第五章脂环烃
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第5章 酯环烃
C C
109.5 。 105.5
C
。
C C
丙 烷 环丙烷
C
因键角偏 离正常键 角而引起 的张力叫 角张力
交盖较好
交盖较差 键轨道的交盖
。 109.5 。 60 。 24 44'
随着环的扩大，张力
90°
108°
环丁烷
环戊烷
基本上无张力
环的扭转张力
•构象是重叠式而引起的张力叫扭转张力.
环碳原子在同一个平面 扭转张力大
(卤代反应、加成反应(H2、HX)、氧化反应、环烯和环二烯反应)
5.3 环烷烃的环张力和稳定性
(非键作用、键长变化、角张力、扭转张力)
5.4 环烷烃的结构
(甲基化反应；制取多一个碳的羧酸；加成反应)
5.5 萜类和甾族化合物
三元环：平面结构 四元环：折叠式结构 五元环：信封式结构 六元还：椅式构象和船式构象
(一) 脂环烃的定义和分类
定义:在结构上具有环状碳骨架， 而性质上和脂肪烃相似的烃类。 分类:
饱和脂环烃 脂环烃 不饱和脂环烃 环烷烃 如
... ... ... ...
如
环烯烃 如 环二烯烃 环炔烃 如
... ... ... ...
也可根据脂环烃分子中所含的碳环数目不同，分为单环、 二环和多环脂环烃。
3，4-=甲基 环己烯 1，3-环戊烯 2-甲基-1，3环己二烯
（3） 多环化合物的命名
联二环己烷 (联环烃)
螺[4,4]壬烷 (螺环烃)
二环[4,4,0]癸烷 (稠环烃)
二环[2,2,1]庚烷 (桥环烃)
• 两环共用一个碳原子双环化合物的叫做螺环化合物； 两环共用两个或更多个碳原子的叫做桥环化合物。
109.5 。 105.5
C
。
C C
丙 烷 环丙烷
C
因键角偏 离正常键 角而引起 的张力叫 角张力
交盖较好
交盖较差 键轨道的交盖
。 109.5 。 60 。 24 44'
随着环的扩大，张力
90°
108°
环丁烷
环戊烷
基本上无张力
环的扭转张力
•构象是重叠式而引起的张力叫扭转张力.
环碳原子在同一个平面 扭转张力大
(卤代反应、加成反应(H2、HX)、氧化反应、环烯和环二烯反应)
5.3 环烷烃的环张力和稳定性
(非键作用、键长变化、角张力、扭转张力)
5.4 环烷烃的结构
(甲基化反应；制取多一个碳的羧酸；加成反应)
5.5 萜类和甾族化合物
三元环：平面结构 四元环：折叠式结构 五元环：信封式结构 六元还：椅式构象和船式构象
(一) 脂环烃的定义和分类
定义:在结构上具有环状碳骨架， 而性质上和脂肪烃相似的烃类。 分类:
饱和脂环烃 脂环烃 不饱和脂环烃 环烷烃 如
... ... ... ...
如
环烯烃 如 环二烯烃 环炔烃 如
... ... ... ...
也可根据脂环烃分子中所含的碳环数目不同，分为单环、 二环和多环脂环烃。
3，4-=甲基 环己烯 1，3-环戊烯 2-甲基-1，3环己二烯
（3） 多环化合物的命名
联二环己烷 (联环烃)
螺[4,4]壬烷 (螺环烃)
二环[4,4,0]癸烷 (稠环烃)
二环[2,2,1]庚烷 (桥环烃)
• 两环共用一个碳原子双环化合物的叫做螺环化合物； 两环共用两个或更多个碳原子的叫做桥环化合物。
第五章 脂环烃
脂环烃
36
5.4 环烷烃的结构与稳定性
♦ 环烷烃的稳定性与化学性质联系密切。环越稳定， 则化学性质越不活泼，不易发生化学反应；相反， 环越不稳定，化学性质越活泼。
♦ 在环烷烃中，环丙烷的性质是最活泼的，环丁烷 次之，但都易发生加成反应而开环，性质活泼， 而环己烷的性质最稳定。这是为什么？
有机化学
脂环烃
有机化学
脂环烃
28
2. 氧化反应
♦ 在更强烈的条件下，与强氧化剂及催化剂的作 用下，则可以被氧化成不同的产物。
环 酸 烷 钴 1.0~2.5MPa 150~160℃，
O
+
OH
醋 钴 酸 1.0MPa 95℃ ，
HOOC COOH
有机化学
脂环烃
29
3. 加成反应
——小环烷烃具有与烯烃类似的性质，可发生一 些加成反应。如催化加氢、加X2、加HX等。 （1）催化加氢： C3、C4、C5环烷烃可在金属Ni 催化下加氢，生成相应的开链烷烃，并随环的增 大，反应所需温度越高，反应越困难。如：
环戊烷的构象
46
4)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。
有机化学
脂环烃
47
5）环己烷及其衍生物的构象
——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
H3C CH3 O3 Zn
乙酸
5.臭氧化
O H C CH CH2 CH C H
O CH3 H3C
CH CH
or
CH2=CH CN
CN
有机化学
第五章脂环烃
O ＋
环戊二烯
O O
O
O
O
丁烯二酸酐
三、卡宾(碳烯)合成法
CH2N2
重氮甲烷
光或热
: CH2 + N2
碳烯
CH3－ CH＝CH－CH3 + :CH2
CH3－CH －CH－CH3 CH2
+ :CH2
二环[4.1.0]庚烷
本章作业:
1(1,4,6,7), 2(3,5,7), 6, 9
Ni 180～250℃
+ 3 H2
+ H2
催化剂 四氢化萘
H2 催化剂
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、四元环
CH2 CH2 Br
Na 或Zn
CH2
Br
Br
CH2
CH2 CH2
Ｋ
Br
2.格氏试剂合成法——主要适合于制备四～七元环
Cl
Mg
Cl 3 MgCl
3.狄尔斯－阿德尔合成法（双烯合成）
H + H COOCH3 COOCH3 具 有 顺丁烯二酸二甲酯 顺-环己烯-4,５-二甲酸二甲酯 立 体 COOCH3 专 CH3OOC H H 一 H + 性 COOCH3 H COOCH3
反-丁烯二酸二甲酯 反-环己烯-4,５-二甲酸二甲酯
H CO O CH 3 H CO O CH 3
但在530℃、Pd-C催化剂存在下，两者可达到动态平衡：
H H H H H H 9% 空间障碍大，能量高
530 C，Pd-C催化剂
。
H
H 91% 空间障碍小，能量低
不稳定
稳定
二、 环己烷的构象
第五章脂环烃
(2a)
反-1,4-二取代
若环上有不同取代基，则体积大的取代基连在 e键上的构象最稳定。
H C(CH3)3 HO H OH C(CH3)3 H
叔丁基在 e键上稳 定
H
OH
顺-4-叔丁基环己醇
C(CH3)3
5）环己烷构象的画法： 三组平行线
结论：
通过环己烷的构象分析可知：
环己烷椅式构象稳定； 取代基在e键上稳定； 处于e键的取代基越多，越稳定； 大取代基处于e键越多，越稳定。
2）环烯烃的命名（环某烯）
原则：先保证双键位次最小，再考虑取代基
2 1 6 5
H3C 3
4
环戊烯
3-甲基-1-环己烯
3）螺环烃的命名 定义：两个环共用一个碳原子的环烷烃称为螺环烃。
螺碳原子
规则：(a) 组成环的碳原子总数命名为“某烷”，加上 词头“螺”。 (b) 再把连接于螺原子的两个环的碳原子数(不 含螺原子)，按由小到大的次序写在“螺”和“某烷” 之间的方括号里，数字用圆点分开。表示为螺[ . ]某 烷。
例如：
2 3 4 6 5 1 8
7 1 6
7
2 4
5
3
8-甲基-2-乙基双环[4.2.0]辛烷 2,7,7-三甲基双环[2.2.1]庚烷
练习：
6-甲基双环[3.2.2]壬烷
8,8-二甲基双环[3.2.1]辛烷
二、 脂环烃的性质 1、环烷烃的反应 1）取代反应
环烷烃与烷烃一样，在光或热引发下可发生卤代反应。
双环[2. 2. 1]-5-庚烯-2-羧酸甲酯
2）聚合反应
室温
+
双烯组分 亲双烯组分
H H
二聚环戊二烯
实质：双烯合成
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
第5章 脂环烃
高于开链烷烃的能量，称为张力能
大环/中环/普通环 > 四元环 > 三元环
第三节 构象
一、环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象
2
3
1
4 3 2 1
四个碳不在同一 平面上，为折叠 式排列。
4
3
2
1
4
环丁烷的构象—蝴蝶型
稳定构象 • 角张力稍增加， 扭转张力明显减小
能量低， 稳定构象
环戊烷的构象
• 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。
9
4
C6H 37
34
CH3 2 7 1CH3 6 5
CH 3
32[4-.甲3.20基]壬1二烷环9 8
CH 3
34
5
2
16
CH 3
5,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚-2-烯
对于相同大小的环, 以双键位置较小为宜
总结: 大前, 小后, 从大到小。(桥环)
11
10 4
5
3
2
1
6 7
9 8
环烃的命名关键是编号——应当遵循的原 则依次为: ①桥环、螺环的特定原则; ②官 能团位置最小原则; ③取代基最先碰面原则; ④先小后大原则。
第一节 • 分类和命名 第二节 • 小环烷烃的结构 第三节 • 构象 • 环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象 • 环己烷的构象
第四节 • 脂环烃的物理性质 第五节 • 脂环烃的化学性质 第六节 • 脂环烃的制备
5.1 脂环烃的分类和命名（了解） 5.2 环烷烃的物理性质（了解） 5.3 环烷烃的结构与稳定性（掌握） 5.4 脂环烃的化学性质（重点掌握）
第一节 分类和命名
第五章 脂环烃
C C C
Fig. the Molecular Orbital of Cyclopropane
特点： ）键角60℃；（2）轨道夹角105. 5℃； 特点：（1）键角 ℃；（ ）轨道夹角 ℃
（3）不等性 3杂化 形成 ）不等性sp 杂化: 形成C-C键sp3杂化轨道具有较 键 成分。 多p成分。 成分
第五章
脂环烃
H H H H H H H H
H H H H
脂环烃: 由碳和氢两种元素组成的一类碳环化合物。 脂环烃 由碳和氢两种元素组成的一类碳环化合物。
一、脂环烃的分类
环烷烃 碳原子的饱和程度 环烯烃 环炔烃 单环脂环烃 碳环的数目 二环脂环烃 多环脂环烃
降冰片烷 立方烷
脂环烃的构造异构现象比脂肪烃复杂，如环烷烃 脂环烃的构造异构现象比脂肪烃复杂， C5H10的构造异构体 的构造异构体:
其沸点、熔点和密度较相同碳原子的开链脂肪烃高。 沸点、熔点和密度较相同碳原子的开链脂肪烃高 较相同碳原子的开链脂肪烃 环丁烷， 比水轻；常温常压下，只有环丁烷 环丙烷为气体， 比水轻；常温常压下，只有环丁烷，环丙烷为气体， 其余为液态。 其余为液态。
四、脂环烃的化学性质 （一）环烷烃的化学性 1.取代反应 1.取代反应
原因：由于角张力作用， 原因：由于角张力作用，使得环丙烷和环丁烷分子
定性下降，容易发生加成反应使环打开。 稳 定性下降，容易发生加成反应使环打开。
0.152nm 比烷烃中的 比烷烃中的C-C键长 键长0.154nm短 键长 短
H H H
H H H
H H
115°
H
H
H
H
重叠构象
六、环己烷及其衍生物的构象
7 5 5 6 1 4 3 2 3 2 1 4 6 7 7 6 5 1 8 4 2 3
有机化学第五章 脂环烃
三、脂环烃的结构与稳定性
为什么三、四元的小环化合物不稳定，易发生开环 的反应，而五元环、六元环相对稳定？
拜尔张力学说
键角： 60° 90°
当碳原子的键角偏离109°28′时，便会产生一种恢复
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。
C C
109.5 。
C
105.5 。
C
如果取代基更大，则空间效果更突出，叔丁基以e键与环
相连的构象近100％。
C
（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
反式
顺式
1,2-二甲基环己烷的平面表示法
顺式
CH3 H3 C CH3 CH3
稳定性相同 反式
CH3 CH3 CH3
CH3
更稳定
H 1 H H 5 2 H 4 2.50A H H 2.51A H H 3 H 2.49A H
H 6
H
a键
e键
a b b b a a a
a b b b a a a
b b a
b a a b
b
a
b
构象翻转，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。
2、环己烷椅式构象的书写
3、环己烷的船式构象
椅式
扭船式
船式
半椅式
1、环己烷的椅式构象
H 1 H H H
H 2 3 H H 4 H H
H 6 H H
5
锯架式
纽曼式
环己烷椅式构象的特点
环中相邻两个碳原子均为邻交叉。
C－H键分为两类，有6个直立键叫a (axial) 键，有6个 平伏键称e (equatorial)键。
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
有机化学 第五章 脂环烃
(3) 其它方法
+
CHO
。
30 C
100%
OH
+ ZnBr2 CHO
环戊二烯的工业来源和制法
石油热裂解的C5馏分加热至100℃，其中的 环戊二烯聚合为二聚体，蒸出易挥发的 其他C5馏分，再加热至约200℃，使二聚 体解聚为环戊二烯：
。
+
100 C
。
200 C
(八) 萜类和甾族化合物
萜类化合物广泛存在于自然界，是植物香精 油的主要成分，广泛用于医药、香料工业。
CH +
CH
双烯体 亲双烯体
双环[2,2,1]-2,5-庚二烯
（四) 环烷烃的结构与稳定性
• 环的大小与环张力、环的稳定性 • 环丙烷的结构 • 环丁烷的结构 • 环戊烷的结构
(四) 环烷烃的结构与稳定性
实验事实： 环的稳定性：三元环＜四元环＜五元、六元环 why? 结构所致！环张力所致！
• 环烷烃的环张力越大，表明分子的能量越高， 稳定性越差，越容易开环加成。
(甲) 桥环烃 (乙) 螺环烃
(二) 脂环烃的命名
(1) 单环脂环烃
CH2 CH2 CH2
即
CH2 CH2
环戊烷
CH3
即
CH
H3C
CH3
CH3
CH3 CH3
甲基环丁烷
1,2-二甲基环戊烷
H CH3
H CH3
CH3 H
即
CH3 H
1-甲基-4-异丙基环己烷
CH3
反-1,4-二甲基环己烷
CH3
1-甲基-1-环己烯
环己烷的船式构象
船式与椅式翻转，环己烷二种椅式构象互换
取代环己烷的构象1
第5章 脂环烃
43
例 写出1,3-二甲基环己烷的最稳定构象。
顺 式 反 式 ee
H3C
CH3
H3C CH3
ae
1,3-二甲基环己烷的顺式较反式稳定。
同理可推出：1,4-取代的反式较顺式稳定。
44
例 写出4-叔丁基环己醇的最稳定构象。
顺 式
C(CH3)3 OH
HO C(CH3)3
ae
HO
较稳定
OH
C(CH3)3
15
原 因
5-2 脂环烃的物理性质和化学性质
环烷烃的化学性质 取代反应 自由基取代历程
Br2
hv
Br
+
CH3
+
+
HBr
+
Cl2
hv
CH3 Cl
HCl
取代反应一般在五、六元环上易发生
16
环烷烃的化学性质
开环反应——加成反应 大环环烷烃和链状烷烃的化学性质很相像:
——对一般试剂表现得不活泼。
1-甲基-4-异丙基环己烷
5
④ 对于顺反异构体 顺式(cis)：相同基团在环平面的同侧；
反式(trans)：相同基团在环平面的两侧。
CH3CH3
CH3CH3
或
H H
H CH3
顺- 1,2-二甲基环丙烷
H H
CH3
反-1,3-二甲基环戊烷
H
CH3 CH2
CH(CH3)2
反-1-乙基-3-异丙基环戊烷
41
[2]多取代环己烷的构象
结论：
① 多取代环己烷， e取代基最多的构象最 稳定。 ② 多取代环己烷， 体积较大的取代基为e 型的构象最稳定。
42
例 写出1,2-二甲基环己烷的最稳定构象。
例 写出1,3-二甲基环己烷的最稳定构象。
顺 式 反 式 ee
H3C
CH3
H3C CH3
ae
1,3-二甲基环己烷的顺式较反式稳定。
同理可推出：1,4-取代的反式较顺式稳定。
44
例 写出4-叔丁基环己醇的最稳定构象。
顺 式
C(CH3)3 OH
HO C(CH3)3
ae
HO
较稳定
OH
C(CH3)3
15
原 因
5-2 脂环烃的物理性质和化学性质
环烷烃的化学性质 取代反应 自由基取代历程
Br2
hv
Br
+
CH3
+
+
HBr
+
Cl2
hv
CH3 Cl
HCl
取代反应一般在五、六元环上易发生
16
环烷烃的化学性质
开环反应——加成反应 大环环烷烃和链状烷烃的化学性质很相像:
——对一般试剂表现得不活泼。
1-甲基-4-异丙基环己烷
5
④ 对于顺反异构体 顺式(cis)：相同基团在环平面的同侧；
反式(trans)：相同基团在环平面的两侧。
CH3CH3
CH3CH3
或
H H
H CH3
顺- 1,2-二甲基环丙烷
H H
CH3
反-1,3-二甲基环戊烷
H
CH3 CH2
CH(CH3)2
反-1-乙基-3-异丙基环戊烷
41
[2]多取代环己烷的构象
结论：
① 多取代环己烷， e取代基最多的构象最 稳定。 ② 多取代环己烷， 体积较大的取代基为e 型的构象最稳定。
42
例 写出1,2-二甲基环己烷的最稳定构象。
第五章脂环烃共55页
2019/9/22
环丙烷
HC H
1 0 5 .5
H C 0.1524nm C H
H
H 114
环丙烷为张力环，采取重叠式构象， 所以容易破环。此外，环丙烷C－C 键为弯曲键，有点类似于烯烃的键， 可以发生类似于烯烃的加成反应。
2019/9/22
二、环丁烷和环戊烷的构象 平 面 式
2019/9/22
C 6 H 12
Structural formulas of cyclic molecules -- Cyclohexane
Condensed formula
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
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C 6 H 12
Structural formulas of cyclic molecules -- Cyclohexane
2019/9/22
环己烷 的2种 典型构
象
四、环己烷的构象
CYCLO ALK ANE CO NFO RM ATIO N
CHAIR CYCLOHEXANE
561 432
椅式
BOAT CYCLOHEXANE
4
1
5 3
2
6
船式
1
3 2
56
4
邻位交叉式
STAGGERED
32 5 6 1 4
全叠式
ECLIPSED
1. 加氢开环
H2,Ni 80 C
CH3CH2CH3
H1220,NCi CH3CH2CH2CH3
H302,0NCi CH3CH2CH2CH2CH3
2. 加卤素、加卤化氢开环
+Br2
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（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
8，从环丙烷、甲基环丙烷出发，其它无机试剂可以任选，合成下列化合物。
（1） （2）
（3）
解：（1）
（2）
（3）
9，合成下列化合物
（1）以环己醇为原料合成
（2）以烯烃为原料合成
（3）以环戊二烯为原料合成金刚烷。
解：（1）
（2）
（3）
10，举例说明脂环化合物的稳定性，并加以解释。
而环己烷的棒式和扭船式属于构象异构，要使它们互相转化，只需б键的旋转，所以在室温下它们就可以很快转化。
13，回答下列问题：
（1）顺式1，2-二甲基环丙烷比反式1，2-二甲基环丙烷是有较大的燃烧热，试回答哪一个化合物更稳定？并说明理由。
（2）写出两种顺式3-异丙基-1-甲基环己烷及两种反式3-异丙基-1-甲基环己烷的构象，并分别指出哪一种更稳定？
答：（1）燃烧热是指分子燃烧时放出的能量，它反映分子的能量的高低，燃烧热越大，分子能量越高，越不稳定，所以由于反式1，2-二甲基环丙烷燃烧热较低，所以它更稳定。
（2）顺式反式
14，丁二烯聚合时，除生成高分子化合物外，还有一种环状结构的二聚体生成。该二聚体能发生下列诸反应（1）还原生成乙基环己烷；（2）溴化时可以加上四个溴原子；（3）氧化时生成β羧基己二酸。试根据这些事实，推测该二聚体的结构，并写出各步反应式
3，八元环到十一元环，由于成环碳原子都不在同一个平面内，环是折叠的，所以分子内由于氢原子较为拥挤，有较大的原子间斥力，因此体系能量较高，稳定性比大环略差一些。
11，解释下列名词：
角张力扭转张力
解：角张力：任何原子都要使键角与成键轨道的角相一致，由于与正常的键角产生偏差，引起分子的张力，力图恢复正常键角的趋势，这种力叫角张力。
解：1，A B C
反应：
2，A B C
（3）二环[5，2，0]壬烷（4）二环[4,2,0]-6-辛烷
（5）顺-1，3-环戊二醇（6）反-1，2-二乙基环戊烷
（7）2，6-二甲基-螺[3，3]庚烷（8）8-氯-二环[3，2，1]辛烷
3，把下列构造式改写成构象式：
解：
4，有一饱和烃，其分子式为 ，并含有一个伯碳原子，写出该化合物可能的构造式。
第五章脂环烃
[问题5-1]试写出含有五个碳的环烷烃的构造异构体，并命名之。
① ② ③ ④ ⑤
解：① 乙基环丙烷② 顺-1.2-二甲基环丙烷③ 反-1.2二甲基患丙烷④ 甲基环丁烷
⑤ 环戊烷
[问题5-2] 命名下列化合物。
① ②
③ ④
解：①1-甲基-3-乙基-环戊烷
②螺[3.4]辛烷
③二环[2，2，1]庚烷
解：该二聚体结构
反应：（1）
（2）
（3）
15，化合物A分子式为 ，它能使溴溶液退色，但不能使高锰酸钾溶液退色。1molA和1molHBr作用生成B,B也可以从A的同分异构体C与HBr作用得到。化合物C分子式也是 ，能使溴水退色，也能使高锰酸钾溶液退色。试推测化合物A,B,C的构造式，并写出各步反应。
④二环[3，2，0]庚烷
[问题5-3] 分析表5-1中的数字可得出什么结论？从分子结构上加以解释。
解：因环烷烃的对称性高于同碳链的开链烷烃，分子之间排列程度也就高于相连的开链烷烃。分子间引力增加，所以表现在环烷烃的熔点，沸点和比重都较含同碳数的开链烷烃为高。
[问题5-4] 试用简便化学方法区别 的下列异构体：2-戊烯，1，2-二甲基环丙烷，环戊烷。
扭转张力：由于分子的构象偏离了交叉式构象，而产生的不稳定因素，这个不稳定因素叫扭转张力。
12，顺和反十氢化萘之间的稳定之差9KJ/mol，只有在非常激烈的条件下，才能从一个转变为另一个，但环己烷的棒式和扭船式稳定性之差为27.2KJ/mol，在室温下却能很快的转变。怎样解释这个差别？
答：因为顺反十氢化萘属于构型异构，要使他们互相转化，必须破坏б键，所以尽管他们的稳定性差只有9KJ/mol，但只有在非常激烈的条件下才能互相转化。
解：环烷烃每个 的燃烧热：
碳原子数燃烧热碳原子数燃烧热
n KJ/mol.n n KJ/mol.n
3 697 10 664
4 686 11 663
5 664 12 660
6 659 13 660
7 662 14 659
8 664 15 660
9 665 16 660
17 657
从上表我们可以看出，三元环和四元环是最不稳定的，五元环到七元环比较稳定，八元环到十一元环不太稳定，从十二元环开始随着碳数增加稳定性逐渐变好。
解：
[问题5-5] 1，1-二甲基环丙烷用浓硫酸处理后，再加水供热，写出所能发生的反应。
解
习题：
1，写出 所代表的脂环烃的各构造机构体（包括六元环、五元环、和四元环）的构造式。
解：
2，命名下列化合物：
（1） （2）
（3） （4）
（5） （6）
(7) (8)
解：（1）2-甲基-3-环丙基戊烷（2）二环[2，1，0]戊烷
主要原因：1，三元环和四元环，由于采用平面结构，每个碳上的两键的键角不能用正常四面体的键角109028‘必须压缩到600和900，所以有一个角张力使三元环四元环能量不高不稳定。
2，五元环到七元环由于碳数较少，且采用空间立体结构，通过б键的旋转可以有一个稳定的构象，而且角张，写出正丙基环己烷最稳定的构象式。
解：
6，写出下列反应式：
（1）环丙烷和环己烷各与溴作用；
（2）1-甲基环戊烷与氯化氢作用
（3）1，2-二甲基-2-乙基环丙烷与氯作用
（4）乙烯基环丁烷与高锰酸钾溶液作用。
解：(1)
(2)
(3)
(4)
7,完成下列反应式：
（1）（2）
（3）4
（5））
（6）
解：（1）
（3）
（4）
（5）
（6）
8，从环丙烷、甲基环丙烷出发，其它无机试剂可以任选，合成下列化合物。
（1） （2）
（3）
解：（1）
（2）
（3）
9，合成下列化合物
（1）以环己醇为原料合成
（2）以烯烃为原料合成
（3）以环戊二烯为原料合成金刚烷。
解：（1）
（2）
（3）
10，举例说明脂环化合物的稳定性，并加以解释。
而环己烷的棒式和扭船式属于构象异构，要使它们互相转化，只需б键的旋转，所以在室温下它们就可以很快转化。
13，回答下列问题：
（1）顺式1，2-二甲基环丙烷比反式1，2-二甲基环丙烷是有较大的燃烧热，试回答哪一个化合物更稳定？并说明理由。
（2）写出两种顺式3-异丙基-1-甲基环己烷及两种反式3-异丙基-1-甲基环己烷的构象，并分别指出哪一种更稳定？
答：（1）燃烧热是指分子燃烧时放出的能量，它反映分子的能量的高低，燃烧热越大，分子能量越高，越不稳定，所以由于反式1，2-二甲基环丙烷燃烧热较低，所以它更稳定。
（2）顺式反式
14，丁二烯聚合时，除生成高分子化合物外，还有一种环状结构的二聚体生成。该二聚体能发生下列诸反应（1）还原生成乙基环己烷；（2）溴化时可以加上四个溴原子；（3）氧化时生成β羧基己二酸。试根据这些事实，推测该二聚体的结构，并写出各步反应式
3，八元环到十一元环，由于成环碳原子都不在同一个平面内，环是折叠的，所以分子内由于氢原子较为拥挤，有较大的原子间斥力，因此体系能量较高，稳定性比大环略差一些。
11，解释下列名词：
角张力扭转张力
解：角张力：任何原子都要使键角与成键轨道的角相一致，由于与正常的键角产生偏差，引起分子的张力，力图恢复正常键角的趋势，这种力叫角张力。
解：1，A B C
反应：
2，A B C
（3）二环[5，2，0]壬烷（4）二环[4,2,0]-6-辛烷
（5）顺-1，3-环戊二醇（6）反-1，2-二乙基环戊烷
（7）2，6-二甲基-螺[3，3]庚烷（8）8-氯-二环[3，2，1]辛烷
3，把下列构造式改写成构象式：
解：
4，有一饱和烃，其分子式为 ，并含有一个伯碳原子，写出该化合物可能的构造式。
第五章脂环烃
[问题5-1]试写出含有五个碳的环烷烃的构造异构体，并命名之。
① ② ③ ④ ⑤
解：① 乙基环丙烷② 顺-1.2-二甲基环丙烷③ 反-1.2二甲基患丙烷④ 甲基环丁烷
⑤ 环戊烷
[问题5-2] 命名下列化合物。
① ②
③ ④
解：①1-甲基-3-乙基-环戊烷
②螺[3.4]辛烷
③二环[2，2，1]庚烷
解：该二聚体结构
反应：（1）
（2）
（3）
15，化合物A分子式为 ，它能使溴溶液退色，但不能使高锰酸钾溶液退色。1molA和1molHBr作用生成B,B也可以从A的同分异构体C与HBr作用得到。化合物C分子式也是 ，能使溴水退色，也能使高锰酸钾溶液退色。试推测化合物A,B,C的构造式，并写出各步反应。
④二环[3，2，0]庚烷
[问题5-3] 分析表5-1中的数字可得出什么结论？从分子结构上加以解释。
解：因环烷烃的对称性高于同碳链的开链烷烃，分子之间排列程度也就高于相连的开链烷烃。分子间引力增加，所以表现在环烷烃的熔点，沸点和比重都较含同碳数的开链烷烃为高。
[问题5-4] 试用简便化学方法区别 的下列异构体：2-戊烯，1，2-二甲基环丙烷，环戊烷。
扭转张力：由于分子的构象偏离了交叉式构象，而产生的不稳定因素，这个不稳定因素叫扭转张力。
12，顺和反十氢化萘之间的稳定之差9KJ/mol，只有在非常激烈的条件下，才能从一个转变为另一个，但环己烷的棒式和扭船式稳定性之差为27.2KJ/mol，在室温下却能很快的转变。怎样解释这个差别？
答：因为顺反十氢化萘属于构型异构，要使他们互相转化，必须破坏б键，所以尽管他们的稳定性差只有9KJ/mol，但只有在非常激烈的条件下才能互相转化。
解：环烷烃每个 的燃烧热：
碳原子数燃烧热碳原子数燃烧热
n KJ/mol.n n KJ/mol.n
3 697 10 664
4 686 11 663
5 664 12 660
6 659 13 660
7 662 14 659
8 664 15 660
9 665 16 660
17 657
从上表我们可以看出，三元环和四元环是最不稳定的，五元环到七元环比较稳定，八元环到十一元环不太稳定，从十二元环开始随着碳数增加稳定性逐渐变好。
解：
[问题5-5] 1，1-二甲基环丙烷用浓硫酸处理后，再加水供热，写出所能发生的反应。
解
习题：
1，写出 所代表的脂环烃的各构造机构体（包括六元环、五元环、和四元环）的构造式。
解：
2，命名下列化合物：
（1） （2）
（3） （4）
（5） （6）
(7) (8)
解：（1）2-甲基-3-环丙基戊烷（2）二环[2，1，0]戊烷
主要原因：1，三元环和四元环，由于采用平面结构，每个碳上的两键的键角不能用正常四面体的键角109028‘必须压缩到600和900，所以有一个角张力使三元环四元环能量不高不稳定。
2，五元环到七元环由于碳数较少，且采用空间立体结构，通过б键的旋转可以有一个稳定的构象，而且角张，写出正丙基环己烷最稳定的构象式。
解：
6，写出下列反应式：
（1）环丙烷和环己烷各与溴作用；
（2）1-甲基环戊烷与氯化氢作用
（3）1，2-二甲基-2-乙基环丙烷与氯作用
（4）乙烯基环丁烷与高锰酸钾溶液作用。
解：(1)
(2)
(3)
(4)
7,完成下列反应式：
（1）（2）
（3）4
（5））
（6）
解：（1）