第六章 脂环烃

第六章脂环烃学习要求1．掌握脂环烃的命名。

2．掌握脂环烃的结构和性质，环的大小与稳定性的关系。

3．掌握脂环烃的顺反异构，环己烷及取代环己烷的构象分析（船式和椅式、a键和e键）。

4．理解多环己环烃（十氢萘的顺反异构）。

5．了解脂环烃的一般合成方法。。§5.1脂环烃的分类和命名130页脂环烃指碳干为环状而性质和开链烃相似的烃类。小环（3～4C），普通环（5～7C），中环（8～12C），大环（12C以上）环烷烃由于环的大小及侧链的长短及位置不同而产生构造异构体。

四个碳原子的环烷烃有二个异构体：

五个碳原子环烷烃有五个构造异构体：

构造相同，分子中原子在空间的排列方式不同的化合物互称为立体异构体（steroisomers）,顺反异构体是立体异构体的一类。立体异构体的构造相同，而分子中原子在空间的排列方式即构型（configuration）不同。命名：与烷烃类似，在烷字前加一“环”字。例：环丙烷

环丁烷

环戊烷

环己烷环上取代基的位次尽可能小，有二个以上不同取代基时，以含碳原子最少的取代基作为1位，例：

含双键的脂环烃称为环烯：

如取代基为较长的碳链，将环作为取代基，作为烷烃的衍生物命名：

脂环烃分子中两个碳环共有一个碳原子称为螺环烃，其命名根据成环碳原子的总数称为螺某烷，螺字后方括号用数字标出二个碳环上除了共有碳原子外的碳原子数目，小的数字排前面，编号以较小环中与相邻C开始，数字用圆点隔开，代表碳原子数。二个碳环共有二个碳原子的称为稠环烃。命名可按相应芳烃的氢化物或桥环烃的方法命名：脂环烃分子中二个或二个以上碳环共有二个以上碳原子的称为桥环烃。命名时用二环，三环等作词头，再根据环碳原子总数称某烷。环字后面方括号中用数字标出桥上二个桥头碳原子之间的碳原子数。二环桥环烃可看作是二个桥头C之间用三道桥联结起来,因此方括号内有三个数字,由大到小排列,数字用圆点隔开，编号从一个桥头C顺最长碳环到次长碳环，余类推。

二环[4.1.0]庚烷

1,8-二甲基-2-乙基-6-氯二环[3.2.1]辛烷

三环[3.3.1.13,7]癸烷（金刚烷）（右上角的3，7表示环中桥接的位次）

三环[3.2.1.02,4]辛烷

三环[5.5.1.03,11]十三烷

三环[5.4.0.02,9]十一烷

PolycyclicHydrocarbonsName

Structure

Prismane（棱烷）

Cubane（立方烷）

Housane（房烷）

Basketane（篮烷）

Adamentane（金刚烷）mp.314℃

Dodecahedrane（十二面烷）mp.〉450℃

问题：用系统命名法命名下列化合物：6-甲基螺[3.4]辛烷2，7，7-三甲基二环[2.2.1]庚烷二环[2.2.0]己烷§6.2脂环烃的性质

脂环烃能进行与开链烃一样的化学反应，例：

(双键被氧化，而环丙烷不受影响，籍以区别二者)例如：§5.3脂环的结构1885年Bagyer提出了张力学说。

60°90°108°120°+24°44¹+9°44¹+0°44¹-5°16¹1．环丙烷环中C-C键形成一种弯键结构,碳环键角为105.5o,H-C-H键角114º：2．环丁烷和环戊烷的构象环丁烷与环丙烷相似，C-C键也是弯曲的，C-C-C键角约111.5º，其中四个C不在同一平面。

环丁烷的构象

信封式

能垒2.5KJ/mol

半椅式

环戊烷构象3．环己烷的构象

在环己烷分子中，C原子是SP3杂化。六个C不在同一平面，C-C键夹角保持109º28¹,因此环很稳定。其有二种极限构象：

Chairandboatconformationsofcyclohexane.Hydrogenatomsomittedforclarity.

Newmanprojectionofchaircyclohexane.

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Newmanprojectionofchaircyclohexane.

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Newmanprojectionofchaircyclohexane.

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Newmanprojectionofchaircyclohexane.

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a键：直立键(竖键)(axialbonds)e键：平伏键(横键)(equatorialbonds)构象翻转

a键转变成e键，e键转变成a键；环上原子或基团的空间关系保持。试比较顺式和反式1,4-二甲基环己烷的稳定性。

ea键型ee键型aa键型甲基ee键型异构体比甲基ea键型异构体稳定。单取代环己烷：

平衡有利于-CH3处于e键的构象(优势构象)。[构象分析]非键连作用邻交叉型对交叉型平伏键甲基环己烷比直立键甲基环己烷稳定：7.1kJ/mol2)二取代环己烷的构象试比较顺式和反式1,4-二甲基环己烷的稳定性。

ea键型ee键型aa键型甲基ee键型异构体比甲基ea键型异构体稳定。[讨论]1.指出下列构象异构体中哪一个是优势构象。优势构象

多取代环己烷：

顺-1，2-二甲基环己烷