环烃(脂环烃)

1、第一节 脂环烃Aliphatic Cyclic Hydrocarbon具有链烃性质的环烃。脂环烃及其衍生物广泛存在于自然界中石油中的环烷烃植物中的挥发油，大多是环烯烃及其含氧衍生物。甾族化合物等都是脂环烃的衍生物饱和饱和不饱和不饱和螺环烃螺环烃桥环烃桥环烃环烯烃环烯烃环炔烃环炔烃环烷烃环烷烃（一）脂环烃的分类：（一）脂环烃的分类：v脂环烃还可分为脂环烃还可分为小环小环（34个碳）、个碳）、常见环常见环（56个碳）、个碳）、中环中环（712个碳）和个碳）和大环大环（12个碳）个碳） 。一、一、 脂环烃的分类和命名脂环烃的分类和命名（二）脂环烃的命名环戊烷环戊烷v简单环烷烃简单环烷烃：称：称“环某

2、烷环某烷”1,2,4-三三甲基环己烷甲基环己烷1-甲基甲基-4-异丙基异丙基环己烷环己烷1.单环脂环烃的命名单环脂环烃的命名v 若支链复杂若支链复杂，则把，则把环当取代基环当取代基。3-环己基己烷环己基己烷环烯烃(CnH2n-2)，与二烯烃互为同分异构体。称环某烯，双键位次为最小（1,2位）4-甲基甲基-1-环己烯环己烯3-甲基甲基-1-环己烯环己烯正确正确错误错误1,6-二二甲基甲基-1-环己烯环己烯2,3-二二甲基甲基-1-环己烯环己烯正确正确错误错误2.双环脂环烃的命名两个环共用的碳原子称为螺原子。称为螺烃。编号：螺原子相邻的碳v根据成环的碳原子总数称为根据成环的碳原子总数称为“ 螺螺

3、某烃某烃 ”小环小环螺原子螺原子大环大环不饱和键和取代基编号最小。不饱和键和取代基编号最小。（1）螺环烃的命名）螺环烃的命名v方括号方括号 内内标明螺环上碳原子数目（标明螺环上碳原子数目（不包括螺不包括螺原子原子），先），先小环小环，再，再大环大环，中间用，中间用下角圆点下角圆点隔开。隔开。1,5-二甲基螺二甲基螺2.4庚烷庚烷螺螺3.5壬烷壬烷1-甲基螺甲基螺3.5-5-壬烯壬烯（2）桥环烃的命名两环共用的碳原子称为桥头碳原子，其余的称为桥（链）碳原子，称为二环烃。编号：一个桥头碳 v根据成环碳原子的总数称为根据成环碳原子的总数称为“ 二环二环 某烃某烃”最长桥最长桥另一个桥头碳另一个桥头碳

4、次长桥次长桥最短桥。最短桥。不饱和键和取代基编号最小。不饱和键和取代基编号最小。v方括号方括号 内内标明桥环上碳原子数目（标明桥环上碳原子数目（不包括桥头不包括桥头碳碳），从），从大大到到小小，中间用，中间用下角圆点下角圆点隔开。隔开。二环二环4.2.0辛烷辛烷2,9-二甲基二环二甲基二环4.4.0癸烷癸烷2,7,7-三甲基二环三甲基二环2.2.1庚烷庚烷环丙烷 C-C-C 键角 105.5二、环烷烃的结构（p38）v三个碳原子在一个三个碳原子在一个平面平面v部分重叠部分重叠，“弯曲键弯曲键”，与正常的与正常的键相比，键相比，存在存在张力张力（达到最大重叠（达到最大重叠 的倾向），因此的倾向）

5、，因此内能较高，内能较高，环不稳定环不稳定v化学性质活泼化学性质活泼：电子云分布在两个原子连线外侧，：电子云分布在两个原子连线外侧，易受亲电试剂的进攻易受亲电试剂的进攻，如卤素、卤化氢，如卤素、卤化氢环丁烷C-C-C键角约111.5，四个C不在同一平面。分子中也存在着张力，但比环丙烷要稳定得多。HHHHHHHHHHv环戊烷环戊烷C-C-C键角为键角为109 28 左右左右。四个碳在同一个平面，。四个碳在同一个平面，另一个碳在平面外，另一个碳在平面外，较稳定较稳定。环己烷的六个成环碳原子不共平面，C-C-C键角保持正常键角10928 ，很稳定。通过键的扭动可以得到椅式和船式两种不同的排列方式（构

6、象）。椅式椅式船式船式燃烧热链烷烃的每个-CH2-的平均燃烧焓是 658.6 KJ.mol-1。3456789697.0 686.2 664.0 658.6 662.3 664.2664. 4某些环烷烃的燃烧热某些环烷烃的燃烧热（单位：（单位：kJ.mol-1，298K) )v燃烧热说明，小环分子能量高，不稳定，燃烧热说明，小环分子能量高，不稳定，环越小，环越小，能量越高能量越高，三元环是最不稳定的。，三元环是最不稳定的。v稳定性稳定性：环己烷环己烷环戊烷环戊烷环丁烷环丁烷环丙烷环丙烷三、脂环烃的性质三、脂环烃的性质与开链烃类似，比水轻，不溶于水。常温下，环丙烷、环丙烯、环丁烷和环丁烯是气体，

7、环戊烷、环戊烯是液体，高级脂环烃是固体。（一）脂环烃的物理性质（一）脂环烃的物理性质通性与开链烃相似。环烷烃与烷烃相似；环烯烃和环炔烃分别与烯烃和炔烃相似。特性环烷烃的加成反应。环状构造使小环烃出现的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。（二）脂环烃的化学性质（二）脂环烃的化学性质环烷烃与烷烃一样，与卤素进行游离基取代反应。1、通性、通性与开链烃相似与开链烃相似环烯烃与烯烃一样，主要发生双键上的加成和氧化反应。Br2BrBrHBrBrCOOHCOOHKMnO4/H+v加成加成v氧化氧化2.特性环烷烃的加成反应环烷烃可进行催化氢化反应生成链状的烷烃。环的大小不同，反应的难易程度也不一样。（1）催化加氢）催化加氢（2）加卤素（亲电加成）小环环烷烃（3,4元环) 开环加成反应，环戊烷以上不反应。（3）加卤化氢（亲电加成）环丙烷常温时可与卤化氢加成, 环丁烷常温时不反应，环戊烷以上不反应。v环丙烷衍生物环丙烷衍生物的加成符合的加成符合马尔科夫尼科夫规则。马尔科夫尼科夫规则。（断裂在含氢最多和含氢最少