第五章脂环烃讲解学习
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第五章 脂环烃PPT课件
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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
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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
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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
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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
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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。
第五章节-指环烃PPT课件
CH3与 C2-C3键、 C5-C6键为邻交叉
E = 3.8KJ /mol-1 2 = 7.6 KJ /mol-1
4
2 3
5 H6 1
H
CH 3
CH3与C3-H、C5-H有相互排斥 力，这称为1,3-二直立键作用。
每个H与CH3的1,3-二直立键
作用相当于1个邻交叉。
.
23
（２）二取代环己烷的构象
较大基团在e键最为稳定
CH3
顺-1-甲基-4-氯环己烷
C H 3 C l
C l H C H 3
形成分子内氢键
.
28
两个规则
Hassel规则
带有相同基团的多取代环己烷，如果没有其它因素 的参与，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。
Barton规则
带有不同基团的多取代环己烷，如果没有其它因素的 参与，那末其优势构象总是趋向于使作用最强的和较强的 基团尽可能多地取e键的向位。
5－甲基－1，3－环戊二烯 不是1－甲基－2，4－环戊二烯
.
5
（2）多环脂环烃的命名
（i）桥环烃 两个环共用两个或多个碳原子的烃叫桥环烃。
桥头碳
7 H H2C C
H C 2 CH3
6 H2C
8CH2 CH2 3
5
C H
CH2 4
桥头碳
（a）先找到桥头碳，给化合物编号，原则：自桥的一端开始，循着最长 的环节编到桥的另一端，然后循着次长的环节编回到起始桥端，最短环 节最后编号。
5 43
21
6
三个全重叠 三个邻交叉
四个全重叠 两个邻交叉
半椅式构象是用分子力学计算过渡态的几何形象时提出的。
第05章 脂 环 烃PPT课件
另外环丙烷分子中还存在着另一种张 力——扭转张力（由于环中三个碳位于同一平 面，相邻的C-H键互相处于重叠式构象，有旋 转成交叉式的趋向，这样的张力称为扭转张 力）。环丙烷的总张力能为114KJ/mol。
环烷烃的燃烧热
烷烃燃烧热：1mol纯完全燃烧生成CO2和水时放出的热。 每个 –CH2-的燃烧热应该是相同的，约为658.6KJ·mol-1。 1930年，用热力学方法研究张力能。
出，基团顺序按“次序规则”小的优先 列出。 • 例如：
C3H
C3H CH C3H
C3H
1， 3-=甲 基 环 戊 烷 异 丙 基 环 己 烷
２．环烯烃的命名
1， 4-=甲 基 -4-乙 基 1-甲 基 -3-异 丙 基
环 己 烷
环 己 烷
（1）称为环某烯。
（2）以双键的位次和取代基的位置最小为 原则。
CH 2-CH 2-CH 2-CH 2
Br
Br
溴褪色 可用于 鉴别环 烷烃
Br2/CCl4
不起加成，而是取代反应
（3）加H X, H2SO4
HBr H2S4 O
C3HC3H
C3HC CHC3H Br
C3HC C3HC C3H HC3HH2O
C3HC3H C3HC CHC3H
OS 3HO
OH
加成产物符合马式规则
中环化合物
n≧12
大环化合物
二、 异构现象
脂环烃的异构有构造异构和 顺反异构。如C5H10的环烃的异 构有：
顺 式 b p 3 7 ℃反 式 b p 2 9 ℃
• 单环烷烃的异构现象
C5H10的同分异构体
CH2CH3
CH3
1
2
CH3 CH3
环烷烃的燃烧热
烷烃燃烧热：1mol纯完全燃烧生成CO2和水时放出的热。 每个 –CH2-的燃烧热应该是相同的，约为658.6KJ·mol-1。 1930年，用热力学方法研究张力能。
出，基团顺序按“次序规则”小的优先 列出。 • 例如：
C3H
C3H CH C3H
C3H
1， 3-=甲 基 环 戊 烷 异 丙 基 环 己 烷
２．环烯烃的命名
1， 4-=甲 基 -4-乙 基 1-甲 基 -3-异 丙 基
环 己 烷
环 己 烷
（1）称为环某烯。
（2）以双键的位次和取代基的位置最小为 原则。
CH 2-CH 2-CH 2-CH 2
Br
Br
溴褪色 可用于 鉴别环 烷烃
Br2/CCl4
不起加成，而是取代反应
（3）加H X, H2SO4
HBr H2S4 O
C3HC3H
C3HC CHC3H Br
C3HC C3HC C3H HC3HH2O
C3HC3H C3HC CHC3H
OS 3HO
OH
加成产物符合马式规则
中环化合物
n≧12
大环化合物
二、 异构现象
脂环烃的异构有构造异构和 顺反异构。如C5H10的环烃的异 构有：
顺 式 b p 3 7 ℃反 式 b p 2 9 ℃
• 单环烷烃的异构现象
C5H10的同分异构体
CH2CH3
CH3
1
2
CH3 CH3
第五章 脂环烃
应用：用高锰酸钾溶液来区别烯烃与环丙烷衍生物
CH2=CH 2
KMnO 4
紫色退去 不退色
§5.3 脂环烃的结构
实验事实： 环的稳定性：三元环＜四元环＜五元、六元环
反映了环的稳定性与环的结构有着密切的联系。
一、 张力学说
当碳原子的键角偏离109©28′时，会产生一种恢复正常键角的力量。 这种力就称为张力。键角偏离正常键角越多，张力就越大。 1、所有的碳都应有正四面体结构 2、所有成环的碳原子都处在同一平面上
H
C(CH3)3
扭船式 太大的取代基 要尽量避免取 a键。
5、 1，3－己二醇
形成氢键时，aa为优势构象。
OH
OH
四、十氢合萘的构象 1、 名称
8 7 6 5 4 1 2 3
8 7 6 Βιβλιοθήκη 91 2 39 8
10 1
2 3 4 5
10
6 7
4
萘
十氢合萘（暜通名）
二环[4.4.0]癸烷
naphthalene
室温 H2, Ni
+
>100 C
三、芳烃还原
H2 catalyst H2 catalyst
四、卡宾合成法（以后学到）
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、桥环、螺环化合物的命名； 3、环丙烷的结构、弯曲键的不稳定性； 4、环己烷的构象：船式、椅式
联环
4、根据环的连接方式 桥环 螺环
二、 脂环烃的异构
脂环烃的构造异构现象比脂肪烃复杂。
碳架异构体
顺反异构
写出符合分子式C6H10的化合物
COOH COOH
第五章 脂 环 烃课件
1，2-二甲基环丙烷
1－甲基－2－异丙基环戊烷
H
H
H
H
顺－1，4－二甲基环己烷
反－1，4－二甲基环己烷
2、环烯烃和环炔烃的命名
和命名烯烃，炔烃相似，只是把环某烷改 成环某烯（炔），同时双键或叁键也要标出最 小位次。
3，5－二甲基环己烯
1，3－环戊二烯
3－甲基环己炔
3、螺环及桥环化合物的命名
=
螺环[2.4]庚烷 螺环[2.2.1]庚烷 双环[2.2.2]－2,5－辛二烯
当环已烷分子中任一个H被其它原子或基团 取代后，就得到了环已烷的一元取代衍生物。 由于取代基既可占据a键，也占据e键，便有两 种不同的构象。例如甲基环已烷。
CH3 CH3
环已烷的二元取代衍生物，如二甲基环己烷， 除有1，1-；1，2-；1，3-；1，4一等位置异构 体外，还存在顺反异构体。例：
H H H H H H H H H H H H
80℃ 200℃
（2）加卤素
CCl4
R.T.
+ +
Br2
Br
Br
CCl4
Br2
Br
Br
（3）加卤化氢
+ +
IH
R.T.
I
IH
I
I
+ HI
3、氧化反应
常温下，环烷烃不与氧化剂反应，而烯烃则 与KmnO4 ，O3 等氧化剂反应，∴可利用KmnO4 的 颜色变化来鉴别环烷烃和烯烃。 但在强烈条件下，环烷烃也可被氧化：
H
H H
H H H H
H H C ( C H 3)3 H
反 -1 -甲 甲 -2 -叔 叔甲 叔叔 叔
H
H
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
《有机化学教学课件》第五章 脂环烃
2. 环己烷的构象
在环己烷分子中，碳原子是以sp3杂化，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°，较为稳定的构象为折叠的椅型构象和船型 构象. (1) 椅型构象 分子中C-C-C键角基本保持109.5°,任何两个相 邻的C-H键都是交叉式的.椅型构象是无环张力，结构 稳定。
CH 3
H
CH 3
H
顺-1,2-二甲基环丙烷
反-1,2-二甲基环丙烷
3. 脂环烃的命名
(1) 单环烷烃的命名 a 饱和脂环烃的命名环烷烃的命名与烷烃相似， 只在烷字的前面加上一“环”字，称为环某烷。饱和 单环烷烃的命名与烷烃相似，只是在烷烃名称前加上 “环”字，称为环某烷。当环上支链所含碳原子较少 时，以环为母体，则需将环上碳原子编号，以标明支 链的位置。编号应使取代基在位次最小，当环上有两 个以上不同取代基时，则按“次序规则”决定基团排 列的先后，一般含碳原子少的优先，例如：
不同碳环的扭曲键角简单脂环烃的键角扭变
脂环烃 环丙烷 环丁烷 环戊烷 环己烷 环庚烷 备注
价键角
60°
90°
108°
120°
128.5° 扭曲键角正值为键角缩小，负值 为键角扩大。
扭曲键角
24°44′
9°44′
44′
-5°16′
-9°33′
碳环大小不同的环烷烃，分子内张力不同，稳定 性也存在差异：小环（n = 3, 4），张力很大 ；普通 环（n =5,6,7），张力很小 ；中环（n = 8 ~ 11）， 张力较正常环大 ；大环（n ＞12），几乎没有张力。
8 1 7 6 5 4 3 2
7
H3 C
1
1 2 4
6
2 7 4 3
第五章脂环烃
1
2 6
CH3
3
CH3
4
5
同碳数环烷烃与烯烃互为同分异构体 通式为CnH2n
其中1、2、3、4、5是构造异构体。分 子中原子的连接方式和次序不同。
6和7是顺反异构体，因成环碳原子单键不
7 5
CH3
CH3
能自由旋转而引起的。两个甲基相对于环
平面的位置不同。
6和7之间互相转变需要较高的能量，在室温 下不能实现，它们的物理性质也不相同。
键角
实际上，环烷烃（除三元环外）并不是一个平面结构， 实际上，环烷烃（除三元环外）并不是一个平面结构，这就使张 力学说失去了存在的基础。那么，如何解释小环的不稳定性呢？ 力学说失去了存在的基础。那么，如何解释小环的不稳定性呢？ 小环烷烃的结构
。 1 。09.5 60 24。4' 4
随着环的扩大，张力
H 1 H H 2 H H 3 H H 4 H
H H
H H
1 6
5
3 4
H
H 6 H H
5
H
H H
2
H
H
H
H
锯架式
纽曼式
环己烷椅式构象的特点
1. 有6个a (axial) 键，有6个e (equatorial)键。 个 个 键 2. 有C3对称轴。（过中心，垂直于 对称轴。（过中心，垂直于1,3,5平面和 。（过中心 平面和2,4,6 平面和 平面，两平面间距50pm） 平面，两平面间距 ） 3. 有构象转换异构体 。（ 。（K=104-105/秒） 秒 4. 环中相邻两个碳原子均为邻交叉。 环中相邻两个碳原子均为邻交叉。
CH3
CH3
CH3
5 6 4 7 8
3 2 1
Cp05-脂环烃
H
H H H H H H
H
H
H
H
H H H
H H
H
H H H H H
3、转环作用
H
H
4
H H 1 5 6 H H
3
H
H
H
4
H
H H 6 5
2 1
H
H
3
H
H
H
H
H
2
H
H
H
H
H
四、取代环己烷的构象 1、一元取代环己烷 H
5 4
CH3 H
3 6 2 1
4
5 3 2
6 1
H
CH3
2、二元取代环己烷
H
5 4
H2 / Ni, 100 o C
H2 / Pt, 500 o C
+ Br 2
r.t. Br Br
+ Br 2
+ HBr
Br
Br
Br
CH3 + HBr Br
CH3
CH3 H2SO4 CH3 CH2 CH3
CH3 CH3 H2O C CH3 CH3 CH2 C CH3 OSO2OH OH
2、难氧化
CH3 CH C CH3
H H
2
H
H
H
H
H
H H
4 H 5 6
H H 1 H
3 2
H
H 3 H
2
4 1
5 6
HH
H H H H
H
H H
H H
二 、 典 型 构 象 及 其 位 能 关 系
三、椅式构象 1、碳环骨架 2、碳氢键的空间关系
直立键 或 a 键 axial bond 平伏键 或 e 键 equatorial bond
H H H H H H
H
H
H
H
H H H
H H
H
H H H H H
3、转环作用
H
H
4
H H 1 5 6 H H
3
H
H
H
4
H
H H 6 5
2 1
H
H
3
H
H
H
H
H
2
H
H
H
H
H
四、取代环己烷的构象 1、一元取代环己烷 H
5 4
CH3 H
3 6 2 1
4
5 3 2
6 1
H
CH3
2、二元取代环己烷
H
5 4
H2 / Ni, 100 o C
H2 / Pt, 500 o C
+ Br 2
r.t. Br Br
+ Br 2
+ HBr
Br
Br
Br
CH3 + HBr Br
CH3
CH3 H2SO4 CH3 CH2 CH3
CH3 CH3 H2O C CH3 CH3 CH2 C CH3 OSO2OH OH
2、难氧化
CH3 CH C CH3
H H
2
H
H
H
H
H
H H
4 H 5 6
H H 1 H
3 2
H
H 3 H
2
4 1
5 6
HH
H H H H
H
H H
H H
二 、 典 型 构 象 及 其 位 能 关 系
三、椅式构象 1、碳环骨架 2、碳氢键的空间关系
直立键 或 a 键 axial bond 平伏键 或 e 键 equatorial bond
第五章脂环烃
第五章脂环烃第一节脂环烃的分类第二节脂环烃的异构现象和命名一、脂环烃的异构现象分子中只有单键的脂环烃叫做环烷烃。
环烷烃一般指的是单环环烷烃，其通式为CnH2n。
环烷烃和烯烃的通式相同，碳原子数相同的环烷烃和烯烃互为官能团异构体。
环烷烃C5H10有以下五种构造异构体：二、单环脂环烃的命名1．环上连有简单的烷基以环为母体，根据成环碳原子数称为“环某烷（或烯等）”，环上的烷基作为取代基。
对于环烷烃，若分子中含有多个取代基时，则需将环上碳原子编号，即选择简单取代基作为第一位，编号顺序遵循“最低系列”原则。
对于环烯烃或其他不饱和脂环烃，编号优先考虑不饱和键，并使取代基的位次尽可能小。
例如：甲基环丙烷1-甲基-2-乙基环戊烷1，3-二甲基-1-乙基环己烷3-甲基环戊烯1，3-环戊二烯5-乙基-1，3-环己二烯2．环上连有复杂的烷基或不饱和烃基以环上的支链为母体，将环作为取代基，称为“环某基”，按支链烃的命名原则命名。
例如：2-甲基-4-环戊基戊烷2-环己基-3-己烯第三节环烷烃的结构与稳定性1．环丙烷的结构在环丙烷分子中，三个碳原子都是sp3杂化的。
相邻两个碳原子的两个sp3杂化轨道，在成键时，其对称轴不在同一条直线上，而是以弯曲方向重叠，形成的C—C 键是弯曲的，形似“香蕉”，称为“弯曲键”或“香蕉键”。
如图5-1所示。
图5-1 环丙烷分子中弯曲键的形成碳碳键便受到扭转而产生张力，这种张力叫做扭转张力。
角张力和扭转张力总称为环张力。
环张力越大，分子的内能就越高，稳定性越差。
环烷烃的环张力大小可以用燃烧热数值加以衡量。
2．稳定性为什么环的稳定性有如此差异呢？不同大小的环的稳定性列表分析如下：化合物结构环张力稳定性角张力扭转张力环丙烷平面型大(109.8°>60°)大很不稳定环丁烷折叠式较大(109.8°>90°)较小不稳定环戊烷信封式较小(109.8°≈108°)较小较稳定环己烷椅式无（正常σ键）无稳定在环烷烃中，除环丙烷的碳原子为平面结构外，其余的成环碳原子都不在同一平面上，这样可以很好的克服环的扭转张力，从而形成稳定的结构。
有机化学第五章脂环烃
4 3 2 1
或
5
1-甲基-3-乙基环戊烷 甲基-
CH2 CH2 CH2 CH-CH3 CH2 CH CH(CH3)2 或
4 5
6 1 2 3
1-甲基-3-异丙基环己烷 甲基③ 若环烃中有双键时，编号应从双键开始，且使编号的数 若环烃中有双键时，编号应从双键开始， 值最小。 值最小。
1 6 5 4 2
结论： 结论： ● e键取代基最多的构象稳定 ● 大取代基(体积)在e键的构象稳定 大取代基(体积)
§5-5 脂环烃的制备
一、芳烃化合物还原法
Ni 180～ 180～250℃
+ 3 H2
+ H2
催化剂
H2 催化剂 四氢化萘 十氢化萘
二、分子内偶联法
1.武慈合成法——主要适合于制备三 主要适合于制备三、 1.武慈合成法——主要适合于制备三、四元环
1,31,3-环己二烯
3
若环中有双键也有支链时，编号从双键起， ④ 若环中有双键也有支链时，编号从双键起，且要使支链 编号尽可能最小。 编号尽可能最小。
1 5 2
3-甲基环戊烯 CH3
4 3
1 6 5 4 2
1,61,6-二甲基环己烯
3
2. 螺环烃的命名
螺环烃编号方法----- 从邻接于螺原子的一个碳原子开始， ① 螺环烃编号方法----- 从邻接于螺原子的一个碳原子开始， 由小环到大环。 由小环到大环。 螺环烃命名方法---------用 做词头， ② 螺环烃命名方法-----用螺做词头，然后在方括号中写出 每 个环的碳原子数（不包括螺碳） 个环的碳原子数（不包括螺碳）从 小 7 8 1 2 10 1 9 环到大环。 环到大环。 CH2 CH2 CH2 2 C CH2 8 4 5 CH2 CH CH2 5 6 3 3 7 6 4 CH3 5-甲基螺[3 .4] 辛烷 甲基螺 甲基 螺[4.5]癸-1,6-二烯 [4.5]癸 1,6-
或
5
1-甲基-3-乙基环戊烷 甲基-
CH2 CH2 CH2 CH-CH3 CH2 CH CH(CH3)2 或
4 5
6 1 2 3
1-甲基-3-异丙基环己烷 甲基③ 若环烃中有双键时，编号应从双键开始，且使编号的数 若环烃中有双键时，编号应从双键开始， 值最小。 值最小。
1 6 5 4 2
结论： 结论： ● e键取代基最多的构象稳定 ● 大取代基(体积)在e键的构象稳定 大取代基(体积)
§5-5 脂环烃的制备
一、芳烃化合物还原法
Ni 180～ 180～250℃
+ 3 H2
+ H2
催化剂
H2 催化剂 四氢化萘 十氢化萘
二、分子内偶联法
1.武慈合成法——主要适合于制备三 主要适合于制备三、 1.武慈合成法——主要适合于制备三、四元环
1,31,3-环己二烯
3
若环中有双键也有支链时，编号从双键起， ④ 若环中有双键也有支链时，编号从双键起，且要使支链 编号尽可能最小。 编号尽可能最小。
1 5 2
3-甲基环戊烯 CH3
4 3
1 6 5 4 2
1,61,6-二甲基环己烯
3
2. 螺环烃的命名
螺环烃编号方法----- 从邻接于螺原子的一个碳原子开始， ① 螺环烃编号方法----- 从邻接于螺原子的一个碳原子开始， 由小环到大环。 由小环到大环。 螺环烃命名方法---------用 做词头， ② 螺环烃命名方法-----用螺做词头，然后在方括号中写出 每 个环的碳原子数（不包括螺碳） 个环的碳原子数（不包括螺碳）从 小 7 8 1 2 10 1 9 环到大环。 环到大环。 CH2 CH2 CH2 2 C CH2 8 4 5 CH2 CH CH2 5 6 3 3 7 6 4 CH3 5-甲基螺[3 .4] 辛烷 甲基螺 甲基 螺[4.5]癸-1,6-二烯 [4.5]癸 1,6-
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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Байду номын сангаас环炔烃
小环（C3、C4) 按环大小 普通环（C5－C7）
中环（C8－C12） 大环（>C12)
2020/7/18
按环大小
小 环 （ C3、 C4) 普 通 环 （ C5－ C7） 中 环 （ C8－ C12） 大 环 （ >C12)
2020/7/18
环烷烃顺反立构
受环的制约单键不能自由旋转，环上取 代基在空间排列方式产生顺反（几何） 异构
顺 cis 两个取代基在环同侧 反 tran 两个取代基在环异侧
2020/7/18
环烷基 Cycloalkyl Groups
C yc lo p ro p yl
C yc lo b u tyl
❖ 在取代程度相同时按字母顺序编号 ❖ 多取代碳编号优先
2020/7/18
CH 3 CH 3
1,1-Dimethylcyclohexane
2020/7/18
CH3 CH2
CH3 CH3
4-Ethyl-1,1-dimethylcyclohexane
2020/7/18
Two Ways of Naming This
❖ 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,
H
H
C 3H 6
H
C
C
H
H
C
C
H
CH 2 CH 2 CH 2 CH 2
H
H
C yc lo b u ta n e
HH
C 4H 8
H
C
H
C
C
H
H
CC
H
HH
H
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2 CH 2
C yc lo p e n ta n e C 5H 10
2020/7/18
More examples
CH2
C 6 H 12
Structural formulas of cyclic molecules -- Cyclohexane
❖Polygon formula
2020/7/18
C 6 H 12
Examples of Cyclic Molecules
H
H
C
H
H
CC
CH 2 CH 2 CH 2
H
H
C yc lo p ro p a n e
2. 单环烷烃的命名 按成环碳原子数命名为环某烷
HH
C
H
H
CC
H
H
HH
CH2 CH2 CH2
Cyclopropane
环丙烷
HCCH
CH2 CH2
HCCH
CH2 CH2
HH
Cyclobutane
环丁烷
2020/7/18
H
H
H
H
C
C HH C
C C HH
H
H
CH2
CH2
CH2
CH2 CH2 Cyclopentane
环戊烷
H
H
H
H C
HC
CH
HC
CH
C
HH
HH
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
Cyclohexane
环己烷
Structural formulas of cyclic molecules -- Cyclohexane
❖Expanded formula
HH
H
C
H
HC
CH
HC
CH
H
C
H
HH
2020/7/18
C yc lo p e n tyl
2020/7/18
C yc lo h e x yl
单环烯烃的命名 Nomenclature of Monocyclkenes
1. 从双键碳原子开始编号 2. 使取代基位次尽可能小
CH3 4-甲基环己烯
2020/7/18
螺环烃（两个环共用一个碳原子） 的命名
1. 从小环中与共有碳原子相连的碳原子开 始编号，经过共有碳原子，再由较大环 回到共有碳原子。
CH3
CH3 CH CH3
1-Isopropyl-2-methylcyclohexane 1-Methyl-2-(1-methylethyl)cyclohexane
2020/7/18
CH 3 CH 2 C CH 2 CH 3
CH 3
长链作母体，3-Cyclobutyl-3methylpentane
环数：使环状化合物 变成开链化合物所需 打破的碳碳键的数目。
按环数
单环: 如
C
H
C
2
H
2
C
H
2
(
环
丙
烷
）
、
(环 己 烷 ）
二环：如
(十氢 萘）又 叫二 环[4.4.0]癸 烷
多环：二环以上。 如 金刚烷
螺环：共有1个碳 如 按环的连接方式 稠环：共有2个碳 如十氢萘
桥环：共有2个以上碳原子 如
2020/7/18
2. 尽可能使取代基处在最小的位次 3. 母体名称前冠以“螺”，后接[ ],方括
内注明环中除共有碳原子以外的碳原子 数，由小到大，之间用圆点隔开。
2020/7/18
5 4 CH3 32
67 1
4-甲基螺[2.4]庚烷
桥环的命名
桥环 两个环共有两个或多个碳原子
1. 从桥头碳开始编号，经过最大环到达另一桥头， 在经次大环回到第一个桥头，最短的桥最后编 号。
1. 环烷烃的卤代
C H 2 H 2 CC H 2+ C l2
h
C H 2 H 2 CC H C l+ H C l
2. 环烯烃的加成
including “1”! ❖ 从取代基位号小的方向给环编号 ❖ Number around the ring in a direction to get from the first
substituent to the second substituent by the shorter path.
CH2
CH
CH3
CH3
CH2 CH2
M e th ylc yc lo p e n ta n e
CH2
CH2
CH
CH2
CH
CH
Br
Br
3 -B ro m o c yc lo h e x e n e
2020/7/18
取代单环烷烃的命名
Nomenclature of the Substituted Monocycloalkanes
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。
2020/7/18
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
2020/7/18
第二节 脂环烃的性质
一、与开链烃相似的反应
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Байду номын сангаас环炔烃
小环（C3、C4) 按环大小 普通环（C5－C7）
中环（C8－C12） 大环（>C12)
2020/7/18
按环大小
小 环 （ C3、 C4) 普 通 环 （ C5－ C7） 中 环 （ C8－ C12） 大 环 （ >C12)
2020/7/18
环烷烃顺反立构
受环的制约单键不能自由旋转，环上取 代基在空间排列方式产生顺反（几何） 异构
顺 cis 两个取代基在环同侧 反 tran 两个取代基在环异侧
2020/7/18
环烷基 Cycloalkyl Groups
C yc lo p ro p yl
C yc lo b u tyl
❖ 在取代程度相同时按字母顺序编号 ❖ 多取代碳编号优先
2020/7/18
CH 3 CH 3
1,1-Dimethylcyclohexane
2020/7/18
CH3 CH2
CH3 CH3
4-Ethyl-1,1-dimethylcyclohexane
2020/7/18
Two Ways of Naming This
❖ 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,
H
H
C 3H 6
H
C
C
H
H
C
C
H
CH 2 CH 2 CH 2 CH 2
H
H
C yc lo b u ta n e
HH
C 4H 8
H
C
H
C
C
H
H
CC
H
HH
H
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2 CH 2
C yc lo p e n ta n e C 5H 10
2020/7/18
More examples
CH2
C 6 H 12
Structural formulas of cyclic molecules -- Cyclohexane
❖Polygon formula
2020/7/18
C 6 H 12
Examples of Cyclic Molecules
H
H
C
H
H
CC
CH 2 CH 2 CH 2
H
H
C yc lo p ro p a n e
2. 单环烷烃的命名 按成环碳原子数命名为环某烷
HH
C
H
H
CC
H
H
HH
CH2 CH2 CH2
Cyclopropane
环丙烷
HCCH
CH2 CH2
HCCH
CH2 CH2
HH
Cyclobutane
环丁烷
2020/7/18
H
H
H
H
C
C HH C
C C HH
H
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CH2
CH2
CH2
CH2 CH2 Cyclopentane
环戊烷
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H C
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HC
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C
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CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
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Cyclohexane
环己烷
Structural formulas of cyclic molecules -- Cyclohexane
❖Expanded formula
HH
H
C
H
HC
CH
HC
CH
H
C
H
HH
2020/7/18
C yc lo p e n tyl
2020/7/18
C yc lo h e x yl
单环烯烃的命名 Nomenclature of Monocyclkenes
1. 从双键碳原子开始编号 2. 使取代基位次尽可能小
CH3 4-甲基环己烯
2020/7/18
螺环烃（两个环共用一个碳原子） 的命名
1. 从小环中与共有碳原子相连的碳原子开 始编号，经过共有碳原子，再由较大环 回到共有碳原子。
CH3
CH3 CH CH3
1-Isopropyl-2-methylcyclohexane 1-Methyl-2-(1-methylethyl)cyclohexane
2020/7/18
CH 3 CH 2 C CH 2 CH 3
CH 3
长链作母体，3-Cyclobutyl-3methylpentane
环数：使环状化合物 变成开链化合物所需 打破的碳碳键的数目。
按环数
单环: 如
C
H
C
2
H
2
C
H
2
(
环
丙
烷
）
、
(环 己 烷 ）
二环：如
(十氢 萘）又 叫二 环[4.4.0]癸 烷
多环：二环以上。 如 金刚烷
螺环：共有1个碳 如 按环的连接方式 稠环：共有2个碳 如十氢萘
桥环：共有2个以上碳原子 如
2020/7/18
2. 尽可能使取代基处在最小的位次 3. 母体名称前冠以“螺”，后接[ ],方括
内注明环中除共有碳原子以外的碳原子 数，由小到大，之间用圆点隔开。
2020/7/18
5 4 CH3 32
67 1
4-甲基螺[2.4]庚烷
桥环的命名
桥环 两个环共有两个或多个碳原子
1. 从桥头碳开始编号，经过最大环到达另一桥头， 在经次大环回到第一个桥头，最短的桥最后编 号。
1. 环烷烃的卤代
C H 2 H 2 CC H 2+ C l2
h
C H 2 H 2 CC H C l+ H C l
2. 环烯烃的加成
including “1”! ❖ 从取代基位号小的方向给环编号 ❖ Number around the ring in a direction to get from the first
substituent to the second substituent by the shorter path.
CH2
CH
CH3
CH3
CH2 CH2
M e th ylc yc lo p e n ta n e
CH2
CH2
CH
CH2
CH
CH
Br
Br
3 -B ro m o c yc lo h e x e n e
2020/7/18
取代单环烷烃的命名
Nomenclature of the Substituted Monocycloalkanes
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。
2020/7/18
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
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第二节 脂环烃的性质
一、与开链烃相似的反应