5章-脂环烃-3
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螺环：两个碳环共有1个碳 稠环：两个碳环共有2个碳 桥环：两个碳环共有2个或 2个以上碳原子
(1).螺环烷烃的命名 (1).螺环烷烃的命名
螺[3.4]辛烷 辛烷
5 6
CH3 4
3 7 2
1
4-甲基螺[2.4]庚烷 甲基螺[2.4]庚烷 [2.4]
(2).桥环烷烃的命名 (2).桥环烷烃的命名
二环[2.2.0]己烷 二环[2.2.0]己烷 [2.2.0]
二、命名
1.单环脂环烃 1.单环脂环烃
4 5 1
CH3
3 2
CH3
环丁烷
CH(CH3)2
3 4 5 6 2 1
1,3 –二甲基环戊烷 二甲基环戊烷
CH3
3 4 2 1
CH3
5
1-甲基 异丙基环已烷 甲基-3-异丙基环已烷 甲基
3-甲基环戊烯 甲基环戊烯
2.二环脂环烃 2.二环脂环烃
按环的连接方式
第五章
脂 环 烃 (Cycloanes)
第一节 脂环烃的分类和命名
一、分类
按环数 单环: 二环： 多环：
三 元环 脂环 烃 单环按环上的 四元环脂环烃 碳原子数目 五元环脂环烃
按官能团
饱和脂环烃－ 不饱和脂环烃－
小环（C3、C4) 普通环（C5－C7） 按环大小 中环（C8－C12） 大环（>C12)
, a
五、脂环化合物的顺反异构
CH 3 CH 3 H H
H H3C
CH3 H
顺-1,2-二甲基环丙烷 1,2-
反-1,2-二甲基环丙烷 1,2-
CH3 CH3 H H CH
3
H CH3 H
顺式
反式
第四节 多环烃
一、十氢化萘
H
e e
H
e e
e
H
H
a e
a
反式
顺式
H
H
e e
H
e e
H
反式
e
H
H
H 0 114 H
P107 任何与正常键角的偏差，都会在分子内 任何与正常键角的偏差，
部产生一种要求恢复正常键角的内在力量, 部产生一种要求恢复正常键角的内在力量, 称为角张力 角张力。 称为角张力。
采取重叠式构象，使 采取重叠式构象， 环丙烷产生扭转张力 环丙烷产生扭转张力
Cyclobutane (puckered form)
1 6 5 4 2 3
7 1 2 6 4 5 3
7,7-二甲基二环[2.2.1]庚烷 二 庚
2 8 1 3 7 6 4 5
二环[4.2.0]二环[4.2.0]-6-辛烯 [4.2.0]
第二节 脂环烃的性质
一、与开链烃相似的反应 1. 环烷烃的卤代 2. 环烯烃的加成 3. 环烯烃的氧化
二、小环烷烃特有的反应
蝴 蝶 式
Cyclopentane 信 封 式
二、环己烷的构象
1. 环己烷的构象
椅式构象 船式构象
Cyclohexane
椅 式 构 象 球 棒 模 型
Cyclohexane (top view) 斯 陶 特 模 型
H 1 H H
2.51A
2 H
H 3 H
H 6 H H
5
H 4 H
H
锯架透视式
CH3 + HBr CH3CHBrCH2CH3
2.氧化反应 2.氧化反应
a.可燃 . b.与KMnO4不反应 区别：环丙烷对高锰酸钾稳定，而烯烃易被氧化。 区别：环丙烷对高锰酸钾稳定，而烯烃易被氧化。
第三节 脂环烃的结构
一、碳环的结构
H C
0
H
弯键或叫 香蕉键
H H
105.5 0.1524nm C C
H
a
a
e
H
顺式
1. 加成反应
(1)加氢开环
+ H2
+ H2
+ H2
Ni 80 C
Ni 1200C
Ni 3000C
0
(2) 加卤素
+ Br2
BrCH2CH2CH2Br
+ Br2
(3)加卤化氢 (3)加卤化氢
BrCH2CH2CH2CH2Br
+ HBr
CH3CH2CH2Br
环丙烷衍生物与卤化氢的 加成，符合Markovnikov 加成，符合Markovnikov Rule.
2.取代环己烷的构象 取代环己烷的构象
环己烷衍生物优势构象的判定
(1) 一取代物 (2) 含相同取代基 (3)含不同取代基 (3)含不同取代基
tert-Butylcyclohexane (equatorial)
叔 丁 基 环 己 烷
1 3 二 键 相 互 作 用
叔 丁 基 环 己 烷
tert-Butylcyclohexane (axial group)
Cyclohexane (boat form)
船 式 构 象 球 棒 模 型H H1源自83A H HH6
H
3
H 2
1 H
H
2H
H 2.27A 锯架透视式
5
4
环己烷的椅式构象最稳定
Reasons： ：
角张力为0 (1) 角张力为0。 采取邻位交叉式构象，扭转张力最小。 (2) 采取邻位交叉式构象，扭转张力最小。 键相互作用小。 (3) 1，3-二a键相互作用小。所以范德华张力 为 0。
(1).螺环烷烃的命名 (1).螺环烷烃的命名
螺[3.4]辛烷 辛烷
5 6
CH3 4
3 7 2
1
4-甲基螺[2.4]庚烷 甲基螺[2.4]庚烷 [2.4]
(2).桥环烷烃的命名 (2).桥环烷烃的命名
二环[2.2.0]己烷 二环[2.2.0]己烷 [2.2.0]
二、命名
1.单环脂环烃 1.单环脂环烃
4 5 1
CH3
3 2
CH3
环丁烷
CH(CH3)2
3 4 5 6 2 1
1,3 –二甲基环戊烷 二甲基环戊烷
CH3
3 4 2 1
CH3
5
1-甲基 异丙基环已烷 甲基-3-异丙基环已烷 甲基
3-甲基环戊烯 甲基环戊烯
2.二环脂环烃 2.二环脂环烃
按环的连接方式
第五章
脂 环 烃 (Cycloanes)
第一节 脂环烃的分类和命名
一、分类
按环数 单环: 二环： 多环：
三 元环 脂环 烃 单环按环上的 四元环脂环烃 碳原子数目 五元环脂环烃
按官能团
饱和脂环烃－ 不饱和脂环烃－
小环（C3、C4) 普通环（C5－C7） 按环大小 中环（C8－C12） 大环（>C12)
, a
五、脂环化合物的顺反异构
CH 3 CH 3 H H
H H3C
CH3 H
顺-1,2-二甲基环丙烷 1,2-
反-1,2-二甲基环丙烷 1,2-
CH3 CH3 H H CH
3
H CH3 H
顺式
反式
第四节 多环烃
一、十氢化萘
H
e e
H
e e
e
H
H
a e
a
反式
顺式
H
H
e e
H
e e
H
反式
e
H
H
H 0 114 H
P107 任何与正常键角的偏差，都会在分子内 任何与正常键角的偏差，
部产生一种要求恢复正常键角的内在力量, 部产生一种要求恢复正常键角的内在力量, 称为角张力 角张力。 称为角张力。
采取重叠式构象，使 采取重叠式构象， 环丙烷产生扭转张力 环丙烷产生扭转张力
Cyclobutane (puckered form)
1 6 5 4 2 3
7 1 2 6 4 5 3
7,7-二甲基二环[2.2.1]庚烷 二 庚
2 8 1 3 7 6 4 5
二环[4.2.0]二环[4.2.0]-6-辛烯 [4.2.0]
第二节 脂环烃的性质
一、与开链烃相似的反应 1. 环烷烃的卤代 2. 环烯烃的加成 3. 环烯烃的氧化
二、小环烷烃特有的反应
蝴 蝶 式
Cyclopentane 信 封 式
二、环己烷的构象
1. 环己烷的构象
椅式构象 船式构象
Cyclohexane
椅 式 构 象 球 棒 模 型
Cyclohexane (top view) 斯 陶 特 模 型
H 1 H H
2.51A
2 H
H 3 H
H 6 H H
5
H 4 H
H
锯架透视式
CH3 + HBr CH3CHBrCH2CH3
2.氧化反应 2.氧化反应
a.可燃 . b.与KMnO4不反应 区别：环丙烷对高锰酸钾稳定，而烯烃易被氧化。 区别：环丙烷对高锰酸钾稳定，而烯烃易被氧化。
第三节 脂环烃的结构
一、碳环的结构
H C
0
H
弯键或叫 香蕉键
H H
105.5 0.1524nm C C
H
a
a
e
H
顺式
1. 加成反应
(1)加氢开环
+ H2
+ H2
+ H2
Ni 80 C
Ni 1200C
Ni 3000C
0
(2) 加卤素
+ Br2
BrCH2CH2CH2Br
+ Br2
(3)加卤化氢 (3)加卤化氢
BrCH2CH2CH2CH2Br
+ HBr
CH3CH2CH2Br
环丙烷衍生物与卤化氢的 加成，符合Markovnikov 加成，符合Markovnikov Rule.
2.取代环己烷的构象 取代环己烷的构象
环己烷衍生物优势构象的判定
(1) 一取代物 (2) 含相同取代基 (3)含不同取代基 (3)含不同取代基
tert-Butylcyclohexane (equatorial)
叔 丁 基 环 己 烷
1 3 二 键 相 互 作 用
叔 丁 基 环 己 烷
tert-Butylcyclohexane (axial group)
Cyclohexane (boat form)
船 式 构 象 球 棒 模 型H H1源自83A H HH6
H
3
H 2
1 H
H
2H
H 2.27A 锯架透视式
5
4
环己烷的椅式构象最稳定
Reasons： ：
角张力为0 (1) 角张力为0。 采取邻位交叉式构象，扭转张力最小。 (2) 采取邻位交叉式构象，扭转张力最小。 键相互作用小。 (3) 1，3-二a键相互作用小。所以范德华张力 为 0。