第五章 脂环烃接第八章

第五章脂环烃接第八章第一页，共三十四页，编辑于2023年，星期四5.1脂环烃的定义和命名脂环烃——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.烃

烯烃烷烃炔烃开链烃/脂肪烃

芳香烃脂环烃

饱和脂环烃（环烷烃）不饱和脂环烃闭链烃第二页，共三十四页，编辑于2023年，星期四同分异构体(1)环烷烃----饱和的脂环烃叫环烷烃，单环烷烃分子式符合通式CnH2n.第三页，共三十四页，编辑于2023年，星期四命名(与烷烃相似):1,2-二甲基环戊烷例:(A)以碳环作为母体，环上侧链作为取代基命名;(B)环状母体的名称是在同碳数直链烷烃的名称前加一“环”字.(C)取代基较多（>1）时，命名时应把取代基的位置标出.(D)环上碳原子编号，以取代基所在位置的号码最小为原则.1-甲基-3-乙基环己烷1231,1,4-三甲基环己烷1234第四页，共三十四页，编辑于2023年，星期四环辛炔(2)环烯(炔)烃----脂环烃的环上有双键(或叁键).环戊烯1,3-环己二烯命名与开链烯(炔)烃相似：♥以不饱和碳环为母体，侧链为取代基；♥碳环上编号顺序：应使不饱和键所在的位置号码最小;♥只有一个不饱和键的环烯(炔)烃，双键或叁键位置可不标.重键是一个整体，一个重键上的两个C应一次性连续编号完全。12第五页，共三十四页，编辑于2023年，星期四(A)若只有一个不饱和碳上有侧链，该不饱和碳编号为1;(B)若两个不饱和碳上都有侧链或都没有侧链，则碳原子编号应首先考虑双键所在位置号码最小，其次还要使侧链位置号码的加和数尽可能小.3-甲基-1-环己烯带有侧链的环烯烃命名:1-甲基-1-环己烯12312第六页，共三十四页，编辑于2023年，星期四5-甲基-1,3-环戊二烯例：带有侧链的环烯烃命名1,6-二甲基-1-环己烯12345123456第七页，共三十四页，编辑于2023年，星期四螺[2.4]庚烷双环[2.2.1]庚烷(3)双环化合物——分子中含有两个碳环.桥头碳原子两个碳环共用一个碳原子的叫螺环化合物.螺原子共用两个或以上碳原子的叫桥环化合物.第八页，共三十四页，编辑于2023年，星期四(A)螺环化合物的命名:螺[3.4]辛烷☼

依据组成环的碳原子总数命名为“某烷”，加词头“螺”.☼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”之间的方括号里，数字用圆点分开.螺[2.4]庚烷第九页，共三十四页，编辑于2023年，星期四☼带支链的螺烷——螺环上的编号：从与螺原子相连的碳开始编号，先编较小的环，然后经过螺原子再编第二个环。编号的顺序以取代基位置号码加和数最小为原则。5-甲基螺[2.4]庚烷1,5-二甲基螺[3.4]-6-辛烯1234567第十页，共三十四页，编辑于2023年，星期四☼具有两个“桥头”碳原子（即两个环共用的碳原子）和三条连在两个“桥头”上的“桥”；☼组成环的碳原子总数命名为某烷，加词头双环；☼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”之间的方括号里，数字用圆点分开.(B)桥环化合物的命名双环[2.2.1]庚烷桥头碳原子第十一页，共三十四页，编辑于2023年，星期四双环[2.1.0]戊烷双环[3.1.1]庚烷第十二页，共三十四页，编辑于2023年，星期四☼环上碳原子编号：从一个桥头碳原子开始，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。☼编号的顺序以取代基位置号码加和数最小为原则。6-甲基双环[3.2.2]壬烷1,7-二甲基双环[3.2.2]壬烷11第十三页，共三十四页，编辑于2023年，星期四8,8-二甲基双环[3.2.1]辛烷双环[2.2.2]-2,5,7-辛三烯3,7,9-三甲基双环[3.3.2]癸烷第十四页，共三十四页，编辑于2023年，星期四键轨道的交盖沿轨道对称轴交盖较好5.2环烷烃的结构5.2.1环丙烷的结构交盖较差C-C键的形成：

——环烷烃的碳仍为sp3杂化，但为了成环，碳原子的键角不一定是109.5°。环的大小不同，键角也不同。第十五页，共三十四页，编辑于2023年，星期四弯曲键比一般的键弱，具有较高的能量；因键角偏离正常键角而引起的张力叫角张力；由于构象是重叠式而引起的张力叫扭转张力.这样的键与一般的键不一样，它的电子云没有轨道对称轴，而是分布在一条曲线上，故常称弯曲键。第十六页，共三十四页，编辑于2023年，星期四环丁烷中的弯曲键环丁烷的折叠式构象5.2.2环丁烷的结构第十七页，共三十四页，编辑于2023年，星期四5.2.3环戊烷的结构实际构象：非平面，折叠环的“信封式”构象。分子张力不大，化学性质比较稳定。“信封”状分子第十八页，共三十四页，编辑于2023年，星期四椅式构象船式构象C2,C3,C5,C6共平面两者互为构象异构体5.2.4环己烷的结构第十九页，共三十四页，编辑于2023年，星期四顺-1,4-二甲基环己烷环烷烃的顺反异构:例:1,4-二甲基环己烷反-1,4-二甲基环己烷环烷烃的立体异构P174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。第二十页，共三十四页，编辑于2023年，星期四环烷烃的对映异构环状化合物手性碳原子的判断：看要考察的碳原子所在的环，左右是否具有对称性，若无对称性则相当于两个不一样的基团。薄荷醇的平面式几个C*？几个光学异构体?23=8——把环看成是平面多边形，其结果与实际情况一致。第二十一页，共三十四页，编辑于2023年，星期四例：2-羟甲基环丙烷-1-羧酸的立体异构体顺式反式对映体对映体第二十二页，共三十四页，编辑于2023年，星期四例：

将2-羟甲基环丙烷-1-羧酸氧化成环丙烷二羧酸顺式反式内消旋体对映体第二十三页，共三十四页，编辑于2023年，星期四例:二元取代环丁烷的立体异构的数目与取代基的位置有关:♥环丁烷-1,3-二羧酸♥环丁烷-1,2-二羧酸顺式反式内消旋体对映体顺式反式第二十四页，共三十四页，编辑于2023年，星期四☼环烷烃的熔点和沸点都比相应的烷烃要高一些.☼相对密度也比相应的烷烃高，但比水轻6.3脂环烃的性质♥物理性质♥化学性质——环的大小与化学性质五元及以上环烷烃链状烷烃性质相似小环环烷烃活泼，易开环!!!第二十五页，共三十四页，编辑于2023年，星期四6.3.1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.光光热第二十六页，共三十四页，编辑于2023年，星期四(2)开环反应（加成反应）：环烷烃中一些小环化合物与某些试剂作用时易发生环破裂而与试剂相结合的反应。(A)

催化加氢Ni80℃Ni200℃Pt300℃第二十七页，共三十四页，编辑于2023年，星期四☼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.☼四碳环相对不易开环，在常温下与X2、HX不反应。(B)

加卤素或卤化氢环丙烷×第二十八页，共三十四页，编辑于2023年，星期四(3)氧化反应:——在常温下，与烷烃相同，环烷烃与一般氧化剂(KMnO4

/O3)

也不反应.——在加热，强氧化剂作用或催化剂存在时，可用空气将环烷烃氧化成各种氧化产物：思考：如何鉴别环丙烷与丙烯?第二十九页，共三十四页，编辑于2023年，星期四6.3.2环烯烃和环二烯烃的反应(1)环烯烃的加成反应——易与氢、卤素、卤化氢、硫酸、水等反应.(C+，马氏规则)(2)环烯烃的氧化反应——双键易被KMnO4,O3等氧化剂氧化而断裂成开链的氧化产物:第三十页，共三十四页，编辑于2023年，星期四例：第三十一页，共三十四页，编辑于2023年，星期四双环[2.2.1]-5-庚烯-2-羧酸甲酯双环[2.2.1]-2,5-庚二烯(3)共轭环二烯烃的双烯合成反应含有共轭双键的环二烯烃具有共轭二烯烃的一般性质，也能与某些不饱和化合物发生双烯合成反应（Diels-Alder反应）.第三十二页，共三十四