有机化学徐寿昌第二版第5章脂环烃
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2020/11/23
5.2.1 环烷烃的反应
(1) 取代反应--在光或热的引发下发生卤代反应，
（自由基反应）.
Cl
光
+Cl2
+H C l
光
+Cl2
Cl +H Cl
热
+Br2
Br + H Br
2020/11/23
由下列指定化合物合成相应的卤化物， 用 Cl2还是Br2？为什么？
(1)
CH3
CH3 (2)
2020/11/23
4
6
5
3-甲基-1-环己烯
不是:6-甲基-1-环己烯
Biblioteka Baidu3
CH3
6 CH3
5
1
4
2
3
1,6-二甲基-1-环己烯
例4 4
CH3
5 1
3
2
5-甲基-1,3-环戊二烯
有取代基的双 键碳先编号
2020/11/23
双键位次和最小
(3) 双环化合物(分子中含有两个碳环)的结构与命名:
☺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.
例: 1,4-二甲基环己烷
顺-1,4-二甲基环己烷
2020/11/23
反-1,4-二甲基环己烷
(2) 环烯(炔)烃的命名
a. 以不饱和碳环为母体,侧链为取代基. b. 碳环上的编号顺序:不饱和键所在的位置号码最小.
只有一个不饱和键的环烯(或炔)烃,双键或叁键位置 可不标.
环戊烯
2020/11/23
环辛炔
1,3-环己二烯
◆带有侧链的环烯烃命名:
c. 若只有一个不饱和碳上有侧链,该不饱和碳编号为1;
d.若两个不饱和碳都有侧链或都没有侧链,则碳原子编号 顺序先使双键所在位置号码最小,再考虑以侧链位置号 码的加和数为最小.
例1
6
C H3
1 2
例2
2
H3C 3
1
5
3
4
1-甲基-1-环己烯 不是:2-甲基-1-环己烯
4-甲基-1-异丙基二环[3.1.0]己烷
2020/11/23
5.2 脂环烃的性质
(一) 物理性质
☻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.
(二) 化学性质 ☻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.
+H2
Pt 300℃
C HC 3HC 2HC 2HC 2H3
有支链反应产物物稳定：
2020/11/23
CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH2CH2CH3 CH3
(B) 加卤素或卤化氢
+B r2 C Cl4 B r C H C 2H C 2H 2 B r
+H BrH 2 O C H 3 C H 2 C H 2 Br
螺原子
螺[2.4]庚烷
桥桥头头碳碳
双环[2.2.1]庚烷
2020/11/23
(A) 螺环化合物的命名:
a.按组成环的碳原子总数称为“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”间的方括号 里,数字用圆点分开(先小螺环原,后子大环). 例1:
多环化合物(螺环、桥环)
2020/11/23
环丙烷(简式): 环丁烷 (简式): 甲基环丙烷 (简式):
环己烯 环戊二烯
2020/11/23
同
分
异
构
CH3
体
◆ 环烷的顺反异构: 由于碳原子连接成环,环上C-C单键不能自由
旋转.只要环上有两个碳原子各连有不同的原子或
基团,就有构型不同的顺、反异构体.
第五章 脂环烃
本章主要内容
1.环烷烃、环烯烃及螺环、桥环化合物的命名. 2.环烷烃、环烯烃、环二烯烃的化学性质,双烯
合成反应（Diels-Alder）. 3.不同环烷烃的结构及其稳定性. 4.环己烷构象的基本概念及稳定性分析.
2020/11/23
5.1 脂环烃的定义、分类和命名 5.1.1 脂环烃的定义、分类
应:
(CH3)2CCH(CH3)2
Br
+ HBr
?H2O/△
X
X
解: (1) 用溴化,因溴化反应有选择性;3ºH > 2ºH > 1ºH. (2) 用氯化、溴化均可。
2020/11/23
Cl2更活泼
(2) 开环反应--也叫加成反应.
(A) 催化加氢
+H2
Ni 80℃
CH3 CH2 CH3
条
Ni
+H2 200℃ C H3 C H2 C H2 C H3
件 渐
高
号里. 例1:
桥头碳
2020/11/23
双环[2.2.1]庚烷
例2: 例3:
双环[2.1.0]戊烷
2020/11/23
双环[3.1.1]庚烷
c. 环上碳原子编号:从一个桥头碳原子(含)开始,先编 最长的桥至第二个桥头,再编余下的较长的桥,回到 第一个桥头;最后编最短的桥(先长桥,后短桥).
d.编号顺序以取代基位次加和数较小为原则.
☻环丙烷的烷基衍生物与HX加成，环的破裂发生在含 H最多和最少的两个碳原子之间，且符合马氏规律.
CH3—CH—CH2 + HBr CH2
CH3CHCH2CH3 Br
☻四碳环不易开环，在常温下与卤素，卤化氢不反应。
2020/11/23
下列反应的产物是什么？ （北京理工大学）
1,1,2-三甲基环丙烷与HBr及 H2SO4的加成反
例4:
例5:
6-甲基双环[3.2.2]壬烷
2020/11/23
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
例7:
7
8 11
6
1
5
2020/11/23
43
2 双环[2.2.2]-2,5,7-辛三烯
命名下列化合物：
1.
2.
Cl
3.
CH3
Br CH2CH3
5-甲基- 1-溴螺[3.4]辛烷 2-乙基-6-氯二环[3.2.1]辛烷
2020/11/23
螺[2.4]庚烷
例2: 螺[3.4]辛烷
c. 带支链的螺烷: --从与螺原子相邻的小环碳原子开 始编号,经过螺原子再编第二个环.编号的顺序以环上 取代基位次加和数最小为原则.
例3:
2020/11/23
5-甲基螺[2.4]庚烷
(B) 双桥环化合物的命名
a. 根据组成环的碳原子总数称为某烷,加词头双环. b.将各“桥”所含碳原子数目(不含桥头碳原子),按由 大到小的次序写在“双环”和“某烷”之间的方括
◆脂环烃定义:结构上具有环状碳骨架,而性质上与脂 肪烃相似的烃类,总称脂环烃.
◆根据饱和程度分类: 饱和脂环烃:环烷烃
脂环烃 不饱和脂环烃: 环烯烃;环二烯烃 环炔烃
环烷烃:脂环饱和,通式为CnH2n,如环丙烷,环己烷. 环烯烃:脂环含双键,通式为CnH2n-2.如环己烯. ◆根据环数的多少分类: 单环化合物
5.2.1 环烷烃的反应
(1) 取代反应--在光或热的引发下发生卤代反应，
（自由基反应）.
Cl
光
+Cl2
+H C l
光
+Cl2
Cl +H Cl
热
+Br2
Br + H Br
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由下列指定化合物合成相应的卤化物， 用 Cl2还是Br2？为什么？
(1)
CH3
CH3 (2)
2020/11/23
4
6
5
3-甲基-1-环己烯
不是:6-甲基-1-环己烯
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CH3
6 CH3
5
1
4
2
3
1,6-二甲基-1-环己烯
例4 4
CH3
5 1
3
2
5-甲基-1,3-环戊二烯
有取代基的双 键碳先编号
2020/11/23
双键位次和最小
(3) 双环化合物(分子中含有两个碳环)的结构与命名:
☺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.
例: 1,4-二甲基环己烷
顺-1,4-二甲基环己烷
2020/11/23
反-1,4-二甲基环己烷
(2) 环烯(炔)烃的命名
a. 以不饱和碳环为母体,侧链为取代基. b. 碳环上的编号顺序:不饱和键所在的位置号码最小.
只有一个不饱和键的环烯(或炔)烃,双键或叁键位置 可不标.
环戊烯
2020/11/23
环辛炔
1,3-环己二烯
◆带有侧链的环烯烃命名:
c. 若只有一个不饱和碳上有侧链,该不饱和碳编号为1;
d.若两个不饱和碳都有侧链或都没有侧链,则碳原子编号 顺序先使双键所在位置号码最小,再考虑以侧链位置号 码的加和数为最小.
例1
6
C H3
1 2
例2
2
H3C 3
1
5
3
4
1-甲基-1-环己烯 不是:2-甲基-1-环己烯
4-甲基-1-异丙基二环[3.1.0]己烷
2020/11/23
5.2 脂环烃的性质
(一) 物理性质
☻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.
(二) 化学性质 ☻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.
+H2
Pt 300℃
C HC 3HC 2HC 2HC 2H3
有支链反应产物物稳定：
2020/11/23
CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH2CH2CH3 CH3
(B) 加卤素或卤化氢
+B r2 C Cl4 B r C H C 2H C 2H 2 B r
+H BrH 2 O C H 3 C H 2 C H 2 Br
螺原子
螺[2.4]庚烷
桥桥头头碳碳
双环[2.2.1]庚烷
2020/11/23
(A) 螺环化合物的命名:
a.按组成环的碳原子总数称为“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”间的方括号 里,数字用圆点分开(先小螺环原,后子大环). 例1:
多环化合物(螺环、桥环)
2020/11/23
环丙烷(简式): 环丁烷 (简式): 甲基环丙烷 (简式):
环己烯 环戊二烯
2020/11/23
同
分
异
构
CH3
体
◆ 环烷的顺反异构: 由于碳原子连接成环,环上C-C单键不能自由
旋转.只要环上有两个碳原子各连有不同的原子或
基团,就有构型不同的顺、反异构体.
第五章 脂环烃
本章主要内容
1.环烷烃、环烯烃及螺环、桥环化合物的命名. 2.环烷烃、环烯烃、环二烯烃的化学性质,双烯
合成反应（Diels-Alder）. 3.不同环烷烃的结构及其稳定性. 4.环己烷构象的基本概念及稳定性分析.
2020/11/23
5.1 脂环烃的定义、分类和命名 5.1.1 脂环烃的定义、分类
应:
(CH3)2CCH(CH3)2
Br
+ HBr
?H2O/△
X
X
解: (1) 用溴化,因溴化反应有选择性;3ºH > 2ºH > 1ºH. (2) 用氯化、溴化均可。
2020/11/23
Cl2更活泼
(2) 开环反应--也叫加成反应.
(A) 催化加氢
+H2
Ni 80℃
CH3 CH2 CH3
条
Ni
+H2 200℃ C H3 C H2 C H2 C H3
件 渐
高
号里. 例1:
桥头碳
2020/11/23
双环[2.2.1]庚烷
例2: 例3:
双环[2.1.0]戊烷
2020/11/23
双环[3.1.1]庚烷
c. 环上碳原子编号:从一个桥头碳原子(含)开始,先编 最长的桥至第二个桥头,再编余下的较长的桥,回到 第一个桥头;最后编最短的桥(先长桥,后短桥).
d.编号顺序以取代基位次加和数较小为原则.
☻环丙烷的烷基衍生物与HX加成，环的破裂发生在含 H最多和最少的两个碳原子之间，且符合马氏规律.
CH3—CH—CH2 + HBr CH2
CH3CHCH2CH3 Br
☻四碳环不易开环，在常温下与卤素，卤化氢不反应。
2020/11/23
下列反应的产物是什么？ （北京理工大学）
1,1,2-三甲基环丙烷与HBr及 H2SO4的加成反
例4:
例5:
6-甲基双环[3.2.2]壬烷
2020/11/23
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
例7:
7
8 11
6
1
5
2020/11/23
43
2 双环[2.2.2]-2,5,7-辛三烯
命名下列化合物：
1.
2.
Cl
3.
CH3
Br CH2CH3
5-甲基- 1-溴螺[3.4]辛烷 2-乙基-6-氯二环[3.2.1]辛烷
2020/11/23
螺[2.4]庚烷
例2: 螺[3.4]辛烷
c. 带支链的螺烷: --从与螺原子相邻的小环碳原子开 始编号,经过螺原子再编第二个环.编号的顺序以环上 取代基位次加和数最小为原则.
例3:
2020/11/23
5-甲基螺[2.4]庚烷
(B) 双桥环化合物的命名
a. 根据组成环的碳原子总数称为某烷,加词头双环. b.将各“桥”所含碳原子数目(不含桥头碳原子),按由 大到小的次序写在“双环”和“某烷”之间的方括
◆脂环烃定义:结构上具有环状碳骨架,而性质上与脂 肪烃相似的烃类,总称脂环烃.
◆根据饱和程度分类: 饱和脂环烃:环烷烃
脂环烃 不饱和脂环烃: 环烯烃;环二烯烃 环炔烃
环烷烃:脂环饱和,通式为CnH2n,如环丙烷,环己烷. 环烯烃:脂环含双键,通式为CnH2n-2.如环己烯. ◆根据环数的多少分类: 单环化合物