Cl + HCl
+ Cl2 光或热
Cl + HCl
(2) 氧化反应 ?据此室可温区下别，环C烷＝烃C和不C能≡使C。KM例n：O4褪色，
CH2=CH2 KMnO4
紫色退去 不退色
? 在加热或催化剂存在下，环烷烃可 被氧化，产物因反应条件而异：
环烷酸钴
+ O2
OH
O
+
环己醇 环己酮
浓硝酸 + O2
? 实验事实： 环的稳定性：三元环＜四元环＜五元、六元环
? why? 结构所致！环张力所致！
? 环烷烃的环张力越大，表明分子的能量越高， 稳定性越差，越容易开环加成。
? 可用环烷烃每个 CH 2单位的燃烧热来表明环 张力的大小。
一些环烷烃的燃烧热如下所示 ：
以上的数据说明： 环越小，每个 CH 2的燃烧热越大，环张力越大。
? 根据环上碳原子的饱和程度不同，可将脂环烃分为 环烷烃、环烯烃、环炔烃等。
饱和脂环烃
环烷烃 如
... ...
脂环烃
环烯烃 如
... ...
不饱和脂环烃
环二烯烃 如
... ...
环炔烃 如
... ...
? 根据脂环烃分子中所含的碳环数目不同，分为单环、 二环和多环脂环烃。
(二) 脂环烃的命名
(1) 单环脂环烃 (2) 二环脂环烃
环丙烷的结构 物理方法测得，环丙烷分子中三个碳原子共平面。
显然，环丙烷中没有正常的 C－C键，而是形成“弯曲 键”：
? 由于环丙烷分子中的 C－C键不是沿 轨道对称轴实现头对头的最大重叠，而 重叠较少，张力较大，具有较高的能量。
? 根据结构与性能的关系，环丙烷的 化学性质应该活泼，容易开环加成。
BrCH2CH2CH2Br ò×?a ?·
Br(CH2)4Br (1 1 1 1 · 1 1 !)
+ Br2 + Br2
1 1ú 1ú 1 1 1ú 1ú 1
2? ò×?a ?·
(丙) 加卤化氢
ò×?a ?· 2? ò×?a ?·
+ HBr H2O CH3CH2CH2Br
+ HBr + HBr
1 ·1 1 1 ·1 1
COOH COOH
(己二酸)
(3) 加成反应
(甲) 加氢
+ H2
Ni
80 ?￡C
CH3CH2CH3
+ H2
Ni
200 ?￡C
CH3CH2CH2CH3
2? ò×
+ H2
Pt
300 ?￡C
CH3(CH2)3CH3
?a ?·
(乙) 加卤素 （区分环丙烷与开链烷烃）
+ Br2 CCl4
11
+ Br2 D
CH3
5-甲基-1,3-环戊二烯
(2) 二环脂环烃 ?分子中含有两个碳环的是双环化合物。
联二环己烷 (联环烃)
螺[4,4]壬烷二环[4,4,0]癸烷二环[2,2,1]庚烷
(螺环烃)
(稠环烃)
(桥环烃)
? 两环共用一个碳原子双环化合物的叫做螺环化合物；
? 两环共用两个或更多个碳原子的叫做桥环化合物。
43
CH3
1,3-二甲基螺 [3.5]-5-
壬烯
(三) 脂环烃的性质
(1) 取代反应 (2) 氧化反应 (3) 加成反应
(甲) 加氢 (乙) 加卤素 (丙) 加卤化氢
(4) 环烯烃的反应
(三) 脂环烃的性质
(1) 取代反应 ? 五元、六元环易发生取代反应。
1 1ò 1
+ Cl2
Cl + HCl
+ Cl2 光或热
(甲) 桥环烃 (乙) 螺环烃
(二) 脂环烃的命名
(1) 单环脂环烃
CH2 CH2 CH2
CH3
即
CH2 CH2
环戊烷
甲基环丁烷
CH3 CH3
1,2-二甲基环戊烷
CH3
即
CH
H3C
CH3
1-甲基-4-异丙基环己烷
H CH3
H CH3
CH3 H
即
CH3 H
反-1,4-二甲基环己烷
CH3
3-甲基-1-环己烯
1
6
2
7
5
3
4
双环[2.2.1]-2庚-烯
7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
1
6
3
45
CH3
5-甲基双环[2.2.1]-2庚-烯
(乙) 螺环烷烃的命名
? 固定格式： 螺[a.b] 某烃 (a≤b)
? 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。例：
H3C 5
4
1
3 2
6
7
5-甲基螺 [2.4]
庚烷
6
5
CH3
1
7
2
(五) 环己烷及其衍生物的构象
? 椅式构象和船式构象 ? 椅式构象的特点
? 椅式构象和船式构象
? 环己烷分子中的六个碳不共平面，且六元环是无张力 环，键角为109.5°。
环丁烷的结构：
C：sp3杂化， 轨道夹角 109.5° 若四个碳形成正四边形，内角应为 90°
角 张 力 ： 109.5 － 90 ＝ 19.5° ＜ 109.5 － 60 ＝ 49.5° 环丁烷中的 C－C键也是“弯曲键”，但弯曲 程度较小。
∴环丁烷较环丙烷稳定，但仍有相当大的张力， 属不稳定环，比较容易开环加成。
第三章 脂环烃 -cycloalkane
(一) 脂环烃的分类 (二) 脂环烃的命名 (三) 脂环烃的性质 (四) 环烷烃的结构与稳定性 (五) 环己烷及其衍生物的构象 (六) 脂环化合物的立体异构 (七) 脂环烃的主要来源和制法 (八) 环戊二烯 (九) 萜类和甾族化合物
(一) 脂环烃的分类
? 脂环烃 ——由碳原子相互连接成环，性质与开链烃相 似的环状碳氢化合物。
事实上，环丁烷中四个 碳原子不共平面，这样可 使部分张力得以缓解。 (动 画)
环戊烷的结构：
C：sp3杂化， 轨道夹角 109.5° 正五边形内角为 108° 角张力： 109.5－108＝1.5°
可见，环戊烷分子中几乎没有什么角张力，故五元环 比较稳定，不易开环，环戊烷的性质与开链烷烃相似。
事实上，环戊烷分子中的五 个碳原子亦不共平面，而是 以“信封式”构象存在，使 五元环的环张力可进一步得 到缓解。 (动画)
(4) 环烯烃的反应
? 环烯烃的性质与开链烯烃类似，易加成、氧化等。
CH 3
H 2/Ni
Br CH 3
HBr
CH 3
Br 2
Br CH 3 Br
KMnO 4
CH 3
O COOH
（四) 环烷烃的结构与稳定性
? 环的大小与环张力、环的稳定性 ? 环丙烷的结构 ? 环丁烷的结构 ? 环戊烷的结构
(四) 环烷烃的结构与稳定性
(甲) 桥环烃的命名
? 固定格式：双环 [a.b.c] 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：
21
36
7
4
双环[3.1.1]
5
庚烷
21
3 45
双环[2.1.0戊] 烷