H3C H3C
COOH + O C
CH3
可用于区别
CH3
环烷烃和烯烃
加热时用强氧化剂， 加热时用强氧化剂，或在催化剂作用下用空 气直接氧化， 气直接氧化，环烷烃可被氧化成不同的产物
O2，钴催化剂 钴催化剂
140~180℃，1~2.5MPa ℃
OH
O
+
CH2 CH2 COOH CH2 CH2 COOH
CH CH3 + HBr CH2
CH3 C Br
CH CH3
I CH3 + H I CH3CHCH2CH3
3. 氧化反应（小环对氧化剂相当稳定） 氧化反应（小环对氧化剂相当稳定）
O
O2
O +
O
H3C H3C
CH C
CH3 CH3
KMnO4 常温下， 常温下，饱和的环 对氧化剂稳定 H2O
双键对 氧化剂 不稳定
1,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚 烷
三环[ 2.2.1.02,6 ]庚烷
环丙烷的结构
环的结构及其稳定性
环丙烷的结构： 环丙烷的结构：
碳原子为 sp3杂化 为缓解角张力 形成弯曲键
Ｃ
105°
Ｃ
Ｃ
具有重叠构象， 氢原子排斥产生 “重叠张力”
Ｃ-Ｃ-Ｃ键角 偏离正常键 角产生角张 力 环丙烷分子具 有较高的内能， 有较高的内能， 不稳定
C2H5
CH3
十氢萘的构象
1. 名称
8 7 6 5 4 1 2 3
7 6 5 8 9 1 2 3 10 4
10 1 9 8 7 6
2 3 4 5
萘 naphthalene
十氢合萘（暜通名） 十氢合萘（暜通名） Decahydronaphthalene
二环[4.4.0]癸烷（学名） 癸烷（学名 二环 癸烷
H 1 H H 2 H H 3
H 6 H H 2 1 H H
H 1 H H 5
2.51A H 2 H 4 2.50A H
H 3 H 2.49A H
H 6 H
H
H
H H 4 H H
H 5 H H H 4 H 3 H
H 6 H H
5
*4. 环中相邻两个碳原子均为邻交叉。 环中相邻两个碳原子均为邻交叉。
取代环己烷的构象
反十氢萘比顺十氢萘稳定
菲烷的构象
H H H
H
金刚烷(自学)
<四> 环烷烃的合成
1、武慈合成法 、
XCH2CH2CH2X Na
2、芳香化合物的催化氢化 、
脂环烃小结 1 掌握环烷烃的异构和命名 2 了解环烷烃的性质 *3 掌握环己烷及衍生物的构象 4 了解环烷烃的合成
(2) 加卤素或卤化氢
用于环 丙烷的 鉴别 Br2 CCl4
BrCH2 CH2 CH2Br
HBr
CH3 CH2 CH2Br
四碳及以上环烷烃室温下均 不能与卤素或卤化氢反应
取代环丙烷与卤化氢的加成符合马氏规则 ：
CH3 CH
CH2
+ HBr
CH3 CH CH2 CH3 Br
CH3 CH3
CH2
H3C C H3C
环己烷的构象
船式构象
椅式构象
4-1
环己烷的椅式构象 环己烷椅式(Chair Form)构象的画法 环己烷椅式 构象的画法
H 1 H H H H 2 3 H H 4 H
H H H H
1 6
5
3 4
H
H 6 H H
5
H
H H
2
H
H
H
H
锯架式
纽曼式
环己烷椅式构象的特点
*1. 有6个a 键，有6个e 键。) 个 个 *2. 有C3对称轴。 对称轴。 *3. 有构象转换异构体 。
螺[2.4]庚烷
CH3
CH2CH3
2-甲基 乙基螺 甲基-6-乙基螺 甲基 乙基螺[3.3]庚烷 庚烷
桥环烃: 两个环共用两个或两个以上碳原子。 桥环烃: 两个环共用两个或两个以上碳原子。
二环[4.1.0]庚烷 二环[4.1.0]庚烷 [4.1.0]
二环[2.2.1]庚烷 二环[2.2.1]庚烷 [2.2.1]
多环体系
桥环：两个环共用两个或两个以上碳原子。 桥环：两个环共用两个或两个以上碳原子。
单环烷烃：分子中有一个碳环，通式为C 单环烷烃：分子中有一个碳环，通式为CnH2n
环丙烷
环丁烷
环戊烷
环己烷
环丁烷的异构: 环丁烷的异构:
环丁烷
CH3
甲基环丙烷
取代环烷烃的命名： 取代环烷烃的命名：
CH3
CH3 CH3 C CH2CHCH2CH3
〈二〉脂环烃的反应
1、取代 2、加成
60°
10 5°
3、氧化反应
1. 取代反应
Cl
+ Cl2
+
Br2
日光
+ HCl
Br
300℃
+
HBr HBr
+
Cl2
紫外光
Cl
+
HCl
与开链烷烃的性质相似
2. 加成反应
（1）催化加氢 ）
+
+
+
Ni H2 80℃
H3C CH2 CH3
易
Ni H2 200℃ H3C CH2 CH2 CH3 Ni H2 300℃ H3C CH2 CH2 CH2 CH3 难
第四章
环
烃
环烃的分类
环烷烃 脂环烃 环烯烃 环炔烃 单环芳烃 多环芳烃 非苯芳烃 单环烷烃 桥环烷烃 螺环烷烃 集合环烷烃
环烃
芳烃
多苯代脂烃 联苯 稠环芳烃
一、脂环烃
1 环烷烃的异构和命名 2 环烷烃的性质 3 环己烷及衍生物的构象 4 环烷烃的合成
〈一〉脂环烃的异构和命名
单环体系
小环： ～ 个碳原子 个碳原子。 小环：3～4个碳原子。 普通环： ～ 个碳原子 个碳原子。 普通环：5～7个碳原子。 中环： ～ 个碳原子 个碳原子。 中环：8～11个碳原子。 大环： 个以上碳原子 个以上碳原子。 大环：12个以上碳原子。 螺环：两个环共用一个碳原子， 用的碳叫螺碳。 螺环：两个环共用一个碳原子，共用的碳叫螺碳。
举例: 1,2-二甲基环己烷构象分析
CH3 CH3
顺式： 顺式：
CH3 H H
H CH3 H
H CH3
反式： 反式：
H H CH3
CH3
CH3 H
1,2-二甲基环己烷反式比顺式稳定 1,3-二甲基环己烷顺式比反式稳定 1,4-二甲基环己烷反式比顺式稳定
顺-1-甲基-2-叔丁基环己烷的构象
( CH3 )3C CH3 ( CH3 )3C H H H H CH3
CHCH3 CH3
CH3
1-甲基-3-异丙基环己烷
2,2-二甲基-4-环己基己烷
顺反异构： 顺反异构：
CH3 CH3
CH3
H
H
H
H
CH3
顺-1,2-二甲基环丙烷
反-1,2-二甲基环丙烷
多环烃
螺环烃：两个碳环共用一个碳原子的多环烃。 螺环烃：两个碳环共用一个碳原子的多环烃。 共用的碳原子叫螺原子。 共用的碳原子叫螺原子。
2. 十氢萘的构象 十氢萘有顺反异构体，平面投影式 十氢萘有顺反异构体，平面投影式：
H
H
顺十氢萘
H
H
H
反十氢萘
H
顺十氢萘
（ae）
（ae）
反十氢萘
7 8 A 6 5 10 B 4 3 9 2
1
不能翻转
（ee）
(A) 环：有两个取代基，产生一个邻交叉。 有两个取代基，产生一个邻交叉。 (B) 环：有两个取代基，产生一个邻交叉。 有两个取代基，产生一个邻交叉。
写出顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷较稳定的构象
CH3 H
( CH3 )3 C
H
环己烷环的平面表示方法
CH3 CH3 CH3 = CH3
课堂练习
画出下列各二元取代环己烷最稳定的构象。 画出下列各二元取代环己烷最稳定的构象。
（1）顺-1-氯-2-溴环己烷
Br Cl
甲基- 乙基环己烷 （2）反-1-甲基 4-乙基环己烷 ） 甲基
HNO3
加 热
环己烷的结构
〈三〉 环己烷及衍生物的构象
1890年，H. Sachse 对拜尔张力学说提出异议。 年 对拜尔张力学说提出异议。 提出非平面、无张力环学说。 1918年，E. Mohr 提出非平面、无张力环学说。指 年 出用碳的四面体模型可以组成两种环己 烷模型。 烷模型。
椅式构象
船式构象
<1> 一取代环己烷的构象
R
R
R:
CH3 CH(CH3)2 97%
95%
5%
3% ) C(CH 很少
ห้องสมุดไป่ตู้
3 3
99.99%
一元取代环己烷，取代基以e键与环相连的构象最稳定 。取代基体积愈大，以e键与环相连的构象占的比例愈大。
<2> 多取代环己烷的构象
(1) 多取代环己烷最稳定的构象是e取代基最多的构象； (2) 环上有不同取代基时，体积较大的取代基为e键的构象最稳定。 二甲基环己烷的构象分析 二甲基环己烷的燃烧热(不要求)