第五章脂环烃答案解析

第五章脂环烃

一.目的要求

了解环烷烃通式、分类、命名和异构、环烷烃的物理性质。理解环的结构和稳定性，掌握环烷烃的化学性质。

二.本章内容小结

1. 脂环烃的定义

由碳原子连接成环，性质与脂肪烃相似的烃类化合物总成为脂环烃。按照成环特点，一般可将脂环烃分为单环脂环烃和多环脂环烃。

2. 脂环烃的命名

单环脂环烃命名与脂肪烃类似，只是在相应的脂肪烃前加一“环”字。如：

CN

环戊烷，CN

甲基环丁烷

桥环化合物的命名一般采用固定格式：双环[a.b.c]某烃(a≥b≥c)。

先找桥头碳（两环共用的碳原子），从桥头碳开始编号。沿大环编到另一个桥头碳，再从该桥头碳沿着次大环继续编号。分子中含有双键或取代基时，用阿拉伯数字表示其位次。如：

CN

7, 7-二甲基二环[2, 2, 1]庚烷

螺环化合物命名的固定格式为：螺[a.b]某烃(a≤b)。命名时先找螺原子，编号从与螺原

子相连的碳开始，沿小环编到大环。如：

CN

螺[4.4]壬烷

3.环烷烃的结构与稳定性

环烷烃的成环碳原子均为sp3型杂化。除环丙烷的成环碳原子在同一个平面上以外，其它环烷烃成环碳原子均不在同一个平面上。在环丙烷分子中由于成环碳原子间成键时sp3型杂化轨道不能沿键轴方向重叠，而是以弯曲方向部分重叠成键，导致环丙烷张力较大，分子能量较高，很不稳定，容易发生开环反应。所以在环烷烃中三元环最不稳定，四元环比三元环稍稳定一点，五元环较稳定，六元环及六元以上的环都较稳定。注意桥头碳原子不稳定。

4. 环己烷以及取代环己烷的稳定构象

环己烷在空间上可以形成多种构象，其中椅式和船式构象为两种极限构象，前者比后者更加稳定。一般说来，取代环己烷的取代基处于椅式构象的平伏键时较为稳定。因此多取代环己烷的最稳定的构象为平伏键取代基最多的构象。如果环上有不同取代基，较大的取代基在平伏键上的构象最稳定。

5. 环烷烃的化学性质

环丙烷和环丁烷的化学性质和烯烃相似，能开环进行加成反应。并且与氢卤酸加成符合马氏规则。但小环环烷烃对氧化剂稳定，不与高锰酸钾或臭氧作用。

CN

三.例题解析

【例题1】命名下列化合物

1.

CN

2.

CN

3.

CN

1-甲基-2-乙基环己

烷

双环[2,2,2]辛

烷

反-1，3-二氯环丁烷

【例题2】完成下列反应

1.

CN

2.

CN

3.

CN

4.

CN

5.

CN

6.

CN

【例题3】画出下列各二元取代环己烷的最稳定构象

1 . 顺-1-甲基-4-叔丁基环己

烷

2

.

反-1-甲基-3-异丙基环己

烷

3

.

反-1,4-二乙基环己烷CN CN CN

4 . 顺-1-甲基-2-异丙基环己

烷

5

.

反-1-叔丁基-4-氯环己烷6

.

顺-1-氯-2-溴环己烷CN

CN CN

【例题4】请用简便的方法区分丙烷和环丙烷

答：使用溴－四氯化碳溶液。因为环丙烷能使溴－四氯化碳溶液褪色。 【例题5】用指定原料合成下列化合物

CH 2

H 2

2催化剂

CH

2CH 2CH CH CH

2CH

CH C

Lindlar CH 2

CN

△

CN ＋OH

CH 2CH CH CH 2+CH CH

习题A

一.用系统命名法命名下列化合物 1.

2.

3.

4.

二环[3.3.0]辛

7-溴二环

1,1-联环丁烷

螺[3.4]辛烷 5.

6.

7.

8.

反-1,2-二甲基环丙烷

二环[4.1.0]庚烷

1,2-二环丙基

丁烷

二环[2.2.1]庚烷

9.

Br

10

11

.

12.

5-溴螺[3.4]

辛烷

2-乙基二环[4.2.0]辛烷

反-1,2-二甲基

环己烷

顺-1-甲基-2-异丙

基环己烷

13.

14.

15.

16.

1,6-二甲基螺[4.5]癸烷

1,7-二甲基螺

[4.5]癸烷

2,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚

8-氯二环[3.2.1]辛烷

二.写出下列化合物的结构式 1. 环丙基环丙烷 2. 反-1-甲基-4-叔丁基环己烷 3. 二环［4.2.1］壬烷

3

(CH)3

4. 7-溴双环[2.2.1]庚-2-烯

5. 1,2-二甲基-7-溴双环[2.2.1]庚烷

6. 4-氯螺[2.4]庚烷

H

Br

H

Br

Cl

7. 反-3-甲基环己醇 8. 2,3-二甲基-8-溴螺[4.5]癸烷 9. 4-甲基环己烯

CH

CH

CH 3

三.完成下列反应式。 1.

2.

Br

Br

3.

H 3C

COOCH 3COOCH 3H 3C H 3C

COOCH 3

COOCH 3H 3C