第五章 脂环烃
一.目的要求
了解环烷烃通式、分类、命名和异构、环烷烃的物理性质。理解环的结构和稳定性，掌握环烷烃的化学性质。 二.本章内容小结 1. 脂环烃的定义
由碳原子连接成环，性质与脂肪烃相似的烃类化合物总成为脂环烃。按照成环特点，一般可将脂环烃分为单环脂环烃和多环脂环烃。 2. 脂环烃的命名
单环脂环烃命名与脂肪烃类似，只是在相应的脂肪烃前加一“环”字。如：
环戊烷，
甲基环丁烷
桥环化合物的命名一般采用固定格式：双环[某烃(a≥b≥c)。 先找桥头碳（两环共用的碳原子），从桥头碳开始编号。沿大环编到另一个桥头碳，再从该桥头碳沿着次大环继续编号。分子中含有双键或取代基时，用阿拉伯数字表示其位次。如：
7, 7-二甲基二环[2, 2, 1]庚烷
螺环化合物命名的固定格式为：螺[]某烃(a≤b)。命名时先找螺原子，编号从与螺原子相连的碳开始，沿小环编到大环。如：
螺[]壬烷
3.环烷烃的结构与稳定性
3
环烷烃的成环碳原子均为sp型杂化。除环丙烷的成环碳原子在同一个平面上以外，其
3
它环烷烃成环碳原子均不在同一个平面上。在环丙烷分子中由于成环碳原子间成键时sp型杂化轨道不能沿键轴方向重叠，而是以弯曲方向部分重叠成键，导致环丙烷张力较大，分子能量较高，很不稳定，容易发生开环反应。所以在环烷烃中三元环最不稳定，四元环比三元环稍稳定一点，五元环较稳定，六元环及六元以上的环都较稳定。注意桥头碳原子不稳定。 4. 环己烷以及取代环己烷的稳定构象 环己烷在空间上可以形成多种构象，其中椅式和船式构象为两种极限构象，前者比后者更加稳定。一般说来，取代环己烷的取代基处于椅式构象的平伏键时较为稳定。因此多取代环己烷的最稳定的构象为平伏键取代基最多的构象。如果环上有不同取代基，较大的取代基在平伏键上的构象最稳定。 5. 环烷烃的化学性质
环丙烷和环丁烷的化学性质和烯烃相似，能开环进行加成反应。并且与氢卤酸加成符合马氏规则。但小环环烷烃对氧化剂稳定，不与高锰酸钾或臭氧作用。
HBrH2, NiBr2KMnO4CH3CH2CH2BrCH3CH2CH3BrCH2CH2CH2BrX
三.例题解析
【例题1】命名下列化合物
Cl1.
2.
3.
Cl
1-甲基-2-乙基环己
烷
【例题2】完成下列反应 1.
+ HCl双环[2,2,2]辛
烷
反-1，3-二氯环丁烷
ClCH3CHCH2CH3BrCCl4
2.
+ Br2Br
300℃Br
3.
+ Br2CH3CH3Cl4.
+ HClCOOEt
5.
+COOEtCOOEtCOOEt
6.
冷，OH-KMnO4OHOH
3. 反-1,4-二乙基环己烷
C2H5HHC2H5【例题3】画出下列各二元取代环己烷的最稳定构象
1. 顺-1-甲基-4-叔丁基环己2. 反-1-甲基-3-异丙基环己
烷 烷
H CHHHCH3C(CH3)33H
CH(CH3)2
4. 顺-1-甲基-2-异丙基环己
烷
CH3
HCH(CH3)2H
5. 反-1-叔丁基-4-氯环己烷
6. 顺-1-氯-2-溴环己烷
ClHBrHClC(CH3)3
【例题4】请用简便的方法区分丙烷和环丙烷
答：使用溴－四氯化碳溶液。因为环丙烷能使溴－四氯化碳溶液褪色。 【例题5】用指定原料合成下列化合物 1. CN用乙炔合成 2CHCHCu2Cl2NH4ClCH2CHCCHH2Lindlar催化剂CH2CHCHCH2CHCH＋HCNOHCHCH △CN2CHCN+CH2CHCH2
习题A
一.用系统命名法命名下列化合物 1.
2. Br3.
7-溴二环
二环[3.3.0]
辛烷
[3.3.0]-2-辛
1,1-联环丁烷 烯 5.
6.
7.
反-1,2-二甲基环丙烷
二环[4.1.0]庚
1,2-二环丙基
烷
丁烷
BrC2H5CH39.
10
11.
CH3
5-溴螺[]辛
2-乙基二环-1,2-二甲烷
[4.2.0]辛烷
反基环己烷
13.
14.
15.
1,6-二甲基1,7-二甲基螺2,7,7-三甲基螺[]癸烷
[]癸烷
二环[2.2.1]
庚烷
二.写出下列化合物的结构式 1. 环丙基环丙烷 2. 反-1-甲基-4-叔丁基环己烷
4.
螺[]辛烷 8.
二环[2.2.1]庚烷
CH3
CH(CH3)2
顺-1-甲基-2-异丙基环己烷
Cl
8-氯二环[3.2.1]
辛烷
3. 二环［4.2.1］壬
烷
12.16.
4. 7-溴双环[2.2.1]庚-2-烯 HBr
7. 反-3-甲基环己醇
(CH)3CCH3
6. 4-氯螺[]庚烷
Cl5. 1,2-二甲基-7-溴双环[2.2.1]
庚烷 HBr
8. 2,3-二甲基-8-溴螺[]癸烷
9. 4-甲基环己烯
CH3OH
CH3OH
三.完成下列反应式。 1.
+H2Ni80℃
2. HBrBr
COOCH33.
+H3CCOOCH3COOCH3H3CCOOCH3
4.
+CHCl2=CHCl
OO5.
CCH3+
KMnO46.
HOOC(CH2)3COOH
7.
+ Cl500℃Cl2
8.
H3CBrCHHCH+Br2Br3C2CH32H3CHCH3C2CH3
Br9.
HH3C3CCH+CH3HClH3C2CH3H3CCH2CH3
Br10.
HBr0oC
CH3
四.选择题
1. 下列甲基环己烷的构象中，能量最低的一个是（ B ）
A.
B.
C. D. 2. 下列四个构象式比较稳定的是（ C ） CH3CH3(H3C)3CCH3C(CH3)3CH3(H3C)3CCH3CH3C(CH3)3CH3CH3
反-1,4-二甲基环己烷的最稳定构象是（ C ）
CH3 H3CCH3 D. H3C
4. 反-1,4-二氯环己稳定的构象是（ D ）
ClCl
ClClClA. B. C. 5. 下列化合物的构象中最稳定的是（ B ） OHCH3CH(CH3)2(H3C)2HCClD.
ClCl
OHOHCH3.
OHCH3C. CH(CH3)2CH3D. CH(CH3)2
6. 下列四种化合物最容易加氢开环的是（ A ）
A.
B.
C.
D.
五.鉴别题
（1）环己烯 环己烷
溶液褪色Br2CCl4
（2）1－戊烯 1,2－二甲基环丙烷
CO2KMnO4/H+无现象(-)
（3）1-丁炔 乙基环丙烷
第五章脂环烃答案
