第五章脂环烃答案(DOC)
e第五章 脂环烃
加热 + H NO 3 KM nO
4
CH 2 C H 2 CO OH CH 2 C H 2 CO OH
CH 2 C H 2 CO OH CH 2 C H 2 CO OH
O3
Z n,H 2 O CH 2 C H 2 CH O CH 2 C H 2 CH O
+ CO OCH
3
CO OCH + CH CH
0
0
6 5
0 0
5 6 1
0
4
0
1
0
3
0
2
0
0
4
0
3 2
0
第五章 脂环烃
• （3）环己烷衍生物构象的稳定性 • 在构型翻转的动态平衡中，大基团在平伏键上分子较 稳定。
顺 — 1， 2— 二 甲 基 环 己 烷 （A ） 4 6 5 CH 2
3
（B ） 5 6 1 CH
3
CH 1
3
3
4
3 2
CH
3
构型翻转后稳定性相同
1 CH
3
1— 甲 基 — 2— 乙 基 环 己 烷
CH CH
3 2CH 3
1
CH
3
1， 6— 二 甲 基 — 1— 环 己 烯
CH
3
3， 5— 二 甲 基 — 1— 环 己 烯
1 H 3C CH
3
1
5— 甲 基 — 1， 3— 环 戊 二 烯
CH
2
CH
1
CH
3
1— 甲 基 — 4— 乙 烯 基 — 1， 3— 环 己 二 烯
5 4 3 2 8 2 3 4 5 1 7 1 6 6 7
3 ， 7 ， 7 — 三 甲 基 双 环 [4 .1 .0 ]庚 烷
5、第五章 脂环烃
O
+
+
KMnO4
不反应
可与烯烃或炔烃区别开来。
环烯烃的化学性质
Br
1.亲电加成 2.氧化反应
B r2 A n ti-a d d itio n
Br
3.α-氢的自由基卤化
H
O
Br
NBS
R e flu x
N O
Br
NBS
N-溴代丁二酰亚胺是一个很有用的溴化剂，它具有高度的选择 性，只进攻弱的C—H键，即进攻与双键或苯环相连的α-H。
CH 3
CH
CH 2 CH 2
+
HBr
CH 3 CHCH 2 CH 3 Br
环戊烷和环己烷由于环比较稳定，在加热下也不易发生 加成反应。利用这一性质可以鉴别各种环烷烃。
三、氧化反应
在有机化学中，通常把加氧或脱氢的反应统称为氧化反应。 脂烃在不同的氧化剂氧化下，可以生成不同的产物。
OH
O 2, H 3P O 4 1 5 0 -1 6 0 C
结论: 处于e键的取代基越多越稳定。 当有两个不同的取代基时，大的取代基处于e键稳定。
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ代环己烷的取代基在e键上的构象占优势。取 代基越大，这种优势越明显。
R 1
1 R 2
2
R=CH3时，95%处于e键；R=(CH3)3时，99.9%处于e键 若环上连有不同的取代基，一般是体积大的取代基优先处于e键。
一些环烷烃的燃烧热
分子燃烧热 名 称 ( kj.m o l ) 环丙烷 环丁烷 环戊烷 环己烷 环庚烷 环辛烷 环壬烷 环癸烷 开链烷烃 2091 2744 3320 3951 4637 5310 5981 6636
《有机化学第四版》答案 脂环烃
第五章脂环烃一. 基本内容1．定义和分类脂环烃是碳架为环状的烃分子。
根据分子中所含碳环的数目及碳、氢比例的不同，可分为单环脂环烃（环烷烃、环烯烃、环炔烃）和多环脂环烃（螺环脂环烃、稠环脂环烃、桥环脂环烃）。
（1）环烷烃：分子中碳原子以单键互相连接成闭合碳环的脂环烃，单环脂环烷烃的通式为C n H2n，如：环丁烷、环戊烷等。
（2）环烯烃：分子中碳原子之间有以双键互相连接成闭合碳环的脂环烃。
如：环戊烯、环戊二烯等。
（3）螺环脂环烃：分子中两个碳环共用一个碳原子的脂环烃。
例如：5-甲基螺[3.4]辛烷（4）桥环脂环烃：`两个环共用两个或以上碳原子的多环烃。
例如：7，7-二甲基二环[2.2.1]庚烷（5）稠环脂环烃：两个碳环间共用两个碳原子的脂环烃，是桥环脂环烃的一种。
如：十氢化萘菲烷2．反应（1）环烷烃环烷烃的反应与非环烷烃的性质相似。
含三元环和四元环的小环化合物有一些特殊的性质，它们容易开环生成开链化合物。
（ⅰ）加氢：环丙烷在较低的温度和镍催化下加氢开环生成丙烷；环丁烷在较高温度下也可以加氢开环生成丁烷；环戊烷、环己烷等要用活性高的催化剂在更高温度下才能开环生成烷烃。
（ⅱ）加溴：溴在室温下即能使环丙烷开环，生成1，3-二溴丙烷，而环丁烷、环戊烷等与溴的反应与烷烃相似，即起取代反应。
（ⅲ）加溴化氢：溴化氢也能使环丙烷开环，产物为1-溴丙烷，取代环丙烷与溴化氢的反应符合马尔科夫尼科夫规则，环的断裂在取代基最多和取代基最少的碳碳键之间发生；环丁烷、环戊烷等不易与溴化氢反应。
（ⅳ）氧化反应：高锰酸钾溶液不能使环丙烷退色。
（2）环烯烃环烯烃与烯烃一样主要起加成反应和氧化反应：3．制备脂环烃的合成方法可分为两大类，一类是把链状化合物的两端连接成环；另一类是由环状化合物改变其官能团而得。
（1）分子内偶联α、ω-二卤化合物的武慈型环合法：此方法合成五元以上的环，产率很低。
可用格氏试剂合成四到七元环：（2）狄尔斯-阿德耳反应狄尔斯-阿德耳反应是顺式加成，加成产物仍保持共轭二烯和亲双烯体原来的构Br Br Na(Zn)THF3382%Br2BrBrO H2O/ZnCHOOBrHBrBr2Br Br2BrCH3CH2CH3型。
有机化学 理论篇 第五版 第5章 脂环烃
5.5.1 环烯烃的反应 5.5.2 共轭环二烯的反应
5.6 构象异构
5.6.1 烷烃的构象 5.6.2 环已烷及其衍生物的构象
5
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
【学习目标】
➢ 掌握脂环烃的定义、同分异构及命名； ➢ 熟悉脂环烃的来源、物理性质及其变化规律； ➢ 掌握脂环烃的化学性质；小环烷烃的开环加成反应；能
2
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
按照拜尔张力学说，应该五元环最稳定，六元环以上的化合 物，角张力大，应该是不稳定的，但后来合成的一些大环化合 物都是稳定的，这与张力学说不符。也就是说，该学说可以解 释环丙烷的不稳定性，但对于环戊烷、环己烷稳定性的解释与 实际存在偏差，也不能解释7个碳原子及以上环烷烃的稳定性。 直到1930年左右，科学家们用热力学方法研究张力，精确测量 了化合物的燃烧热，得出结论，五元环、六元环以及后来合成 的一些大环化合物都是稳定的，不存在角张力，这是与拜尔的 张力学说不符的。
拜耳张力学说的错误在第一个假设，即将环烷烃分子视为平 面型分子。事实上，除环丙烷外，其它环都不在一个平面上。 虽然该学说有错误，但在有机化学发展史上起过一定的作用。 由此可见，科学是在不断发展的，我们要善于提出质疑，科学 问题的解决需要批判精神和怀疑精神，批判才能创新。
3
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
利用烷烃、小环烷烃化学性质上的差异鉴别两类物质。 ➢ 熟悉环烷烃分子结构与环的稳定性的关系； ➢ 了解乙烷、丁烷和环己烷的构象。
6
第5章 脂环烃
有机化学(理论篇)
脂环烃是指由碳、氢两种元素组成，分子中含有碳环结 构，性质与链状脂肪烃相似的一类有机化合物。脂环烃及其 衍生物广泛存在于自然界中，例如有些地区所产的石油中含 多量的环烷烃；一些植物中含有的挥发油(精油)，其成分大多 是环烯烃及其含氧衍生物；在自然界广泛存在甾族化合物都 是脂环烃的衍生物，在人体中起重要作用。脂环烃及其衍生 物在生产和生活实践中具有重要应用。例如：
第五章脂环烃
环丙烷 环丙烷
环丙烷
二、脂环烃的命名
（一）单环脂环烃
➢ 在相应烷烃名称前加“环”字，称为“环 烷”；
➢ 使所有取代基编号尽可能小； ➢ 环烯(或炔)烃编号时，把1,2位留给双(或三)键碳原
子。
叔丁基环戊烷 1-甲基-4-乙基- 3，4-二甲基- 5-甲基-
环己 烷 环戊烯
环辛炔
（二）二环脂环烃
在“螺”和“ 烷”中间；
➢ 支链命名与桥环烷烃相同。
7
1
51
3
2 4
4
8
螺[2.4]庚烷螺 [5.5]十一烷 5-甲基螺[3.4]辛烷
2. 桥环烷烃
➢ 按成环碳原子数称为 “二环 烷”；
➢ 各桥碳原子数由大到小用数字表示，用下角圆点
分开放在方括号中，将括号放在“二环”和“
烷”中间； ➢ 编号从一个桥头开始，沿最长桥到另一桥头，再
船
interaction
式
构
象
球
棒
模
型
top view -- steric strain
船
式
Notice!
斯
陶
特
模
型
环己烷的六个成环碳原子不共平面，C－C－C键角为 109.5°，是无张力环。它有椅型和船型两种极限构象：
椅型
船型
船型环己烷比椅型能量高30kJ·mol-1，常温下平衡体系 主要以稳定的椅型构象存在。
R
12H3C
11
1 H3C
C 13
17 16
D
2
A 10
9 B
8 14
15
3
5
7
4
6
CH3
H3C
徐寿昌编《有机化学》第二版习题参考答案
徐寿昌编《有机化学》第二版习题参考答案徐寿昌编《有机化学》第二版习题参考答案第二章烷烃1、用系统命名法命名下列化合物（1）2，3，3，4-四甲基戊烷（2）3-甲基-4-异丙基庚烷（3）3，3，-二甲基戊烷（4）2，6-二甲基-3，6-二乙基辛烷（5）2，5-二甲基庚烷（6）2-甲基-3-乙基己烷（7）2，2，4-三甲基戊烷（8）2-甲基-3-乙基庚烷2、试写出下列化合物的结构式(1) (CH3)3CC(CH2)2CH2CH3 (2) (CH3)2CHCH(CH3)CH2CH2CH2CH3(3) (CH3)3CCH2CH(CH3)2 (4) (CH3)2CHCH2C(CH3)(C2H5)CH2CH2CH3 （5）(CH3)2CHCH(C2H5)CH2CH2CH3 (6)CH3CH2CH(C2H5)2(7) (CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3 (8)CH3CH(CH3)CH2CH(C2H5)C(CH3)33、略4、下列各化合物的系统命名对吗？如有错，指出错在哪里？试正确命名之。
均有错，正确命名如下：（1）3-甲基戊烷（2）2，4-二甲基己烷（3）3-甲基十一烷（4）4-异丙基辛烷（5）4，4-二甲基辛烷（6）2，2，4-三甲基己烷5、（3）＞（2）＞（5）＞(1) ＞(4)6、略7、用纽曼投影式写出1，2-二溴乙烷最稳定及最不稳定的构象，并写出该构象的名称。
8、构象异构（1），（3）构造异构（4），（5）等同）2），（6）9、分子量为72的烷烃是戊烷及其异构体(1) C(CH3)4 (2) CH3CH2CH2CH2CH3 (3) CH3CH(CH3)CH2CH3 (4) 同(1)10、分子量为86的烷烃是己烷及其异构体(1) (CH3)2CHCH(CH3)CH3 (2) CH3CH2CH2CH2CH2CH3 , (CH3)3CCH2CH3 (3)CH3CH2CH(CH3)CH2CH3 (4)CH3CH2CH2CH(CH3)214、(4)＞（2）＞（3）＞(1)第三章烯烃1、略2、（1）CH2=CH—（2）CH3CH=CH—（3）CH2=CHCH2—3、（1）2-乙基-1-戊烯(2) 反-3,4-二甲基-3-庚烯(或(E)-3,4-二甲基-3-庚烯(3) (E)-2,4-二甲基-3-氯-3-己烯(4) (Z)-1-氟-2-氯-2-溴-1-碘乙烯(5) 反-5-甲基-2-庚烯或(E)-5-甲基-2-庚烯(6) 反-3,4-二甲基-5-乙基-3-庚烯(7) (E) -3-甲基-4-异丙基-3-庚烯(8) 反-3,4-二甲基-3-辛烯4、略5、略6、7、活性中间体分别为：CH3CH2+ CH3CH+CH3 (CH3)3C+稳定性: CH3CH2+ ＞CH3CH+CH3 ＞(CH3)3C+反应速度: 异丁烯＞丙烯＞乙烯8、略9、（1）CH3CH2CH=CH2 (2)CH3CH2C(CH3)=CHCH3 (有顺、反两种)（3）CH3CH=CHCH2CH=C(CH3)2 (有、反两种)用KMnO4氧化的产物: (1) CH3CH2COOH+CO2+H2O (2)CH3CH2COCH3+CH3COOH(3) CH3COOH+HOOCCH2COOH+CH3COCH310、（1）HBr，无过氧化物（2）HBr，有过氧化物（3）①H2SO4 ，②H2O （4）B2H6/NaOH-H2O2 （5）①Cl2，500℃②Cl2，AlCl3（6）①NH3，O2 ②聚合，引发剂（7）①Cl2，500℃，②Cl2，H2O ③NaOH11、烯烃的结构式为：（CH3）2C=CHCH3 。
第5章 脂环烃答案
甲基环丙烷反-1,2-二甲基环丙烷1,5-二甲基-2-乙基环己烷环己基
1-甲基-1,3-环戊二烯3-溴环己烯双环[2.2.1]庚烷4-甲基-螺[2.4]庚烷
2．比较下列化合物催化加H2应活性大小(按反应活性性由大到小排列)
A>C>B
3．如何鉴别丙烷、丙烯和环丙烷。
1.酸性高锰酸钾，褪色的是丙烯，2.溴的四氯化碳溶液，褪色的是环丙3)
(4)
(5)
(6)
(7)
5．分别画出反-1,4-二甲基环己烷和顺-1-甲基-2-叔丁基环己烷的稳定构象并解释原因；标出a键和e键。
本章需掌握知识：
一．单环烷烃、简单桥环和螺环的系统命名；三元环与烯烃的鉴别(KMnO4)；
二．环烷烃的自由基卤代反应、催化加氢反应；环丙烷衍生物加H2反应与加X2、HX反应的区别；
三．知道环丙烷反应活性高的原因；知道环丁烷的折叠式构象、环戊烷的信封式构象；
四．掌握环己烷的椅式构象与船式构象；明确a键与e键的概念；能写出简单的二取代和三取代环己烷的稳定构象。
第五章 脂环烃习题参考答案
第五章 脂环烃习题参考答案1、写出分子式C 5H 10的环烷烃的异构体的构造式。
（提示：包括五环、四环和三环）解：共五种结构式，其结构如下：环五烷甲基环丁烷1，1-二甲基环丙烷1，2-二甲基环丙烷乙基环丙烷2、写出顺-1-甲基-4-异丙基环己烷的稳定构象式。
解：CH 3CH(CH 3)23、写出下列各对二甲基环己烷的可能的椅型构象，并比较各异构体的稳定性，说明原因。
（1） 顺-1，2- 、反-1，2- （2） 顺-1，3- 、反-1，3- （3） 顺-1，4- 、反-1，4-解：（1）顺-1，2-二甲基环己烷CH 3H HCH 3CH 3CH 3H HCH 3在键a,ee,aCH 3在键反-1，2-二甲基环己烷CH 3HH CH 3CH 3HHH 3C a,aCH 3在键e,eCH 3在键稳定性大小顺序为：CH 3HHH 3C e,eCH 3在键CH 3在键a,eCH 3H HCH 3CH 3HH CH 3a,aCH 3在键大的基团处在键的越多越稳定。
因为e（2）顺-1，3-二甲基环己烷CH 3HHCH 3CH 3在键a,a CH 3CH 3H HCH 3在键e,ee,a 反-1，3-二甲基环己烷a,e HH CH 3CH 3在键CH 3CH 3HHCH3在键H 3C稳定性大小顺序为：大的基团处在键的越多越稳定。
因为e CH 3HH CH 3CH 3在键a,a CH 3CH 3H H CH 3在键e,e a,e HH CH 3CH 3在键H 3CCH 3（3）顺-1，4-二甲基环己烷e,a 在键a,e CH 3在键HHCH 3CH 3CH 3HHCH 3反-1，4二甲基环己烷HH CH 3a,a CH 3CH 3在键CH 3H H CH 3e,eCH 3在键HHCH 3CH 3稳定性大小顺序为：大的基团处在键的越多越稳定。
因为e 在键CH 3a,e HH CH 3a,a CH 3CH 3在键CH 3H H CH 3e,eCH 3在键4、写出下列化合物的构造式（用键线式表示）：（1） 1，3，5，7-四甲基环辛四烯 （2） 二环[3.1.1]庚烷 （3） 螺[5.5]十一烷 （4） methylcyclopropane （5） cis-1,2-dimethylcyclohexane 解：(1)(2)(3)(4)(5)33CH 3CH 3H H 或或H HCH 3CH 35、命名下列化合物：(2)3)2(1)(4)(3)解：（2） 1-甲基-3-乙基环戊烷 （2） 反-1-甲基-3-异丙基环己烷 （3） 2，6-二甲基二环[2.2.2]辛烷 （4）1，5-二甲基螺[3.4]辛烷 6、完成下列反应式，带“*”的写出产物构型：(1)HClCO 2(2)?OH 3CCCl 23000C(3)Br2CCl4(4)*(5)*稀、冷溶液4(6)(2)O2(1)HClCl解：H 3CCCH 2CO 2(2)OH3CCCl 23000C(3)ClBr 2CCl4(4)*Br Br H H(5)*稀、冷溶液4HHOH OH(6)O 2CHO CHO7、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。
有机化学徐寿昌第二版第5章脂环烃
1
2
5
3
4
5
3
4
1,6-二甲基-1-环己烯
例3
例4
有取代基的双键碳先编号
双键位次和最小
☺螺环化合物:两个碳环共用一个碳原子. ☺桥环化合物:两个碳环共用两个或以上碳原子.
螺[2.4]庚烷
双环[2.2.1]庚烷
螺原子
桥头碳
桥头碳
(3) 双环化合物(分子中含有两个碳环)的结构与命名:
(A) 螺环化合物的命名:
6-甲基双环[3.2.2]壬烷
例5:
1,7-二甲基双环[3.2.2]壬烷
例6:
8,8-二甲基双环[3.2.1]辛烷
双环[2.2.2]-2,5,7-辛三烯
例7:
11
1
2
3
4
5
6
7
8
思考题1
1. 2. 3.
CH3
Br
Cl
CH2CH3
5-甲基- 1-溴螺[3.4]辛烷
OH
H2O/△
+
(CH3)2CCH(CH3)2
Br
思考题3
(3) 氧化反应:
☻在常温下环烷烃与一般氧化剂(KMnO4,O3)不反应. ☻在加热、强氧化剂作用或催化剂存在时，可被空气氧化成各种氧化产物. 例如: CH2CH2COOH CH2CH2COOH
2-乙基-6-氯二环[3.2.1]辛烷
4-甲基-1-异丙基二环[3.1.0]己烷
命名下列化合物：
5.2 脂环烃的性质
☻环烷烃的熔点和沸点都比同碳数的烷烃要高一些. ☻相对密度也比相应的烷烃高,但比水轻. ☻脂环烃的化学性质与相应的脂肪烃类似. ☻环烷烃的化学特性: 三、四元环结构不稳定,易开环; 五、六元环结构较稳定,一般不会开环.
第五章脂环烃习题答案（第五版）
第五章脂环烃（P113-114）1.分子式C5H10的环烷烃的异构体的构造式：（提示:包括五环、四环和三环）。
2.顺-1-甲基-4-异丙基环己烷的稳定构象式。
解：ae式，其中甲基位于a键，异丙基位于e键。
3(H3C)23.写出下列各对二甲基环己烷的可能的椅型构象，并比较各异构体的稳定性，说明原因。
解：(1) 顺-1,2-二甲基环己烷可能的椅型构象为ae式；反-1,2-二甲基环己烷可能的椅型构象为aa和ee式二种，稳定性次序为：aa <ae <ee。
333333(2) 顺-1,3-二甲基环己烷可能的椅型构象为aa和ee式二种；与反-1,3--二甲基环己烷可能的椅型构象为ae式, 稳定性次序为：ee>ae >aa。
33H33(3) 顺-1,4-二甲基环己烷可能的椅型构象为ae式；反-1,4-二甲基环己烷可能的椅型构象为aa和ee式二种，稳定性次序为：ee>ae >aa。
33H3H3>>334.写出下列化合物的构造式（用键线式表示）：（1）1,3,5,7-四甲基环辛四烯 （2）二环[3.1.1]庚烷（3）螺[5.5]十一烷 （4）methylcyclopropane（5）cis-1,2-dimethylcyclohexane答案:33H 33335.命名下列化合物：6.完成下列反应式，带“*”的写出产物构型：（1）这两个反应属亲电加成反应。
（2）（3）高温自由基取代反应（4）亲电加成反应，100%反式形成一对对映体，组成一个外消旋体混合物。
（5）氧化反应，生成一个内消旋体。
（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）7.丁二烯聚合时，除生成高分子聚合物外，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ß-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。
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
第五章-脂环烃-答案
第五章-脂环烃-答案第五章脂环烃⼀.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：环戊烷，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：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：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。
《有机化学》第五章脂环烃
2、环己烷的构象
早在1890年，沙赫斯（H.Sachse）通过研究认为：环己
烷的六个碳原子不在同一平面上，应保持正常的四面体角度。 1920年，莫尔(E.Mohr)重新研究了环己烷的结构，提出了
非平面张力学说。他认为：环己烷的碳原子之间可以保持正常 的角度，环己烷的六个碳原子不在同一平面上，C—C键之间的 夹角为109°28′，其分子中的C—C键可以旋转而引起构象异 构，其有代表性的构象有两种：船式构象和椅式构象。 （1）船式构象和椅式构象
+
四、环烷烃的稳定性与其分子结构的关系
从环烷烃的加成反应可以看出，三、四元环不稳定，易 开环，五、六元环较稳定，如何解释这一现象呢，1885年德
国化学家拜耳(A.von.Baeyer)提出了张力学说。
拜耳的提出张力学说建立在这样一个基础上：即所有的 环状化合物都具有平面结构。按照这个假设，所有的环状化 合物都是平面多边形，因此其分子中C-C键之间的夹角不能 与正常的键角109°28′相吻合，因此有角张力存在。
螺[4,5]癸烷
螺[2,4]庚烷
CH3
H 3C
1,5-二甲基螺[2,5]辛烷 错误的名字：2,7-二甲基螺[2,5]辛烷
2,5-二甲基螺[2,5]辛烷
②桥环烷烃的命名：桥环烷烃命名时，环的编号从桥头碳原子 开始，沿大环进行编号到环的另一端后，再沿第二大的环进行 编号。命名时，在方括号内注明除桥头碳原子外环上的碳原子 数。例：
仅有C、H两种元素组成的环状化合物叫做碳环烃， 简称环烃
环烃
脂环烃 芳香烃
饱和脂环烃 不饱和脂环烃 单环芳烃 多环芳烃
一、脂环烃的分类与命名
1、脂环烃的分类
根据环中是否含有不饱和键，可分为饱和脂环烃和 不饱和脂环烃。
【有机化学题库】脂环烃习题答案
试题库（参考答案）第五章 脂环烃一、 命名1、1－甲基－2－异丙基环戊烷2、1,6－二甲基螺[4.5]癸烷3、1－甲基－3－乙基环戊烷4、螺[3.4]辛烷5、二环[2.2.1]庚烷6、反－1,2－二甲基环丙烷7、异丙基环丙烷8、5-溴螺[3.4]辛烷9、顺－1－甲基－2－异丙基环己烷 10、2,7,7－三甲基二环[2.2.1]庚烷 11、6－甲基螺[2.5]辛烷 12、7,7－二氯二环[4.1.0]庚烷 二、写结构1、COOH； 2、CH 3； 3、； 4、(CH 3)3CH 35、CH 3； 6、CH 3CH 3； 7、HBr； 8、CH 3CH 3Br9、Cl；10、 CH ；11、Cl； 12、CH 3H CH 3Br三、完成反应式1、C OCH 3； 2、Cl； 3、CH CH 2CH 3CH 3Br ；4、COOEt COOEt； 5、Cl CH CH 2CH 3CH 3； 6、COOCH 3CH 3COOCH 3；7、COOCH 3CH 3CH 3COOCH 3； 8、 C 2H 5Cl C CH 2CH CH 3ClCH 3； 9、C OCH 3；10、CH 3CH 3CH C CH 3CH 3Br ；11、CH 3CH OH OHCH H 3C；12、C CH 3OCH 3＋COOH；13、OH CH CH 2CH 3CH 3； 1433；15、COOCH 316、CHO； 17、 ； 18C OC O O1933；20、COOCH3COOCH3；21、NO2CH2；22、四、回答问题1、C(CH3)3HCH3H；2、CH(CH3)2HCH3H3、CH(CH3)2CH3；4、C(CH3)3Cl；5、CH(CH3)2HCH3H；6、CH(CH3)2H；7、C2H5HC2H5H；8、CH(CH3)2CH39、HClBrH；10、HOH OHH五、鉴别题1、加溴水使溴水不褪色的为环己烷，余者加Ag(NH3)2+有白色沉淀为苯乙炔。
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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：环戊烷，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：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：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。
HBr CH3CH2CH2BrH, NiCH3CH2CH32BrCH2CH2CH2BrKMnOX三.例题解析【例题1】命名下列化合物1.2. 3.ClCl1-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. + HClCH32CH3Cl2.+ Br23.+ Br2Br4. + HClCH3CH3Cl5. +COOEtCOOEtCOOEtCOOEt6.-KMnO4【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3)3HCH3HCH(CH3)2HCH3H C2H5HC2H54. 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CH(CH3)2HCH3HC(CH3)3ClHClBrH【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 2H 22CH2CH 2CH CH CH2CHCH CLindlar CH 2CN△CN ＋OHCH 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. Br3.4.二环[3.3.0]辛烷7-溴二环[3.3.0]-2-辛烯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.Br10C 2H 511.3312.33)25-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. Cl1,6-二甲基螺[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]庚烷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)34. 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 BrH BrCl7. 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CHCHCH 3三.完成下列反应式。
1.+H2Ni 80℃2. HBr3.+COOCH 3COOCH 3H 3CCOOCH 3COOCH 3H3C4.CH 2=CHCl+Cl5.+OCCH 3O6.KMnO4HOOC(CH 2)3COOH7.+ Cl 2Cl8.+Br 2H 3C H 3CCH 2CH 3H 3CH 3C Br CH 2BrCH 2CH 39.H 3CH 3CCH 2CH 3+HClH 3CH 3C CH 2CH3Br310.HBr o Br四.选择题1. 下列甲基环己烷的构象中，能量最低的一个是（ B ）A.B.C.2. 下列四个构象式比较稳定的是（ C ） A.CH 3CH 3(H 3C)3CB.CH 3CH 3C(CH 3)3C.CH 3CH 3(H 3C)3CD.CH 3CH 3C(CH 3)33. 反-1,4-二甲基环己烷的最稳定构象是（ C ）CH 3H 3CD. CH 3H 3C4. 反-1,4-二氯环己稳定的构象是（ D ）A.B. C. ClClD.Cl Cl5. 下列化合物的构象中最稳定的是（ B ） A.OHCH(CH 3)2CH 3B.OH(H 3C)2HCCH 3C. OH3)2CH 3D. OHCH(CH 3)2CH 36. 下列四种化合物最容易加氢开环的是（ A ）A.B.C.D.五.鉴别题（1）环己烯环己烷24溶液褪色无现象（2）1－戊烯1,2－二甲基环丙烷4+CO 2(-)（3）1-丁炔乙基环丙烷Ag(NH 3)2+白色(-)（4）丁烷和甲基环丙烷24溶液褪色无现象（5）1,2－二甲基环丙烷与环戊烷24溶液褪色无现象（6）环己烯与异丙基环丙烷4+(-)高锰酸钾溶液褪色六.机理解释1、螺戊烷在光照条件下与氯气反应是制备氯代螺戊烷的最好方法。
Cl 2lightCl试解释该反应的反应机理。
解:2lightCl该反应条件下螺戊烷氯化是自由基反应, 形成图示的平面型或近似于平面型的自由基中间体,中心碳原子为sp 2杂化, 未参与杂化的p 轨道只有一个未配对电子,垂直于三个sp 2杂化轨道,并被另一个环丙烷的弯曲键所稳定，活化能低,反应速度快,是制备该化合物有效的方法。
· 链引发：2Cl·Cl 2链传递：Cl·+·+HCl+Cl 2·Cl·+链终止：·Cl 2·ClCl·+22、开链的邻二卤代烷在强碱存在下脱卤化氢时，通常得到炔烃。
然而当1,2-二溴环己烷脱卤化氢时却只得到1,3-环几二烯，为什么？答：因为C ≡C 中三键的碳为sp 杂化方式，所以要求三键链的四个碳（C-C ≡C-C ）必须是直线型结构，环己烷分子中，由于张力过大，不可能形成四个碳呈直线连接的结构。
所以：BrBr七.合成题CNClCl1、以四个碳原子及以下烃为原料合成+CNCNCl 2CNCl Cl2、以烯烃为原料合成 ClCH 2ClClCH 2Cl ℃＋2CH CH 2ClCl 2+CH 3500CH CH 2Cl＋CH 2Cl Cl2Cl CH 2Cl3BrBr OHH SO - H 2OKOH 醇OH4、OCH C-O-OHOO=OH5、+ClCl6、以乙炔和丙烯为原料合成CH 2ClCH 2H 22CH2CH 2CH CHCHNH CHCH CLindlarCH2CH 22Cl ℃＋CH 2CH CH CH CH 2ClCl +CH 3500CH CH 27、以必要的烯烃为原料合成 CNCH 2Na Br CH 2CN CNNBSCH CH 2+CH3CH CH 2Br CH 2CH 2CNCN2+CH 2CH CH 2八.推断结构1、某烃A 的分子式为C 5H 10，它与溴水不发生反应,在紫外光照射下与溴作用只得到一种产物B(C 5H 9Br)。
将化合物B 与KOH 的醇溶液作用得到C （C 5H 8），将化合物C 经臭氧化并在锌粉存在下水解得到戊二醛，写出化合物A 、B 、C 的构造式及各步反应式。
A.B.BrC.Br 2hvBrBrKOH/醇(1)O 32++HH OO2、化合物A,分子式C 7H 12，与KMnO 4反应后得到环己酮；A 用酸处理生成B, B 使溴水褪色并生成C, C 与碱性醇溶液共热生成D ，D 臭氧化后可生成丁二醛OHCCH 2CH 2CHO 和丙酮醛CH 3COCHO; B 臭氧化给出CHOO请写出化合物A 的结构式，并用反应式说明推断的结构是正确的。
解:A 的结构式为, 反应式如下:O+O+CO2+2BrBr32CHOCHO+CHOO323、化合物A 分子式为C 4H 8，它能使溴溶液褪色，但不能使高锰酸钾溶液褪色。
1molA 与1molHBr 作用生成B ，B 也可以以A 的同分异构体C 与HBr 作用得到。
化合物C 分子式也是C 4H 8，能使溴溶液褪色，也能使高锰酸钾（酸性）溶液褪色。
试推测化合物A 、B 、C 的构造式，并写出各步反应式。
A.CH 3B.CH 2-CH 2-CH-CH 3C.CH 2= CHCH 2CH 3 或 CH 3CH = CHCH 3(1)CH 3+ Br 2/CCl 4CH 322(A)BrBr(2)+ HBrCH 3-CH-CH 2-CH 3( B )CH 3(A)Br(3)(C)HBrCH 2=CHCH 2CH 3CH 3-CH-CH 2-CH 3( B )BrCH 3-CH-CH 2-CH 3( B )Br(C)CH 3CH=CHCH 3HBr习题B一.用系统命名法命名下列化合物1.2.CH 3CH 2CH 33.CH 3CH 34.双环[2,2,2]辛烷1-甲基-2-乙基环戊烷5,6-二甲基二环[2.2.1]庚-2-烯7-甲基二环[2.2.1]庚烷 5.C CH6.COOH7.8.Cl环戊基乙炔环戊基甲酸双环[4, 4, 0]葵烷8-氯双环[3, 2, 1]辛烷9.ClCH 3CH 310.Cl Cl11.CH 312.1-氯-3，4-二甲基双环[4，4，0]-3-癸烯7,7－二氯二环[4.1.0]庚烷2-甲基双环[2,2,2]辛-2-烯环己基环己烷二.写出下列化合物的结构式 1. 乙基环戊烷 2. 2-甲基螺[3.4]辛烷 3. 1,2-二环己基乙烷4. 1,3-二环丙基丁烷 CH 2CH 3CH 2CH 3CH 2CH 3CH 2CH 35. 环丙基乙炔6. 1,3,9-三甲基十氢化萘7. 顺-3-甲基环己醇8. 4-环己基-环基烯CH 2CH 3CH 2CH 3H 3三.完成下列反应式。