环数：使环状化合物变
成开链化合物所需打破 的碳碳键的数目。
螺环(共用一个碳） 按环的连接方式分 桥环(共用两个或两个以上的碳）
二、命名
1. 单环烷烃
a. 按成环C数目，称为“环某烷”；
b. 编号，从取代基最小的C开始，按较先遇到其他取代基的方向编号。 例
环丙烷
环丁烷
环戊烷
环己烷
CH3
5 4
1
2
CH3
二、小环烷烃特有的反应 1. 加氢开环
h
CH2 H2C CH Cl + HCl
H2,Ni CH3CH2CH3 80 C H2,Ni CH3CH2CH2CH3 120 C H2,Ni CH3CH2CH2CH2CH3 300 C
2.加卤素、加卤化氢开环
+ Br2 + HBr
BrCH2CH2CH2Br CH3CH2CH2Br
c. H间距(0.25nm)大于氢原子范氏半 径之和(0.24nm)，无范氏张力。
球棒模型
椅式构象中的C－H键类型
直 立 键 『 键 』
H
凡与垂直轴平 行的C—H键 凡与垂直轴 。 成109 28’ 的C－H键
平伏键（e键）
H
H H 0.252nm
H
a
H H
H
H H H
H
环己烷椅式构象
直立键 平伏键
例
螺原子 3 2 4 10 5 1 6 7 9 8
6 7 5 4
CH3
3 2
4-甲基螺
1
螺[4.5]癸烷
பைடு நூலகம்
5-甲基螺[3.4]辛烷
4-甲基螺[2.4]庚烷
4. 桥环烷烃命名（P56）
桥头碳原子：两环共用的碳原子。 桥：两个桥头碳原子之间的碳链或一个键。
(1) 桥 (2) 桥 桥头碳 桥 (3)
5
桥头碳
CH3 + HBr
环丁烷在常温下不发生类似反应！
CH3CHBrCH2CH3
环丙烷对氧化剂（如高锰酸钾）稳定，不使高锰酸钾褪色，
可据此与烯烃区别开。
第三节 环的张力
一、Baeyer张力学说（1885年）
假定环烷烃都是平面正多边形结构，而SP3 碳原子键角应为109°28’, 当不同的环中C－C键之间的夹角大于或小于正常键角时，环中C－C键键 角的变形产生张力，这种张力具有力图恢复正常键角的趋势，这种张力 被称为角张力，键角变形程度越大，张力越大。张力使环的稳定性下降， 反应活性增强。
6
7 1 4 2 3
二环 [3.2.1] 辛烷
3 4 5 2 1 6 7
2,7,7-三甲基二环[2.2.1] 庚烷
3,7,7-三甲基二环[4.1.0]庚烷
2,8-二甲基-1-乙基二环[3.2.1] 辛烷
第二节 环烷烃的化学性质
一、与开链烃相似的反应— 环烷烃的卤代
CH2 H2C CH2 + Cl2
环烷烃：碳干为环状而性质与开链烷烃相似 的烷烃 单环烷烃的分子通式：CnH2n
不饱和度
分子中H的个数 （2 n 2） 2
单环烷烃的不饱和度=1
第一节 环烷烃的分类和命名
一、分类
小环(C3、C4） 按环大小分 正常环(C5－C7） 中环(C8、C12）
大环(
单环 按环数分 二环 多环
>C12 ）
球棒模型

环己烷的其它构象式
椅式
半椅式 (half chair form)
扭船式 (twist boat form)
……
船式 椅式

半椅式构象
H H H H H H H H H H H H
角张力示意图
60。
90。
108
。
120。
角偏差 49。28'
19。28'
1。28'
10。32'
Baeyer张力学说建立在错误假设（认为环烷烃都是平面结构）的基础 上，只对小环适用。
二、环烷烃的燃烧热
1. 把每个环烷烃的燃烧热除以环内碳原子数，得到环上每个亚甲基的 燃烧热。 2. 用环烷烃每个CH2的燃烧热，与开链烷烃每个CH2的燃烧热 （658.6kJ/mol)比较，其差值就是由于张力的产生使分子能量升高的 数值，其差值×n即为每个环烷烃分子产生的张力能。（P45 表3.2） 结论：环己烷（六元环）最稳定，其次是环戊烷（五元环）；大环 都是稳定的；小环中的环丙烷最不稳定，其次是环丁烷。
3
CH3 CH2
1-甲基-2-异丙基环戊烷
1,1-二甲基-4-乙基环己烷

当环上的取代基较大时，环可以不做母体，改做取代基
例
CH3 CH2 C CH3 CH2 CH3
3－甲基－3－环丁基戊烷
环做取代基时的名称—环烷基
Cyclopropyl
Cyclopropyl
Cyclobutyl
Cyclobutyl
H
6
H H
5
2 4
H
H
H
1
H H
3
H
H
H
H
二、船式构象
H H
6
183pm
5 4
H H
3
H H
1
H
H
H
6 5 3
HH
4
H H
H
2
1
H
2
H
H
H
a. 键角109.5°，无角张力；
非键作用
b. 有重叠式，有扭转张力；
c. H间距(0.183nm)小于H原子半 径之和，有范氏张力
稳定性：椅式构象环己烷 > 船式构象环己烷 室温下，平衡有利于椅式构象（优势构象）。
Cyclopropyl Cyclopropyl
环丙基
环丁基
Cyclobutyl
Cyclopentyl Cyclobutyl
Cyclopentyl
Cyclohexyl
环戊基
环己基
Cyclohexyl
2. 环烷烃的构型异构—顺反异构
（1）立体异构体：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，包括构型异构和构象异构。 （2）环烷烃的顺反异构：受环的限制，环上C－Cσ键不能自由旋转。 当环上连有两个或两个以上的取代基时，它们在空间的伸展方向不 同会产生顺反异构现象。 （3）顺反异构的表示方法：顺(cis)－两个取代基在环同侧；
反(trans)－两个取代基在环异侧。
例
H3C H CH3 H H3C H H CH3 CH3 CH3 H CH3
H3C
H
顺-1, 4-二甲基环己烷
反-1, 4-二甲基环己烷
3. 螺环烷烃命名（P55）
（1）确定螺原子：两个碳环共用的碳原子 （2）根据螺环上碳原子的总数目确定母体名称为“螺某烷” （3）编号从小环开始
三、张力能
张力能来源（P46）：
非键作用（Enb）、键长变化（El）、键角变化（Eθ） 、扭转角变化（Eφ）
其中： Enb> El >E θ >E φ
第四节 环己烷的构象
一、椅式构象－最稳定构象
H H
1 6
H H
5 4
H
2
H H
H
5 4 6
H H
2 1 3
H
H H H
3
H
H H
H H
纽曼投影式
H
a. 键角接近109.5°，无角张力； b. 交叉式，无扭转张力；