第三章 脂环烃
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5
CH 3
CH 3
8
2-甲3基双2环1[4.39.0]壬烷
2 3
1 4
6
5 CH3
CH 3
2
16
5,7,7-三甲基双环[2.2.1]-2-庚烯
对于相同大小的环, 以双键位置较小为宜 8
二环[2.2.0]己烷
CH2 CH CH2 CH3CCH3
CH2 CH CH2
CH3CH CH CH2 CH2 CH2
具有一些开链烷烃不同的特性。
“小环似烯, 大环似烷” 1) 催化加氢
环丙烷、环丁烷在催化剂作用下与氢反应, 环破裂
加氢生成开链烷烃, 反应的活性和环的大小有关。
Ni
+ H2 80℃
CH3CH2CH3
Ni
+ H2 100 ℃ CH3CH2CH2CH3
环戊烷要用活性更高的催化剂铂, 在较高的温度下 才能加氢变成开链烷烃, 环己烷则很难发生加氢反应。
3
2
1
3-甲基环戊烯
1,3-环己二烯
3
2
3 24 CH(CH 3)2
4
1
5
3-甲5 基-1,4-1环C己H3二烯
1-甲基-2-异丙基环戊烷
CH3
3
4
2
CH3CH2 5 6 1 3-甲基-5-乙基环已烯
5
2) 双环体系 (螺环和桥环烃)
① 螺环烃：两个环共用一个碳原子(螺原子)。
螺[a.b]某烃 (a≤b)
根据环的个数: 单环烃、双环烃、多环烃。
2
螺环烃:
双环 体系
桥环烃:
螺原子 桥头碳原子
化合物中环数目是根据将环状化合物变为开链 化合物需要断开的键的数目而确定。需要断开几个 C—C键就是几环。
金刚烷: 三环
3
2、脂环烃的命名
1) 单环体系
成环碳原子数, 环某烷。环上的支链作为取代基, 数个取代基要编号(取小位次)。
CH3 Cl + HCl
12
环烯烃也具有和开链烯烃相似的反应。如亲电加成、 氧化反应、α-卤代等。
+ Br2 CCl4
Br H
① O3
CH3 ② Zn , H2O
H Br O
CH3CCH2CH2CH2CHO
CH3+ Cl2 500℃
CH3 Cl
+
Cl
CH3
13
练习: 推测结构
CH H3C-CH CH
较优基团后置(较大编号), 较小基前置(较小编号)
CH3
甲基环戊烷 1-甲基-4-异丙基环己烷
CH3
1,1,4-三甲基环己烷
CH3
反-1,4-二甲基环己烷
CH3
C2H5
1-甲基-3-丙基环己烷
顺-1-甲基-3-乙基环己烷4
分子中有不饱和碳碳键, 命名时应使不饱和 键上的碳编号最小。
1 2 3
1-甲基环戊烯
CH2 CH CH2 5-甲基二环[2.2.2]-2-辛烯
7,7-二甲基二环[2.2.1]庚烷
总结: 大前, 小后, 从大到小。(桥环)
9
7
68 1 2 5 43 双环[2.2.2]- 2,5,7-辛三烯
1 2 7 6 CH3 38
4 5 CH3
5,6-二甲基双环[2.2.2]-2-辛烯
11
从一个桥头C经最大环到另一个桥头C,
第三章 脂环烃
脂肪族化合物是链状烃类(开链烃类)及除芳香族化合物以外 的环状烃类及其衍生物的总称。属于脂肪族的碳环化合物又称脂 环族化合物。 脂肪族化合物涵盖有机化合物的所有品种，如 烯类、烷烃类、醇类、醚类、酮类、醛类、酯类等。
脂环化合物的命名； 环烷烃的典型构象和稳定性的关系； 环己烷的构象及其表示方法； 熟悉环烷烃的特性反应；
CH2 CH-CH3
完成下列反应式
① O3 OHC-CH-CH2-CH-CHO
② H2O / Zn
CH3
CH3
KMnO4 / H+
HOOC-CH-CH2-CH-COOH
CH3
CH3
CH3
HBr
HBr R2O2
马氏加成 过氧化物效应: 反马氏加成
Br2 高温
α-H取代
14
2、脂环烃的特性反应
由于受到环的影响, 特别是小环结构的环烷烃,
10 4
5
3
在以此C为起点经次大的环到第一个桥头
6
C, 再以此为起点, 经小环到另一桥头C。
7 环烃的命名关键是编号——应当遵循
2
1
9
的原则依次为: ①桥环、螺环的特定
8 原则; ②官能团位置最小原则; ③取代
基最先碰面原则; ④先小后大原则。
10
第二节 脂环烃的化学性质
学习脂环烃的化学性质,应有意识地 将其与烷烃和烯烃的化学性质进行比较:
根据成环碳原子总数目称为螺某烷或螺某烯; 在螺字后 面的方括号内, 用阿拉伯数字标出两个碳环除了共有碳原子 以外的碳原子数目, 小的数在前, 大的数在后, 用圆点隔开; 编 号从小环到大环(从小环中与螺原子相邻的碳原子开始) 。
6
5
1
9 10 1
2
4
28
5
43 5
7
8
3
螺[3.4]辛烷
7 64
3
螺[4.5]-6-癸烯
双环[a.b.c]某烃 (a≥b≥c)
根据成环碳原子总数目称为二环某烷; 编号从大环到
小环(一个桥头碳开始沿最长的桥到另一个桥头碳原子, 然后再
回到第一个桥头碳上)。方括号内, 大的数在前, 小的数在
后。
5
4
67
CH3 7 CH3
8
1
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2
5
3
6
4
二环[3.2.1]辛烷
8
3 4
5 2 61 7 9
CH3 3 7 4CH3
烷烃:主要进行自由基取代反应. 烯烃:主要进行亲电加成反应. 脂环烃的性质可主要总结如下:
11
1、和开链烃相似的反应
环烷烃的自由基取代反应, 常见的是卤代反应,
反应的活性和环的大小无关。
+ Cl2 hν
Cl
Cl
+ Cl2 hv
+ HCl
甲基环丙烷
选择取代叔H
300 ℃
+ Br2
Br + HBr
CH3 + Cl2 hν
➢环烷烃的特性反应； ➢环己烷和取代环己烷的构象分析。
1
一、脂环烃的分类和命名
1、脂环烃的分类
根据分子中是否含有重键:
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
... ...
根据环的大小:
小环3~4C, 普通环5~7C, 中环8~11C, 大环>12C。
76 1 2
螺[4.5]-1,6-癸二烯
6
6
5
CH3 1
7
2
43
CH3
7
1
6
4
2
53
1,13,-3二-二甲甲基基螺螺[[33.5.]5-5]--壬5烯-壬1烯,5-二甲基螺[3.4]-6-辛烯
10-甲基螺[4.5]-6-癸烯
总结: 小前, 大后, 从小到大。(螺环)
7
② 桥环烃: 两个碳环共用两个或两个以上碳原子。
Pt
+ H2 300℃
CH3(CH2)3CH3
15
2) 亲电加成反应
环丙烷在室温下可以和卤素、氢卤酸等试剂起 亲电加成反应, 生成开链化合物。
+ +BrC2l2
FeCl3 CCl4
CH 3
CH 3
8
2-甲3基双2环1[4.39.0]壬烷
2 3
1 4
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5 CH3
CH 3
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5,7,7-三甲基双环[2.2.1]-2-庚烯
对于相同大小的环, 以双键位置较小为宜 8
二环[2.2.0]己烷
CH2 CH CH2 CH3CCH3
CH2 CH CH2
CH3CH CH CH2 CH2 CH2
具有一些开链烷烃不同的特性。
“小环似烯, 大环似烷” 1) 催化加氢
环丙烷、环丁烷在催化剂作用下与氢反应, 环破裂
加氢生成开链烷烃, 反应的活性和环的大小有关。
Ni
+ H2 80℃
CH3CH2CH3
Ni
+ H2 100 ℃ CH3CH2CH2CH3
环戊烷要用活性更高的催化剂铂, 在较高的温度下 才能加氢变成开链烷烃, 环己烷则很难发生加氢反应。
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3-甲基环戊烯
1,3-环己二烯
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3 24 CH(CH 3)2
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3-甲5 基-1,4-1环C己H3二烯
1-甲基-2-异丙基环戊烷
CH3
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CH3CH2 5 6 1 3-甲基-5-乙基环已烯
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2) 双环体系 (螺环和桥环烃)
① 螺环烃：两个环共用一个碳原子(螺原子)。
螺[a.b]某烃 (a≤b)
根据环的个数: 单环烃、双环烃、多环烃。
2
螺环烃:
双环 体系
桥环烃:
螺原子 桥头碳原子
化合物中环数目是根据将环状化合物变为开链 化合物需要断开的键的数目而确定。需要断开几个 C—C键就是几环。
金刚烷: 三环
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2、脂环烃的命名
1) 单环体系
成环碳原子数, 环某烷。环上的支链作为取代基, 数个取代基要编号(取小位次)。
CH3 Cl + HCl
12
环烯烃也具有和开链烯烃相似的反应。如亲电加成、 氧化反应、α-卤代等。
+ Br2 CCl4
Br H
① O3
CH3 ② Zn , H2O
H Br O
CH3CCH2CH2CH2CHO
CH3+ Cl2 500℃
CH3 Cl
+
Cl
CH3
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练习: 推测结构
CH H3C-CH CH
较优基团后置(较大编号), 较小基前置(较小编号)
CH3
甲基环戊烷 1-甲基-4-异丙基环己烷
CH3
1,1,4-三甲基环己烷
CH3
反-1,4-二甲基环己烷
CH3
C2H5
1-甲基-3-丙基环己烷
顺-1-甲基-3-乙基环己烷4
分子中有不饱和碳碳键, 命名时应使不饱和 键上的碳编号最小。
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1-甲基环戊烯
CH2 CH CH2 5-甲基二环[2.2.2]-2-辛烯
7,7-二甲基二环[2.2.1]庚烷
总结: 大前, 小后, 从大到小。(桥环)
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68 1 2 5 43 双环[2.2.2]- 2,5,7-辛三烯
1 2 7 6 CH3 38
4 5 CH3
5,6-二甲基双环[2.2.2]-2-辛烯
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从一个桥头C经最大环到另一个桥头C,
第三章 脂环烃
脂肪族化合物是链状烃类(开链烃类)及除芳香族化合物以外 的环状烃类及其衍生物的总称。属于脂肪族的碳环化合物又称脂 环族化合物。 脂肪族化合物涵盖有机化合物的所有品种，如 烯类、烷烃类、醇类、醚类、酮类、醛类、酯类等。
脂环化合物的命名； 环烷烃的典型构象和稳定性的关系； 环己烷的构象及其表示方法； 熟悉环烷烃的特性反应；
CH2 CH-CH3
完成下列反应式
① O3 OHC-CH-CH2-CH-CHO
② H2O / Zn
CH3
CH3
KMnO4 / H+
HOOC-CH-CH2-CH-COOH
CH3
CH3
CH3
HBr
HBr R2O2
马氏加成 过氧化物效应: 反马氏加成
Br2 高温
α-H取代
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2、脂环烃的特性反应
由于受到环的影响, 特别是小环结构的环烷烃,
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在以此C为起点经次大的环到第一个桥头
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C, 再以此为起点, 经小环到另一桥头C。
7 环烃的命名关键是编号——应当遵循
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的原则依次为: ①桥环、螺环的特定
8 原则; ②官能团位置最小原则; ③取代
基最先碰面原则; ④先小后大原则。
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第二节 脂环烃的化学性质
学习脂环烃的化学性质,应有意识地 将其与烷烃和烯烃的化学性质进行比较:
根据成环碳原子总数目称为螺某烷或螺某烯; 在螺字后 面的方括号内, 用阿拉伯数字标出两个碳环除了共有碳原子 以外的碳原子数目, 小的数在前, 大的数在后, 用圆点隔开; 编 号从小环到大环(从小环中与螺原子相邻的碳原子开始) 。
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螺[3.4]辛烷
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螺[4.5]-6-癸烯
双环[a.b.c]某烃 (a≥b≥c)
根据成环碳原子总数目称为二环某烷; 编号从大环到
小环(一个桥头碳开始沿最长的桥到另一个桥头碳原子, 然后再
回到第一个桥头碳上)。方括号内, 大的数在前, 小的数在
后。
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CH3 7 CH3
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二环[3.2.1]辛烷
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CH3 3 7 4CH3
烷烃:主要进行自由基取代反应. 烯烃:主要进行亲电加成反应. 脂环烃的性质可主要总结如下:
11
1、和开链烃相似的反应
环烷烃的自由基取代反应, 常见的是卤代反应,
反应的活性和环的大小无关。
+ Cl2 hν
Cl
Cl
+ Cl2 hv
+ HCl
甲基环丙烷
选择取代叔H
300 ℃
+ Br2
Br + HBr
CH3 + Cl2 hν
➢环烷烃的特性反应； ➢环己烷和取代环己烷的构象分析。
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一、脂环烃的分类和命名
1、脂环烃的分类
根据分子中是否含有重键:
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
... ...
根据环的大小:
小环3~4C, 普通环5~7C, 中环8~11C, 大环>12C。
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螺[4.5]-1,6-癸二烯
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CH3 1
7
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CH3
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1,13,-3二-二甲甲基基螺螺[[33.5.]5-5]--壬5烯-壬1烯,5-二甲基螺[3.4]-6-辛烯
10-甲基螺[4.5]-6-癸烯
总结: 小前, 大后, 从小到大。(螺环)
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② 桥环烃: 两个碳环共用两个或两个以上碳原子。
Pt
+ H2 300℃
CH3(CH2)3CH3
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2) 亲电加成反应
环丙烷在室温下可以和卤素、氢卤酸等试剂起 亲电加成反应, 生成开链化合物。
+ +BrC2l2
FeCl3 CCl4