数命名为二环某烷
方括号中记入除桥头碳外各桥身的碳 原子数，大的在前，小的在后
数字间用圆点隔开
数字间用圆点隔开
编号从小环相邻螺原子的碳原子开始 从桥头碳开始沿最长桥到另一头碳原
764
5
3
8
8 7
12
2 9 10 1
6
5
3 4
螺[4.5]-1,6-癸二烯 1,8-二甲基-2-乙基二环[3.2.1]辛烷
十氢萘有顺反异构体
顺
H
H
十
氢
H
H
萘 沸点187.3℃
反
H
十
氢
H
萘 沸点195.7℃
氢可以省略， 用一个圆点 表示向上的
氢
5.2 脂环烃的物理性质和化学反应
物理性质
与脂链烃相似，脂环烃的沸点和熔点比相应的 脂链烃高。脂环烃比水轻，不溶于水。
CH2CH3
CH3
1,2-二甲基环丙烷
乙基环丙烷
在1,2-二甲基环丙烷分子中，由于环的存在阻止 了σ键的自由旋转，因而两个甲基可以在环的同 一边，也可以各在一边，它们是具有不同性质的 顺反异构体。
CH3
CH3 H3C
CH3 CH3
H
H3C
H
H
H
H
CH3
H
H
H
CH3
顺-1,2-二甲基环丙烷 沸点37℃
经螺原子到较大的环
子，再沿次长桥回到第一个桥头碳原
子，最短的桥上的碳最后编号
78
1
2 4
6
5
3
螺[3.4]辛烷
7
1
Fra Baidu bibliotek
6
2
5
4
3
二环[2.2.1]庚烷
10
2
1
9
3
8
6
4
7
5
二环[4.4.0]癸烷 十氢萘
命名含有取代基或不饱和键的螺环或桥环烃时，必须按照前面 的规则编号，同时使不饱和键和取代基的位次最小，
燃烧热的大小反映分子的内能的高低，燃烧热 越大，分子的内能就越高，分子也就越不稳定。
环烷烃亚甲基平均燃烧热表
环烷烃（n）
环丙烷（3） 环丁烷（4） 环戊烷（5） 环已烷（6） 环庚烷（7） 环辛烷（8） 环十一烷（11）
(kJmol-1)
ΔH/n 与直链烷烃的差值
697.1
38.5
686.2
27.4
+ H2
Ni 100℃
CH3CH2CH2CH3
Pt + H2 300℃ CH3CH2CH2CH2CH3
2. 加溴
环丙烷在室温下可与溴加成开环，而环丁烷要在加热时 才与溴加成开环，多环脂环烃中的三元环也容易开环。
室温
+ Br2
BrCH2CH2CH2Br
+ Br2
BrCH2CH2CH2CH2Br
+ Br2 室温
CH3
1
1-甲基-1-环己烯
H3C 3 2 1
6
2
4
6
5
3
4
5
3-甲基-1-环己烯
单环烯烃的命名 从双键碳原子开始编号 使取代基位次尽可能小
环烷烃分子中由于环的大小，侧链的长短和位置 的不同，而产生构造异构体，例如五个碳原子的 环烷烃有五种异构体
CH3
H3C
CH3
环戊烷
CH3
甲基环丁烷 1,1-二甲基环丙烷
一、单环脂环烃
❖ 脂环烃的命名与脂链烃相似，只需在化合物类名前加 “环”即可
H2 C H2C CH2
环丙烷
CH3
H2C
H2 C
CH2
H2C
CH2
环戊烷
CH3 CH3
CH3
CH3
1,2,4-三甲基环已烷
1,6-二甲基环已烯 环戊二烯 环壬炔
若只有一个不饱和碳上有侧链,该不饱和碳编号为1;
若两个不饱和碳都有侧链或都没有侧链,则碳原子 编号顺序除双键所在位置号码最小外,还要同时以 侧链位置号码的加和数为最小.
CH3
H
CH3
由于几何原因，较小的环中不可能有反式碳碳双键存在 ，已知的最小的反环烯烃是反环辛烯，在炔烃中，由于 C C C C 必须在一条直线上，只有较大的环才能容纳 这一结构，因此已知的最小的环炔烃为环壬炔。环炔烃 的数目很少。
二、螺环和桥环烃
螺环化合物 两个环共用一个碳原子 公共的碳原子为螺原子 按碳的个数命名为螺某烷
脂环烃
碳原子互相连接成环，性质与脂肪烃相似的烃类。 脂肪烃广泛存在于自然界，如石油及植物油中都含有脂环烃。 5.1 脂环烃的分类、异构和命名
按 分 子脂 内环 环烃 的 数 目
单环 双环 多环
小环（C3－C4） 普通环（C5－C7） 中环（ C8－C12）
大环（>C12）
与脂链烃类似，饱和的脂环烃称为环烷烃，含双键和三键的分别 称为环烯烃和环炔烃
化学反应
环烯烃含碳碳双键，与烯烃有相同的化学性质 环烷烃的反应与烷烃相似，但含三元环和四元 环的小环环烷烃有一些特殊的化学性质，易开 环生成开链化合物。
1.氢解
在较低的温度下环丙烷就可以开环，而环戊烷必须在 相当高的温度和活性高的催化剂作用下才能加氢开环 变成烷烃
+ H2
Ni 40℃
CH3CH2CH3
664.0
5.4
658.6
0.0
662.4
3.8
663.6
5.0
664.5
5.9
环十二烷（12）
659.9
1.3
环十四烷（14）
658.6
0.0
环十七烷（17）
658.7
0.1
由上表可以看出，小环的内能高，不稳定，从环戊烷开 始，差值较小或完全相等，说明五元环以上的环烷烃都 比较稳定。 环丙烷分子中C-C-C键角为105.5°，因而使分子具有一 种恢复正常键角的角张力。角张力的存在是环丙烷分子 不稳定的主要因素。由于键角偏离正常值，环丙烷分子 中相邻碳的sp3杂化轨道互相重叠的程度比一般烷烃要小， 实际上环丙烷的碳碳σ键呈香蕉形的弯曲键，因而键能比 直链烷烃的碳碳σ键的键能小得多。
Br Br
3.加卤化氢
卤化氢在室温下也能使环丙烷开环
+ HI
CH3CH2CH2 I
取代环丙烷与卤代氢的加成，卤素原子加在含氢较少的碳
原子上。
CH3 + HBr
CH3CH2CHCH3
Br
环戊烷和环已烷等像烷烃等像烷烃，化学性质稳定，而环丙 烷和环丁烷像烯烃，容易起加成反应。但值得注意的是，环 丙烷和环丁烷对氧化剂是稳定的。
CH3
CH3
CH C
CH3 CH3
KMnO4 H+
CH3
CH3
COOH
环烷烃的结构和稳定性
通过化学反应和热力学测得的燃烧热数据可以 说明，三元环烷烃最不稳定，其次是四元环， 而五元环六元环和大环烃都是较稳定的。
燃烧热是1mol化合物燃烧成二氧化碳和水放出 的热热 为6量5，8.6直kJ链m烷ol烃-1。分子中每个CH2的平均燃烧