第三章讲义环烷烃

CH3
甲基环戊烷
CH2
CH2
CH
CH2
CH
CH
Br 3 -B ro m o c yc lo h e x e n e
Br
3-溴环己烯
例2
CH 3
CH 3
CH3
CH3
1,1-二甲基环己烷
CH3 CH2
1,1-Dimethylcyclohexane
1,1-二甲基-4-乙基环己烷
4-Ethyl-1,1-dimethylcyclohexane
2
6
83
76 5
1
Cl
5
4
二环[4.2.0]-6-辛烯 2-甲基-5-异丙基二环[3,1,0]己烷 2-乙基-6-氯二环[3,2,1]辛烷
§3.2 脂环烃的化学性质
一、与开链烃相似的反应 1. 环烷烃的卤代
C H 2 H 2 CC H 2+ C l2
h
C H 2 H 2 CC H C l+ H C l
第三章环烷烃
精品jing
§3.1 环烷烃的分类和命名
脂环烃：碳干为环状而性质与开链烃相似的烃。
一、分类
按环数
小 环 （ C3、 C4) 普 通 环 （ C5－ C7） 中 环 （ C8－ C12） 大 环 （ >C12)
环数：使环状化合物 变成开链化合物所需 打破的碳碳键的数目
单环: 如
C
H
C
2
例3
CH3
CH3 CH CH3
CH 3 CH 2 C CH 2 CH 3 CH 3
1-甲基-2-异丙基环己烷 1-甲基-2-(1-甲基乙基)环己烷
3-甲基-3-环丁基环戊烷 (长链作母体)
环烷烃顺反异构
受环的制约单键不能自由旋转，环上取 代基在空间排列方式产生顺反（几何） 异构
顺 cis 两个取代基在环同侧 反 tran 两个取代基在环异侧
区别：环丙烷对氧化剂（如高锰酸钾） 稳定，而烯烃易被氧化
§3.3 脂环烃的结构
小环化合物容易开环 三环比四环容易
五、六环相对稳定
一、Baeyer张力学说（1885年）
SP3 碳原子键角应为109。28’, 任何与此正常 键角的偏差，都会引起分子的张力，这种张 力具有力图恢复正常键角的趋势叫角张力。
1. 从桥头碳开始编号，经过最大环到达 另一桥头，在经次大环回到第一个桥 头，最短的桥最后编号。
2. 母体名称前冠以“环数”，后接[ ], 方括中表明环内 除桥头碳原子外的 碳原子数目，从大到小排列，之间用 圆点分开。
7，7-二甲基二环[2，2，1]庚烷
例6
2
4
1 2 CH2CH3
81
3
5
3
7
4
6
HH
H C C H CH2 CH2
H C C H CH2 CH2
HH
Cy环clo丁buta烷ne
2021/2/6
按成环碳原子数命名为环某烷
HH
H
H
C
C HH
C
C HH
C
H
H
CH2 CH2 CH2
CH2 CH2
Cy环clo戊pen烷tane
HH
H
H C
HC
CH
HC
CH
C
HH
HH
CH2
CH2
CH2
CH2
环烷基
C yc lo p ro p yl
C yc lo b u tyl
C yc lo p e n tyl
C yc lo h e x yl
单环烯烃的命名
1. 从双键碳原子开始编号 2. 使取代基位次尽可能小
CH3 4-甲基环己烯
螺环烃（两个环共用一个碳原子）的命名
5 4 CH3 32
67 1
4-甲基螺[2.4]庚烷
以发生类似于烯烃的加成反应。
二、环丁烷和环戊烷的构象
平 面 式
Cyclobutane
蝴 蝶 式
Cyclopentane
信 封 式
三、燃烧热和非平面结构
环丙烷：平面结构 其它环烷烃：非平面结构
燃烧热：用每个CH2单元的平均燃烧热，
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。
Estimate of Angle Strain
环己烷（六元环）最稳定，其次是环 戊烷（五元环）；大环都是稳定的； 小环中: 环丙烷最不稳定，
其次是环丁烷。
环己烷 的2种 典型构
象
四、环己烷的构象
CYCLO ALK ANE CO NFO RM ATIO N
➢ 从小环中与共有碳原子相连的碳原子开始编号，经 过共有碳原子，再由较大环回到共有碳原子。
➢ 尽可能使取代基处在最小的位次
➢ 母体名称前冠以“螺”，后接[ ],方括内注明环中 除共有碳原子以外的碳原子数，由小到大，之间用 圆点隔开。
例5
6
5
3
4
2
7
8
1
1-溴-5-甲基螺[3,4]辛烷
桥环的命名
桥环 两个环共有两个或多个碳原子
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。
环丙烷
Βιβλιοθήκη Baidu
HC H
1 0 5 .5
H C 0.1524nm C H
H
H 114
➢ 环丙烷为张力环，采取重叠式构象，所以容易破环。 ➢ 环丙烷C－C键为弯曲键，有点类似于烯烃的键，可
CH2
CH2
Cy环clo己hex烷ane
取代单环烷烃的命名
❖ 取代基只有一个不需标出位号 ❖ 取代基不只一个标出所有取代基位号 ❖ 从取代基位号小的方向给环编号 ❖ 在取代程度相同时按字母顺序编号 ❖ 多取代碳编号优先
例1
CH2
CH2
CH
CH3
CH2 CH2 M e th ylc yc lo p e n ta n e
H302,0NCi CH3CH2CH2CH2CH3
2. 加卤素、加卤化氢开环 +Br2 + HBr
BrCH2CH2CH2Br CH3CH2CH2Br
环丙烷衍生物与卤化氢的加成
环丙烷衍生物与卤化氢的加成，符合 Markovnikov Rule.(环丁烷在常温下不发 生类似反应)
C H 3+ H B r C H 3 C H B r C H 2 C H 3
甲基环己烷+氯气(光 照)→???
2. 环烯烃的加成
Br
+Br2
Br
3. 环烯烃的氧化
O 3 Z n /H 2 O C H 3 C O C H 2 C H 2 C H (C H 3 )C H O
二、小环烷烃特有的反应
1. 加氢开环
H2,Ni 80 C
CH3CH2CH3
H1220,NCi CH3CH2CH2CH3
H
2
C
H
2
(
环
丙
烷
）
、
(环 己 烷 ）
二环：如
(十 氢萘） 又叫二 环[4.4.0]癸烷
多环：二环以上。 如 金刚烷
螺环：共有1个碳 如 按环的连接方式 稠环：共有2个碳 如十氢萘
桥环：共有2个以上碳原子 如
二. 单环烷烃的命名
HH
C
H
H
CC
H
H
CH2 CH2 CH2
Cy环clo丙prop烷ane