脂环烃的结构和命名.
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第四章环烃1(脂环烃)
H3C H3C
COOH + O C
CH3
可用于区别
CH3
环烷烃和烯烃
加热时用强氧化剂， 加热时用强氧化剂，或在催化剂作用下用空 气直接氧化， 气直接氧化，环烷烃可被氧化成不同的产物
O2，钴催化剂 钴催化剂
140~180℃，1~2.5MPa ℃
OH
O
+
CH2 CH2 COOH CH2 CH2 COOH
CH CH3 + HBr CH2
CH3 C Br
CH CH3
I CH3 + H I CH3CHCH2CH3
3. 氧化反应（小环对氧化剂相当稳定） 氧化反应（小环对氧化剂相当稳定）
O
O2
O +
O
H3C H3C
CH C
CH3 CH3
KMnO4 常温下， 常温下，饱和的环 对氧化剂稳定 H2O
双键对 氧化剂 不稳定
1,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚 烷
三环[ 2.2.1.02,6 ]庚烷
环丙烷的结构
环的结构及其稳定性
环丙烷的结构： 环丙烷的结构：
碳原子为 sp3杂化 为缓解角张力 形成弯曲键
Ｃ
105°
Ｃ
Ｃ
具有重叠构象， 氢原子排斥产生 “重叠张力”
Ｃ-Ｃ-Ｃ键角 偏离正常键 角产生角张 力 环丙烷分子具 有较高的内能， 有较高的内能， 不稳定
C2H5
CH3
十氢萘的构象
1. 名称
8 7 6 5 4 1 2 3
7 6 5 8 9 1 2 3 10 4
10 1 9 8 7 6
2 3 4 5
萘 naphthalene
十氢合萘（暜通名） 十氢合萘（暜通名） Decahydronaphthalene
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。
脂环烃结构与命名
HH
105.5°
H
60°
H
H H 环丙烷分子中弯曲键的形成
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，反映环的稳定性与环的结构有密切联系。
环烷烃的稳定性
环烷烃的张力愈大，能量愈高，分子愈不 稳定。环丙烷和环丁烷的张力能比其他的环烷 烃都大很多，因此它们最不稳定，容易开环。 环戊烷、环庚烷的张力能不太大，因此比较稳 定。环己烷和C12以上大环化合物的张力能很 小或等于零，因此它们都是很稳定的化合物。
能团异构体。
CH3 C2H5
CH3CH3
CH3 CH3
（三）单环脂环烃的命名
（1）根据分之中成环碳原子数目，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“最低系列”原则列出，基团顺序按
“次序规则”小的优先列出。
注意：对于不带支链的环烷烃，命名时是按照环碳原子的数
目，称为“环某烷”。对于带有支链的环烷烃，则把环上的
饱和脂环烃
环烷烃 如
... ...
脂环烃
环烯烃 如
... ...
不饱和脂环烃
环二烯烃 如
... ...
环炔烃 如
... ...
• 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。
（二）脂环烃的构造异构
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
CH33 52ຫໍສະໝຸດ 414 51 32
3 4 5 C2H5
26 1
3-甲基环戊烯
1,3-环戊二烯
5-乙基-1,3-环己二烯
105.5°
H
60°
H
H H 环丙烷分子中弯曲键的形成
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，反映环的稳定性与环的结构有密切联系。
环烷烃的稳定性
环烷烃的张力愈大，能量愈高，分子愈不 稳定。环丙烷和环丁烷的张力能比其他的环烷 烃都大很多，因此它们最不稳定，容易开环。 环戊烷、环庚烷的张力能不太大，因此比较稳 定。环己烷和C12以上大环化合物的张力能很 小或等于零，因此它们都是很稳定的化合物。
能团异构体。
CH3 C2H5
CH3CH3
CH3 CH3
（三）单环脂环烃的命名
（1）根据分之中成环碳原子数目，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“最低系列”原则列出，基团顺序按
“次序规则”小的优先列出。
注意：对于不带支链的环烷烃，命名时是按照环碳原子的数
目，称为“环某烷”。对于带有支链的环烷烃，则把环上的
饱和脂环烃
环烷烃 如
... ...
脂环烃
环烯烃 如
... ...
不饱和脂环烃
环二烯烃 如
... ...
环炔烃 如
... ...
• 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。
（二）脂环烃的构造异构
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
CH33 52ຫໍສະໝຸດ 414 51 32
3 4 5 C2H5
26 1
3-甲基环戊烯
1,3-环戊二烯
5-乙基-1,3-环己二烯
各类环烃知识点总结
环烃第一节 脂环烃 一、脂环烃的命名环烃：由碳和氢两种元素组成的环状化合物。
分类环烷烃 脂环烃 环烯烃 环烃 环炔烃芳香烃 单环 多环脂环烃命名与相应脂肪烃相同，只是在名称前加“环”。
C H C H C H C H 3C H 3C H 3CH 3环丙烷 1-甲基-3-乙基环己烷 4-甲基-5-乙基环己烯 1．当环上有取代基时，取代基小时用环作为母体。
当环与长碳链相连时，用碳链作为母体。
把环作为取代基。
环丙基环己烷 3-甲基-4-环戊基庚烷2．桥环烃：共用两个或两个以上碳原子的多环化合物。
共用碳为桥头碳：⑴ 编号 从一桥头碳沿最长的桥编到另一桥头碳，再沿次长桥编到原桥头碳，依次编下去。
⑵ 书写：取代基写在前，再写“某环”，再在[]内写桥头碳间的原子数，数字间用“.”隔开，最后写环上所有碳的烷烃的名称。
二环[1.1.0]丁烷 2，7，7-三甲基二环[2.2.1]庚烷二、 结构环烷烃中的碳为sp 3杂化。
对环丙烷为例进行分析如下，在环丙烷中，三原子在同一平面上，夹角为60°，但是C 为sp 3杂化正常的键角应为109.5°，故C-C 键电子云重叠方向不可能是沿两原子连线方向，必然有一定的偏离，即未达到最大重叠，所成σ键不稳定，这种不稳定的σ键常称之为张力。
12345CH 31C H 22C H 3CH 4C H 25C H 26C H 37C H 383124123456789角张力：由于键角的偏移引起的张力，称为角张力。
三元以上的环也存在同一问题，但是C 原子可以不在同一平面内，而是尽可能使张力减小，一般来说，五元、六元环最稳定。
三、 性质1．物理性质 同烷烃相似，不溶于水，比重比水小，沸点比相应烷烃略高。
2． 化学性质⑴ 催化氢化 三元环、四元环容易开环加氢，五元环、六元环比较稳定难于开环。
⑵ 与Br 2反应：注意反应的条件，在光照条件下发生自由基取代反应。
H 2Ni Pt C H 3C H2C H 3＋/50℃80℃H 2Ni Pt C H 3C H 2C H 2C H 3＋/200℃250℃Br2CCl 4C H 2C H 2C H 2BrBr＋C H 2C H 2C H 2C H 2BrBr＋CCl 4△＋＋hγhγBrBrBrH BrH ＋＋＋hγBrBrH ＋或高温或高温或高温Br 2Br 2Br 2Br 2⑶ 与卤化氢反应： 常温下环丙烷可以与氯化氢，溴化氢反应，环丁烷常温下不发生此反应。
脂环烃结构式 -回复
脂环烃结构式-回复"脂环烃结构式"是有机化学中的一个重要概念。
脂环烃是一类特殊的有机化合物，它们具有环状结构和饱和碳链。
本文将详细介绍脂环烃结构式的相关知识，包括定义、性质、命名规则以及相关应用。
一、脂环烃结构式的定义脂环烃是由碳和氢组成的有机化合物，它们的碳原子连接成环状结构，并且所有碳-碳键都是单键。
脂环烃可以根据环状结构的数量分为单环脂环烃和多环脂环烃两类。
常见的单环脂环烃有环丙烷、环戊烷、环己烷等，而多环脂环烃则包括萜烯、双环萜烯等。
二、脂环烃结构式的性质1. 稳定性: 脂环烃结构稳定，不容易发生化学反应。
这是因为碳-碳键都是单键，键能较低，不容易被断裂。
2. 饱和性: 脂环烃中的碳原子与氢原子的数目符合碳氢化合物的最大饱和度，即每个碳原子可以结合四个氢原子。
3. 热稳定性: 脂环烃具有较高的熔点和沸点，热稳定性较好。
这是由于碳-碳键的强弱决定了分子间的相互作用力，单键较短，相互作用力较弱，所以熔点和沸点较低。
三、脂环烃结构式的命名规则脂环烃的命名采用国际化合物命名法，根据所含碳原子数和环状结构的数量确定前缀和后缀。
下面以环己烷为例进行命名步骤的具体解释。
1. 确定碳原子数目: 环己烷中含有6个碳原子，所以前缀为“环己”。
2. 确定环状结构: 环己烷为单环脂环烷，所以后缀为“烷”。
3. 组合形成化合物的名称: 将前缀和后缀组合起来，得到环己烷的名称。
四、脂环烃结构式的相关应用脂环烃在生活中和工业上有广泛的应用。
以下是其中几个常见的应用领域。
1. 燃料: 脂环烷是石油和天然气中最主要的成分，是重要的燃料来源。
石油中的脂环烷可以通过炼油过程获得燃料油和液化石油气等。
2. 食品添加剂: 脂环烷是食品香精和食品添加剂的重要成分，例如柠檬醛（一种具有柠檬香味的化合物）常用于糖果、饮料和香水中。
3. 医药领域: 许多药物中也包含脂环烷的结构，例如环己基胺酸盐和环己基硫酸栓等。
4. 聚合物工业: 脂环烷也是合成高分子材料的重要原料。
4 环烃 脂环烃
（4）环上有取代基比较复杂, 以链为母体, 环为取代基。
CH3
2 3 4 5 6 CH3CHCH2CHCH2CH3 1
环己基 2-甲基-4-环己基己烷
（5）环上有取代基和不饱和键时,不饱和键以最小的号数表 示,称为环某烯。
CH3
4 5 6 1 3 2
4-甲基环已烯
1
CH3
2
CH2CH3
4 3
H3C
+
+
+
H2
H2
H2
Ni 80℃
Ni 200℃
H3C CH2 CH3
H3C CH2 CH2 CH3
H3C CH2 CH2 CH2 CH3
易
Ni 300℃
难
（2） 加卤素
BrCH2H2CH2Br Br2/CCl4
H3C
CH3CHCH2CH2Br Br
用于环丙烷的鉴别
环丁烷在加热的条件下可以与卤素发生开环加成反应。 四碳以上环烷烃室温下均不能与卤素或卤化氢反应
COOH SO3H CHO OH NH2 CH=CH2
苯甲酸 苯磺酸
苯甲醛
苯酚
苯胺
苯乙烯
(CH3)2C-CH-CH-CHCH3
2-甲 基 -4-苯 基 己 烷
苯基 Ph-
CH2
苄基 Benzyl-
（用Ph表示）
CH2 OH 苄 醇
（用Bz表示）
CH2 Cl 苄 氯
（2）二取代苯
* 两基团相同：有三种异构体：邻(o)、间(m)、对(p) * 取代基的位置用邻、间、对或1，2；1，3；1，4表示。
环丁烷的结构
三、环己烷及其衍生物的构象
1，环己烷的构象： 分子中的C－C键可以在一定的范围内自由旋转，形成无数构象。
脂环烃
第六节、 脂环化合物的合成（自学）
第七节、重要的脂环烃
一、环己烷
+ +
CH3
3H2 HNO3
Ni 加热、加压 COOH HOOC
用于制备尼龙66和尼龙6
AlCl 3 80oC
无色液体，d=0.779 石油分馏得到
二、环戊二烯（又称茂）
1．双烯合成
无色液体
+
25oC 170OC
2．酸性与乙炔氢相似
第二节 脂环烃的结构
一、脂环烃的燃烧热和稳定性
燃烧热：1摩尔化合物完全燃烧时所放出的热量。 燃烧热越大，分子内能越高，分子稳定性越差。
角度 60o 90o 燃烧热KJ/mol 697 稳定性
686
增强
108o 120o
664
659
结论：稳定性
>
>
>
（不准确）
二：拜尔张力学说
1、观点： ①脂环烃中所有成环的C原子都在同一平面上， 构成一个正多边形。 ②当碳与其他四个原子相连时，任何两个键的 夹角为四面体角（109o28’),成环后，键角发生 变化，向内向外迁移，产生张力，为角张力。 2、结论：以饱和碳的两键夹角109o28’为标准来衡量不同 环的稳定性，如果环内碳碳键之间的夹角等于或 接近109o28’时最稳定，若碳碳键之间的夹角偏离 此角度越大，稳定性越差。
命名：根据成环碳原子总数目称为环 某烷，在环字后面的方括号中标出除 桥头碳原子外的桥碳原子数（大的数 目排前，小的排后），（如左图）。 其它同环烷烃的命名。
例如:上化合物名为 7，7-二甲基二环[2，2，1]庚烷
4、螺环烃 两个环共用一个碳原子的环 烷烃称为螺环烃。 编号原则：从较小环中与螺原 子相邻的一个碳原子开始，徒 经小环到螺原子，再沿大环致 所有环碳原子。 命名：根据成环碳原子的总数 称为环某烷，在方括号中标出 各碳环中除螺碳原子以外的碳 原子数目（小的数目排，大的 排后），其它同烷烃的名。
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。
有机化学第四章脂环烃
Br
Br
溴褪色 可用于 鉴别环 烷烃
不起加成，而是取代反应
（3）加HX, H2SO4
HBr H2SO4
CH3 CH3
CH3 CH3 C CH CH3 Br CH3 CH3 C CH CH3 OSO3H
H2O
CH3 CH3
CH3 C CH CH3 OH
加成时符合马氏规则，氢原子加在含氢较多的碳原子上。
对称轴
H
H
H
H
H H
H
H H
H H
H
环己烷的直立键和平伏键
直立键 平伏键
（2）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
CH3
H
H
室温
7%
H CH3
H H
93% 内能比a型少 75.3KJ/mol
（2）二元取代环己烷的构象 二元取代环己烷，是以取代较多e键的构象为最稳定。
2.举例 1,2-二甲基环戊烷
1-甲基-4-乙基环己烷
1-甲基-4-异丙基环己烷
顺-1,2-二甲基环丙烷
反-1,2-二甲基环丙烷 3-甲基-3-环丙基戊烷
（4）环上取代基复杂时，可环做取代基，链为主体。
（二）环烯烃或环炔烃
母体为“环某烯”或“环某炔”，编号从不饱和碳原子开始
环戊烯
3,4-二甲基环己烯
1
4
2
3
6
5
椅式构象
船式构象
2.物理方法测出 （1）船式环己烷比椅式能量高26.7kJ/mol，在常温下环己烷几乎完全以较稳定的椅式 构象存在。 （2）椅式构象稳定的原因是相邻碳原子的键都处于交叉式。 （3）船式构象不稳定的原因是在船式中碳原子的键（2，3和5，6）处于全重叠式的位 置，斥力较大，Van de waals张力较大。
第三章 环烃(脂环烃)
例：
CH3
1,2-二甲基环己烷 二甲基环己烷
CH3
1-甲基 乙基环己烷 甲基-3-乙基环己烷 甲基
CH3
1 5 4 2 3
CH3
1,2-二甲基环戊烷 二 1,1,4-三甲基环己烷 三甲基环己烷
CH3
1-甲基-4-异丙基环己烷（孟烷）
H3C CH3
如取代基为较长的碳链， 如取代基为较长的碳链，将环作为取 代基，以烷烃的衍生物来命名： 代基，以烷烃的衍生物来命名：
四个碳原子的环烷烃有二个构造异构体： 四个碳原子的环烷烃有二个构造异构体：
CH3
五个碳原子的环烷烃有五个构造异构体：
CH2CH3 CH3 CH3 H3C CH3
CH3
顺反异构体： 顺反异构体：
由于碳原子连接成环，环上 由于碳原子连接成环，环上C-C单键不能自 单键不能自 由旋转。 由旋转。只要环上有两个碳原子各连有不同的原 顺反异构体。 子或基团，就有构型不同的顺反异构体 子或基团，就有构型不同的顺反异构体。
——多取代环己烷： 多取代环己烷： 多取代环己烷
C3 H HC 3
-1,2-二甲基环己烷 顺-1,2-二甲基环己烷
(5226.4KJ/mol)
C3 H C3 H
-1,2-二甲基环己烷 反-1,2-二甲基环己烷
(5220.1KJ/mol)
H H (H C)3C 3
e键(平伏键)
CH3
a键(直立键)
1、卤代反应 、
在光或热的引发下发生卤代反应
Cl + Cl2
光
+
Cl
HCl
+ Cl2
光
+
Br
HCl
+ Br2
脂环烃
2019/9/8
角张力示意图
60。
90。
108。
120。
角偏差 49。28' 19。28'
1。28'
10。32'
Baeyer张力学说建立在错误假设 （认为环烷烃都是平面结构）的 基础上，只对小环适用。
2019/9/8
环丙烷
HC H
105.5
H C 0.1524nm 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。
均燃烧热，与开链烷烃每个CH2单元 平均燃烧热的差值×n来表示分子的 张力能。
2019/9/8
Estimate of Angle Strain
Number of Carbons Hcomb/CH2 (Hcomb/CH2) - 659
3
697
38
4
686
27
5
664
5
6
659
0
7
662
3
8
664
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
2019/9/8
H
H
H
H
C
C HH C
C C HH
H
H
CH2
CH2
CH2
CH2 CH2 Cyclopentane
561 432
角张力示意图
60。
90。
108。
120。
角偏差 49。28' 19。28'
1。28'
10。32'
Baeyer张力学说建立在错误假设 （认为环烷烃都是平面结构）的 基础上，只对小环适用。
2019/9/8
环丙烷
HC H
105.5
H C 0.1524nm 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。
均燃烧热，与开链烷烃每个CH2单元 平均燃烧热的差值×n来表示分子的 张力能。
2019/9/8
Estimate of Angle Strain
Number of Carbons Hcomb/CH2 (Hcomb/CH2) - 659
3
697
38
4
686
27
5
664
5
6
659
0
7
662
3
8
664
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
2019/9/8
H
H
H
H
C
C HH C
C C HH
H
H
CH2
CH2
CH2
CH2 CH2 Cyclopentane
561 432
脂环烃
CH3(CH2)3CH3
不反应
变 难
Pt
② 加卤素
CCl4 r.t. 加热 CH2CH2CH2 Br Br
+
Br2
CH2CH2CH2CH2 Br Br
C > 5不反应 高温发生自由基取代
③ 加HX（C > 4常温不反应）
CH3
+
HX
CH3CHCH2CH2 X H
取代最多和最少 的CC键打开 符合马氏规则
FeCl3
烷基苯卤化，比苯易，邻对位产物为主
CH3 FeBr3/Br2 CH3 Br + Br
(32.9%) (65.8%) (1.3%)
CH3 +
CH3
Br
② 硝化 苯硝化
NO2 H2SO4 + HNO3 50-60℃ 混酸 H2SO4 + HO—NO2 .. H O NO2 H .. H O NO2 + H + H2SO4 NO2 + E H3O + HSO4
① 卤代： 在三卤化铁等催化剂作用下，苯与卤素作用生成卤
（代）苯，此反应称为卤化反应
+ CI2 FeCI3 CI + HCI Br + HBr
CH3 + CI2 FeCI3 CI
+
+ Br2
CH3
FeBr3
CH3
CI
卤苯继续卤化，比苯难，邻对位产物为主
Cl Cl + Cl2 Cl Cl + Cl 对二氯苯 （55%） + Cl 邻二氯苯 （39%） （6%） Cl
CH3
1,2-二甲苯 邻二甲苯
不反应
变 难
Pt
② 加卤素
CCl4 r.t. 加热 CH2CH2CH2 Br Br
+
Br2
CH2CH2CH2CH2 Br Br
C > 5不反应 高温发生自由基取代
③ 加HX（C > 4常温不反应）
CH3
+
HX
CH3CHCH2CH2 X H
取代最多和最少 的CC键打开 符合马氏规则
FeCl3
烷基苯卤化，比苯易，邻对位产物为主
CH3 FeBr3/Br2 CH3 Br + Br
(32.9%) (65.8%) (1.3%)
CH3 +
CH3
Br
② 硝化 苯硝化
NO2 H2SO4 + HNO3 50-60℃ 混酸 H2SO4 + HO—NO2 .. H O NO2 H .. H O NO2 + H + H2SO4 NO2 + E H3O + HSO4
① 卤代： 在三卤化铁等催化剂作用下，苯与卤素作用生成卤
（代）苯，此反应称为卤化反应
+ CI2 FeCI3 CI + HCI Br + HBr
CH3 + CI2 FeCI3 CI
+
+ Br2
CH3
FeBr3
CH3
CI
卤苯继续卤化，比苯难，邻对位产物为主
Cl Cl + Cl2 Cl Cl + Cl 对二氯苯 （55%） + Cl 邻二氯苯 （39%） （6%） Cl
CH3
1,2-二甲苯 邻二甲苯
有机化学05章脂环烃
1
1 3 2 5 6 4
4 2 3
6
5
椅型构象
船型构象
1. 椅型构象
直立键——与对称轴平行 的键，或叫做a键。
6个（3上、3下）
平 伏 键 —— 与 对 称 轴 成 109.5o 倾 斜 角 的 键 ， 或 叫 做e键。
6个（3上、3下）
1. 椅型构象
H H H 2 3 H H 4 H H 6 5 H 1 H H
力大，非键合原子张力也较大， 故船型构象不稳定。
6
5
椅型和船型环己烷构象中氢原子间的斥力比较
椅型环己烷 C1 上的 H 原子与最 近的 H 原子距离为 0.25 nm ， 斥力较小 。
船型环己烷 C1 上的 H 原子与最 近的 H 原子距离为 0.23 nm ， 斥力较大。
3. 构象的互变
由于 C—C 键的旋转， 环己烷构象之间可以相 互转化的，这种构象的
3.2. 环丁烷和环戊烷的结构
3.2.1. 环丁烷的结构
环丁烷的四个碳原子实际上不在一个平面上。分子通过C－C键 的扭转而以折叠的碳环形式存在。三个碳处于同一平面，另一 个处于该平面外。这样可减少C－H键的重叠，从而使环张力 相应降低。
环丁烷的构象——蝴蝶型 尽管环丁烷的折叠式构象较平面构象能量有所降低，但环张力 还很大，故也不稳定。
7 1 6 5 4 3 2
9 8 6 7 1 2 5 4 3
1,6-二甲基二环[2.2.1]-2-庚烯
1,9,9-三甲基二环[3.2.2]-6-壬烯
5-甲基二环[2.2.1]-2-庚烯 三环[2.2.1.02,6]庚烷 三环[7.4.1.05,14]-3-十四碳烯
X
三环[8.3.1.05,14]-2-十四碳烯
1 3 2 5 6 4
4 2 3
6
5
椅型构象
船型构象
1. 椅型构象
直立键——与对称轴平行 的键，或叫做a键。
6个（3上、3下）
平 伏 键 —— 与 对 称 轴 成 109.5o 倾 斜 角 的 键 ， 或 叫 做e键。
6个（3上、3下）
1. 椅型构象
H H H 2 3 H H 4 H H 6 5 H 1 H H
力大，非键合原子张力也较大， 故船型构象不稳定。
6
5
椅型和船型环己烷构象中氢原子间的斥力比较
椅型环己烷 C1 上的 H 原子与最 近的 H 原子距离为 0.25 nm ， 斥力较小 。
船型环己烷 C1 上的 H 原子与最 近的 H 原子距离为 0.23 nm ， 斥力较大。
3. 构象的互变
由于 C—C 键的旋转， 环己烷构象之间可以相 互转化的，这种构象的
3.2. 环丁烷和环戊烷的结构
3.2.1. 环丁烷的结构
环丁烷的四个碳原子实际上不在一个平面上。分子通过C－C键 的扭转而以折叠的碳环形式存在。三个碳处于同一平面，另一 个处于该平面外。这样可减少C－H键的重叠，从而使环张力 相应降低。
环丁烷的构象——蝴蝶型 尽管环丁烷的折叠式构象较平面构象能量有所降低，但环张力 还很大，故也不稳定。
7 1 6 5 4 3 2
9 8 6 7 1 2 5 4 3
1,6-二甲基二环[2.2.1]-2-庚烯
1,9,9-三甲基二环[3.2.2]-6-壬烯
5-甲基二环[2.2.1]-2-庚烯 三环[2.2.1.02,6]庚烷 三环[7.4.1.05,14]-3-十四碳烯
X
三环[8.3.1.05,14]-2-十四碳烯
第四章环烃
透视式：
椅式构象
船式构象
纽曼投影式：
H H H H
H
H H H
H H HH
HH H H HH
H
H
椅式构象
船式构象
分子模型：
椅式构象
船式构象
椅式构象较稳定的原因： ①船式构象中相邻碳上的碳氢键全部为重叠式构象，存 在扭转张力，而椅式构象中相邻碳上的碳氢键全部为交 叉式构象，没有扭转张力。 ②船式构象中船头碳原子C1和C4上的氢原子距离较近， 斥力较大。而椅式构象中C1和C4上的氢原子距离较远， 斥力较小。
2 直立键和平伏键
椅式构象中的碳氢键可以分为两类，6个碳氢键与分
子的对称轴平行，叫做直立键或a键。
另外6个碳氢键指向环外，与直立键成109°28′的角， 平伏着向环外伸展，叫做平伏键或e键。
一个椅式构象的环己烷，可以通过碳碳单键的旋转变成 另一种椅式构象，叫做转环作用。
X
X
当环己烷上的氢原子被其它基团取代后，由于其它基团 都比氢原子大，所以取代基以e键和环相连占优势。
60°
H H
角张力：分子内部试图恢复正常键角的力。
环丙烷分子相邻碳上的碳氢键都是重叠式构象。
扭转张力：试图恢复交叉式构象的力。
2 其它环烷烃
环丁烷四个碳原子不在一个平面上，但仍存在一定的
角张力和扭转张力。比环丙烷稳定
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。
H3C
CH3
4-环丙基辛烷
4、若有不饱和碳碳键时，应使不饱和键上的碳编号最 小。不饱和键放在1，2之间
1-甲基环戊烯
3-甲基环戊烯
3-甲基-1,4-环己二烯
椅式构象
船式构象
纽曼投影式：
H H H H
H
H H H
H H HH
HH H H HH
H
H
椅式构象
船式构象
分子模型：
椅式构象
船式构象
椅式构象较稳定的原因： ①船式构象中相邻碳上的碳氢键全部为重叠式构象，存 在扭转张力，而椅式构象中相邻碳上的碳氢键全部为交 叉式构象，没有扭转张力。 ②船式构象中船头碳原子C1和C4上的氢原子距离较近， 斥力较大。而椅式构象中C1和C4上的氢原子距离较远， 斥力较小。
2 直立键和平伏键
椅式构象中的碳氢键可以分为两类，6个碳氢键与分
子的对称轴平行，叫做直立键或a键。
另外6个碳氢键指向环外，与直立键成109°28′的角， 平伏着向环外伸展，叫做平伏键或e键。
一个椅式构象的环己烷，可以通过碳碳单键的旋转变成 另一种椅式构象，叫做转环作用。
X
X
当环己烷上的氢原子被其它基团取代后，由于其它基团 都比氢原子大，所以取代基以e键和环相连占优势。
60°
H H
角张力：分子内部试图恢复正常键角的力。
环丙烷分子相邻碳上的碳氢键都是重叠式构象。
扭转张力：试图恢复交叉式构象的力。
2 其它环烷烃
环丁烷四个碳原子不在一个平面上，但仍存在一定的
角张力和扭转张力。比环丙烷稳定
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。
H3C
CH3
4-环丙基辛烷
4、若有不饱和碳碳键时，应使不饱和键上的碳编号最 小。不饱和键放在1，2之间
1-甲基环戊烯
3-甲基环戊烯
3-甲基-1,4-环己二烯
第三章-脂环烃
椅型和船型的关系是：
4 3 5 6
2
1
椅型
4
3 1 5 6 2
椅型结构的任何一个碳原 子，经过键角的扭变和单 键的旋转，碳原子(1、3、 5) 向上 或碳原子(2、4、6) 向下翻动，即转变为船型。 从键角的扭变程度看，两 种立体结构很易相互化， 因而不可能将两种构型离 析加以鉴别。
船型
分子内的张力肯定会引起分子内能大的变动： 环烷烃燃烧热的实测数据
根据张力大小，将环烷烃分为几类：
n = 3, 4 小环，张力很大 ； (由于键角偏离正常值引起) n = 5, 6,7 n = 8~11 普通环，张力很小 ； 中环，张力较正常环大 ； (C-H键上的氢互相排斥，产生跨环张力) n > 12 大环，几乎没有张力；
§3.4 无张力环理论
1890年，沙赫斯( H.Sachse )对拜尔的张力
二、按碳环分类
按碳环分类 单环烃 多环
桥环烃
1. 小 环：三、四元环 2. 普通环：五～七元环 3. 中 环：八～十一元环 4. 大 环：十二元环以上
稠环烃
螺环烃
§3.1.2 脂环烃的异构
脂环烃的异构可分为： 一、 构造异构—由于环的大小及侧链的长 短和位置的不同而产生的 异构体。
H2C H2C CH2 CH2 H2C CH2 CH CH3
(CH2)n 分子的燃 烧热
每个CH2 的燃烧热
n=2 1422.6 711.3 105.4
n=3 2091.2 697.1 115.5
n=4 2744.3 686.1 110.0
n=5 3320.0 664.0 27.0
n=6 3951.8 658.6 0
n=7 4636.7 662.4 26.0
【免费下载】脂环烃的命名和结构
6
3951.6
3951.6
0
0
7
4636.8
4610.2
3.8
26.6
8
5308.8
5268.8
5.0
40
†比较标准，开链体系 CH2 的燃烧热：658.6kJ/mol 由表 9-1 中的数据可知三元环和四元环等小环化合物有较大的张力不稳定而五员环和六员
环等普通环化合物比较稳定因此五员环和六员环等普通环化合物较易合成。
个碳原子处于同一平面，角张力最大最不稳定而其它多元环中碳原子不在同一平面，张力较小
稳定性较高，一般三元环易发生开环反应，而五元以上的环难于发生开环反应。因为环烷烃燃
烧都生成二氧化碳和水同时放出热量，通过比较燃烧一个 CH2 单位放出的热量可以判断环张 力的大小从而对确定环烷烃的稳定性大小，有关数据列于表 9-1 中。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配，料置不试技仅卷术可要是以求指解，机决对组吊电在顶气进层设行配备继置进电不行保规空护范载高与中带资负料荷试下卷高总问中体题资配，料置而试时且卷，可调需保控要障试在各验最类；大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况卷中下安，与全要过，加度并强工且看作尽护下可关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料；中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整，中核或资对者料定对试值某卷，些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置，.卷编保工写护况复层进杂防行设腐自备跨动与接处装地理置线，高弯尤中曲其资半要料径避试标免卷高错调等误试，高方要中案求资，技料编术试5写交卷、重底保电要。护气设管装设备线置备4高敷动调、中设作试电资技，高气料术并中课3试中且资件、卷包拒料中管试含绝试调路验线动卷试敷方槽作技设案、，术技以管来术及架避系等免统多不启项必动方要方式高案，中；为资对解料整决试套高卷启中突动语然过文停程电机中气。高课因中件此资中，料管电试壁力卷薄高电、中气接资设口料备不试进严卷行等保调问护试题装工，置作合调并理试且利技进用术行管，过线要关敷求运设电行技力高术保中。护资线装料缆置试敷做卷设到技原准术则确指：灵导在活。分。对线对于盒于调处差试，动过当保程不护中同装高电置中压高资回中料路资试交料卷叉试技时卷术，调问应试题采技，用术作金是为属指调隔发试板电人进机员行一，隔变需开压要处器在理组事；在前同发掌一生握线内图槽部纸内故资，障料强时、电，设回需备路要制须进造同行厂时外家切部出断电具习源高题高中电中资源资料，料试线试卷缆卷试敷切验设除报完从告毕而与，采相要用关进高技行中术检资资查料料和试，检卷并测主且处要了理保解。护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
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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CH3
3 3
CH(CH3)2
CH3
5
1
1
CH3
5-甲基-1-环辛炔
3-甲基-1-环戊烯
1-甲基-3 -异丙基环已烯
二、命名 2、多环脂环烃 （1）螺环烃—两个碳环共用一个碳原子的环烃，共用的 碳原子称为螺原子
螺庚烷
螺[2.4]庚烷
母体：根据成环碳原子的总数称螺某烷 在“螺”字后面的方括号中，用阿拉伯数字标出除螺 原子外两个碳环的碳原子数目，小的数字在前：螺[x.x]烷
谢
制作人：
谢
石 云
药用基础化学/脂环烃
脂环烃的结构和命名
一、分类
1、按分子中有无不饱和键分类
饱和脂环烃 不饱和脂环烃
CH3
2、按分子中碳环数目分类
小环 单环烃 中环 螺环烃 多环烃 稠环烃 桥环烃 普通环 大环
螺原子
桥头碳原子
二、命名 1、单环脂环烃
• 饱和单环烃的命名方法与烷烃相似：根据环中碳 原子的数目称为“环某烷”
2、多环脂环烃
9 10 5 1 2 8
3
7
6
4
CH3
6螺癸烷 螺 甲基螺 [4.5]癸烷 [4.5]癸烷
编号：编号从小环中紧连螺原子的碳原子开始，经过螺原子 到达大环，同时使得位次之和最小。
二、命名 2、多环脂环烃
（2）桥环烃—共用两个或两个以上碳原子的多环脂环烃
二环庚烷 二环[4.1.0]庚烷
CH 2 CH 2
CH 2 H2C CH 2
H2C
CH 2
H2C
CH 2
C
H2C CH 2
环丁烷
H2C CH 2
环丙烷
二、命名 1、单环脂环烃 当环上有取代基时，应使取代基的位次最小。
1
1
3
2
1,2-二甲基环丁烷
1-甲基-3-乙基环己烷
二、命名 1、单环脂环烃 不饱和脂环烃中，不饱和键位次最低，同时使 取代基位次尽可能最小，称为“环某烯（炔） ”
母体：用二环、三环等做词头； 根据成环碳原子的总数称:“几环[ ]某烃”； [ ]中标出各桥碳原子数目，大的数字在前，各数字间 用圆点隔开。
二、命名 2、多环脂环烃
7
6 4 5
1
CH3
2
3
2-甲基-二环[2.2.1]庚烷
编号：从一个桥头碳原子开始，经过最长的碳桥到达另一个 桥头碳，再沿着次长桥回到第一个桥头碳，最短的桥上的碳 原子最后编号，并尽可能使不饱和键或取代基位次最小。
3 3
CH(CH3)2
CH3
5
1
1
CH3
5-甲基-1-环辛炔
3-甲基-1-环戊烯
1-甲基-3 -异丙基环已烯
二、命名 2、多环脂环烃 （1）螺环烃—两个碳环共用一个碳原子的环烃，共用的 碳原子称为螺原子
螺庚烷
螺[2.4]庚烷
母体：根据成环碳原子的总数称螺某烷 在“螺”字后面的方括号中，用阿拉伯数字标出除螺 原子外两个碳环的碳原子数目，小的数字在前：螺[x.x]烷
谢
制作人：
谢
石 云
药用基础化学/脂环烃
脂环烃的结构和命名
一、分类
1、按分子中有无不饱和键分类
饱和脂环烃 不饱和脂环烃
CH3
2、按分子中碳环数目分类
小环 单环烃 中环 螺环烃 多环烃 稠环烃 桥环烃 普通环 大环
螺原子
桥头碳原子
二、命名 1、单环脂环烃
• 饱和单环烃的命名方法与烷烃相似：根据环中碳 原子的数目称为“环某烷”
2、多环脂环烃
9 10 5 1 2 8
3
7
6
4
CH3
6螺癸烷 螺 甲基螺 [4.5]癸烷 [4.5]癸烷
编号：编号从小环中紧连螺原子的碳原子开始，经过螺原子 到达大环，同时使得位次之和最小。
二、命名 2、多环脂环烃
（2）桥环烃—共用两个或两个以上碳原子的多环脂环烃
二环庚烷 二环[4.1.0]庚烷
CH 2 CH 2
CH 2 H2C CH 2
H2C
CH 2
H2C
CH 2
C
H2C CH 2
环丁烷
H2C CH 2
环丙烷
二、命名 1、单环脂环烃 当环上有取代基时，应使取代基的位次最小。
1
1
3
2
1,2-二甲基环丁烷
1-甲基-3-乙基环己烷
二、命名 1、单环脂环烃 不饱和脂环烃中，不饱和键位次最低，同时使 取代基位次尽可能最小，称为“环某烯（炔） ”
母体：用二环、三环等做词头； 根据成环碳原子的总数称:“几环[ ]某烃”； [ ]中标出各桥碳原子数目，大的数字在前，各数字间 用圆点隔开。
二、命名 2、多环脂环烃
7
6 4 5
1
CH3
2
3
2-甲基-二环[2.2.1]庚烷
编号：从一个桥头碳原子开始，经过最长的碳桥到达另一个 桥头碳，再沿着次长桥回到第一个桥头碳，最短的桥上的碳 原子最后编号，并尽可能使不饱和键或取代基位次最小。