脂环烃(大学)资料重点

●环烯烃具有烯烃的通性：
二、小环烷烃的特性反应 1. 加成反应
（1） 加氢
（2） 加卤素
‖
（3）加H X, H2SO4
环的断裂发生在连接氢原子最多和连接氢原子最少 的两个成环碳之间，符合马氏加成。
2．氧化反应
● 环丙烷对氧化剂稳定，不被高猛酸钾、臭氧等氧化剂氧化。 例如：
● 可用高猛酸钾溶液来区别烯烃与环丙烷衍生物。
● 更小的环庚炔、环己炔只能作为活性中间体瞬间存在， 未能分离出来。
3. 多环烃的命名
（1）联环烃
●两个或两个以上的环，彼此以单键或双键直接相连的，称为联环烃 ●通常由两个相同环组成的联环烃，称为联二某烃。
联二环己烷
（2）螺环烃
● 两个环共用一个碳原子的环烷烃称为螺环烃。
● 命名：
①根据成环碳原子的总数称为螺[ ]某烷，取代基放在螺之前；
1,1-二甲基-3-乙基环已烷
1,2-二甲基-4-环丙基环戊烷
3-甲基-4-环丁基庚烷
源自文库
1-甲基-4-异丙基环己烷
1,3-二甲基环己烷
2. 单环烯烃、环炔烃的命名
（1）根据分子中成环碳原子数目，称为环某烯（炔）。 （2）以双（三）键的位次和取代基的位置最小为原则。
环辛炔
● 角张力的影响，室温下能稳定存在的最小的环炔烃是环 辛炔。
C C 109.5。
C
丙烷
C
105.5。
C
C
环丙烷
●由此可见：
① 键的重叠程度小，稳定性低。 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。
二、环丁烷和环戊烷的构象
1．环丁烷的构象 ●与环丙烷相似，环丁烷分子中存在着张力，但比环丙烷的小。 ● 环丁烷是以折叠状构象存在的非平面型结构，可以减少C-H的 重叠，使扭转张力减小。 ●环丁烷分子中 C-C-C键角为 111.5°，角张力也比环丙烷的小， 总张力能为108KJ/mol。
2. 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
三元环的结构特殊。
60。109.5。 24。44'
随着环的扩大，张力
●角张力：
※ 在环丙烷分子中，电子云的重叠不能沿着sp3轨道轴对称重叠，只 能偏离键轴一定的角度以弯曲键侧面重叠，形成弯曲键（香蕉键）， 其键角为 105.5°，因键角要从109.5°压缩到105.5°，故环有一定的 张力称为角张力）。
一、张力学说与环丙烷的结构 1. 张力学说
● 1885年 Von Baeyer A. 提出了张力学说，假定所有成环的碳原 子都在同一平面上，且形成正多边形。 ● 环中碳原子之间的夹角“偏离”109.5°时，将产生张力，“偏 离”的程度越大，环的张力越大，环的稳定性越小。 ●张力理论局限性： ※ 不适用于大环：大环碳不会共平面； ※ 主适用于 C3～C4环 。
2．环戊烷的构象
● 环戊烷分子中，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。
● 所以，环戊烷是以折叠式构象存在的， 为非平面结构，呈信封式构象。
● 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。
C3
6 2
1
1
6
2
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，但占据e 键的构象更稳定。例如：
H
H HCH
H
室温
HH
H 7％
H
H CH3
H 93％（内能较a型 少75.3 KJ / mol）
● 原因：
※ a键取代基结构中的非键原子间斥力
H
● 环烃性质小结：
(1) 小环烷烃（3，4元环）易加成，难氧化；五元环以 上难加成，难氧化。
(2) 环烯烃、共轭二烯烃，各自具有其相应烯烃的通性。
5.3 脂环烃的结构
● 从环烷烃的化学性质可以看出： 环丙烷最不稳定，环丁烷次之，环戊烷比较稳定，环己烷以上的大 环都稳定，因此环的稳定性与环的结构有着密切的联系。
② 编号原则：从桥的一端桥头碳开始，沿最长桥编至桥的另一端，再沿次
长桥至始桥头，最短的桥最后编号。
③ 在[ ]中标出除桥头碳原子外的桥碳原子数（大数排前，小数 排后）。
二环[3. 2. 1]辛烷
二环[1. 1. 0]丁烷
5.2 脂环烃的化学性质
一 、普通环的性质
● 普通脂环烃具有开链烃的通性 ● 环烷烃主要是起自由基取代反应，难被氧化。
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
● 椅式构象稳定的原因：
● 船式构象不稳定的原因：
2. 平伏键（e键）与直立键（a键）
● 椅式构象中C-H键分为两类： ① 直立键（a键）：6个与分子的对称轴平行的C-H 键（伸展方向： 上下，且上下交替）； ② 平伏键（e键）：6个与直立键形成接近109.5°的夹角的C-H键 （平伏着向环外伸展）。如下图：
比e键取代基的大（因非键原子间的距
离小于正常原子键的距离所致）。
H H
H H
HH
H
H
H
H
H
HH
HH
H H
②编号原则：从较小环中与螺原子相邻的一个碳原子开始，经小环到螺原子，
再沿大环至所有环碳原子；
③在[ ]中标出各碳环中除螺碳原子以外的碳原子数目（小数在前，大 数在后）；
7 61
85
2
9 10 4 3
螺[4.5]-1,6-癸二烯
（3）桥环烃 （二环、三环等）
●桥环烃：两个或多个环共用两个以上碳原子的环烃。 ● 命名： ① 根据成环碳原子总数目称为几环[ ]某烷；
第五章 脂环烃
● 脂环烃的分类命名和异构现象 ● 脂环烃的结构 ● 脂环烃的性质
5.1 脂环烃的分类命名和异构现象
● 结构上具有环状碳骨架，而性质上与脂肪烃相似的烃，称为脂环烃。
一、分类
脂环烃
二、 命名 １．环烷烃的命名
（1）根据分子中成环碳原子数目，称为环某烷。 （2）把取代基的名称写在环烷烃的前面。 （3）取代基位次按“次序规则” 小的优先列出。例如：