環(huán)烴(脂環(huán)烴)

1、第一節(jié) 脂環(huán)烴Aliphatic Cyclic Hydrocarbon具有鏈烴性質(zhì)的環(huán)烴。脂環(huán)烴及其衍生物廣泛存在于自然界中石油中的環(huán)烷烴植物中的揮發(fā)油，大多是環(huán)烯烴及其含氧衍生物。甾族化合物等都是脂環(huán)烴的衍生物飽和飽和不飽和不飽和螺環(huán)烴螺環(huán)烴橋環(huán)烴橋環(huán)烴環(huán)烯烴環(huán)烯烴環(huán)炔烴環(huán)炔烴環(huán)烷烴環(huán)烷烴（一）脂環(huán)烴的分類：（一）脂環(huán)烴的分類：v脂環(huán)烴還可分為脂環(huán)烴還可分為小環(huán)小環(huán)（34個(gè)碳）、個(gè)碳）、常見(jiàn)環(huán)常見(jiàn)環(huán)（56個(gè)碳）、個(gè)碳）、中環(huán)中環(huán)（712個(gè)碳）和個(gè)碳）和大環(huán)大環(huán)（12個(gè)碳）個(gè)碳） 。一、一、 脂環(huán)烴的分類和命名脂環(huán)烴的分類和命名（二）脂環(huán)烴的命名環(huán)戊烷環(huán)戊烷v簡(jiǎn)單環(huán)烷烴簡(jiǎn)單環(huán)烷烴：稱：稱“環(huán)某

2、烷環(huán)某烷”1,2,4-三三甲基環(huán)己烷甲基環(huán)己烷1-甲基甲基-4-異丙基異丙基環(huán)己烷環(huán)己烷1.單環(huán)脂環(huán)烴的命名單環(huán)脂環(huán)烴的命名v 若支鏈復(fù)雜若支鏈復(fù)雜，則把，則把環(huán)當(dāng)取代基環(huán)當(dāng)取代基。3-環(huán)己基己烷環(huán)己基己烷環(huán)烯烴(CnH2n-2)，與二烯烴互為同分異構(gòu)體。稱環(huán)某烯，雙鍵位次為最?。?,2位）4-甲基甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯3-甲基甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯正確正確錯(cuò)誤錯(cuò)誤1,6-二二甲基甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯2,3-二二甲基甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯正確正確錯(cuò)誤錯(cuò)誤2.雙環(huán)脂環(huán)烴的命名兩個(gè)環(huán)共用的碳原子稱為螺原子。稱為螺烴。編號(hào)：螺原子相鄰的碳v根據(jù)成環(huán)的碳原子總數(shù)稱為根據(jù)成環(huán)的碳原子總數(shù)稱為“ 螺螺

3、某烴某烴 ”小環(huán)小環(huán)螺原子螺原子大環(huán)大環(huán)不飽和鍵和取代基編號(hào)最小。不飽和鍵和取代基編號(hào)最小。（1）螺環(huán)烴的命名）螺環(huán)烴的命名v方括號(hào)方括號(hào) 內(nèi)內(nèi)標(biāo)明螺環(huán)上碳原子數(shù)目（標(biāo)明螺環(huán)上碳原子數(shù)目（不包括螺不包括螺原子原子），先），先小環(huán)小環(huán)，再，再大環(huán)大環(huán)，中間用，中間用下角圓點(diǎn)下角圓點(diǎn)隔開(kāi)。隔開(kāi)。1,5-二甲基螺二甲基螺2.4庚烷庚烷螺螺3.5壬烷壬烷1-甲基螺甲基螺3.5-5-壬烯壬烯（2）橋環(huán)烴的命名兩環(huán)共用的碳原子稱為橋頭碳原子，其余的稱為橋（鏈）碳原子，稱為二環(huán)烴。編號(hào)：一個(gè)橋頭碳 v根據(jù)成環(huán)碳原子的總數(shù)稱為根據(jù)成環(huán)碳原子的總數(shù)稱為“ 二環(huán)二環(huán) 某烴某烴”最長(zhǎng)橋最長(zhǎng)橋另一個(gè)橋頭碳另一個(gè)橋頭碳

4、次長(zhǎng)橋次長(zhǎng)橋最短橋。最短橋。不飽和鍵和取代基編號(hào)最小。不飽和鍵和取代基編號(hào)最小。v方括號(hào)方括號(hào) 內(nèi)內(nèi)標(biāo)明橋環(huán)上碳原子數(shù)目（標(biāo)明橋環(huán)上碳原子數(shù)目（不包括橋頭不包括橋頭碳碳），從），從大大到到小小，中間用，中間用下角圓點(diǎn)下角圓點(diǎn)隔開(kāi)。隔開(kāi)。二環(huán)二環(huán)4.2.0辛烷辛烷2,9-二甲基二環(huán)二甲基二環(huán)4.4.0癸烷癸烷2,7,7-三甲基二環(huán)三甲基二環(huán)2.2.1庚烷庚烷環(huán)丙烷 C-C-C 鍵角 105.5二、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)（p38）v三個(gè)碳原子在一個(gè)三個(gè)碳原子在一個(gè)平面平面v部分重疊部分重疊，“彎曲鍵彎曲鍵”，與正常的與正常的鍵相比，鍵相比，存在存在張力張力（達(dá)到最大重疊（達(dá)到最大重疊 的傾向），因此的傾向）

5、，因此內(nèi)能較高，內(nèi)能較高，環(huán)不穩(wěn)定環(huán)不穩(wěn)定v化學(xué)性質(zhì)活潑化學(xué)性質(zhì)活潑：電子云分布在兩個(gè)原子連線外側(cè)，：電子云分布在兩個(gè)原子連線外側(cè)，易受親電試劑的進(jìn)攻易受親電試劑的進(jìn)攻，如鹵素、鹵化氫，如鹵素、鹵化氫環(huán)丁烷C-C-C鍵角約111.5，四個(gè)C不在同一平面。分子中也存在著張力，但比環(huán)丙烷要穩(wěn)定得多。HHHHHHHHHHv環(huán)戊烷環(huán)戊烷C-C-C鍵角為鍵角為109 28 左右左右。四個(gè)碳在同一個(gè)平面，。四個(gè)碳在同一個(gè)平面，另一個(gè)碳在平面外，另一個(gè)碳在平面外，較穩(wěn)定較穩(wěn)定。環(huán)己烷的六個(gè)成環(huán)碳原子不共平面，C-C-C鍵角保持正常鍵角10928 ，很穩(wěn)定。通過(guò)鍵的扭動(dòng)可以得到椅式和船式兩種不同的排列方式（構(gòu)

6、象）。椅式椅式船式船式燃燒熱鏈烷烴的每個(gè)-CH2-的平均燃燒焓是 658.6 KJ.mol-1。3456789697.0 686.2 664.0 658.6 662.3 664.2664. 4某些環(huán)烷烴的燃燒熱某些環(huán)烷烴的燃燒熱（單位：（單位：kJ.mol-1，298K) )v燃燒熱說(shuō)明，小環(huán)分子能量高，不穩(wěn)定，燃燒熱說(shuō)明，小環(huán)分子能量高，不穩(wěn)定，環(huán)越小，環(huán)越小，能量越高能量越高，三元環(huán)是最不穩(wěn)定的。，三元環(huán)是最不穩(wěn)定的。v穩(wěn)定性穩(wěn)定性：環(huán)己烷環(huán)己烷環(huán)戊烷環(huán)戊烷環(huán)丁烷環(huán)丁烷環(huán)丙烷環(huán)丙烷三、脂環(huán)烴的性質(zhì)三、脂環(huán)烴的性質(zhì)與開(kāi)鏈烴類似，比水輕，不溶于水。常溫下，環(huán)丙烷、環(huán)丙烯、環(huán)丁烷和環(huán)丁烯是氣體，

7、環(huán)戊烷、環(huán)戊烯是液體，高級(jí)脂環(huán)烴是固體。（一）脂環(huán)烴的物理性質(zhì)（一）脂環(huán)烴的物理性質(zhì)通性與開(kāi)鏈烴相似。環(huán)烷烴與烷烴相似；環(huán)烯烴和環(huán)炔烴分別與烯烴和炔烴相似。特性環(huán)烷烴的加成反應(yīng)。環(huán)狀構(gòu)造使小環(huán)烴出現(xiàn)的一些特殊的化學(xué)性質(zhì)。主要表現(xiàn)在環(huán)的穩(wěn)定性上，小環(huán)較不穩(wěn)定，大環(huán)則較穩(wěn)定。（二）脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)（二）脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)環(huán)烷烴與烷烴一樣，與鹵素進(jìn)行游離基取代反應(yīng)。1、通性、通性與開(kāi)鏈烴相似與開(kāi)鏈烴相似環(huán)烯烴與烯烴一樣，主要發(fā)生雙鍵上的加成和氧化反應(yīng)。Br2BrBrHBrBrCOOHCOOHKMnO4/H+v加成加成v氧化氧化2.特性環(huán)烷烴的加成反應(yīng)環(huán)烷烴可進(jìn)行催化氫化反應(yīng)生成鏈狀的烷烴。環(huán)的大小不同，反應(yīng)的難易程度也不一樣。（1）催化加氫）催化加氫（2）加鹵素（親電加成）小環(huán)環(huán)烷烴（3,4元環(huán)) 開(kāi)環(huán)加成反應(yīng)，環(huán)戊烷以上不反應(yīng)。（3）加鹵化氫（親電加成）環(huán)丙烷常溫時(shí)可與鹵化氫加成, 環(huán)丁烷常溫時(shí)不反應(yīng)，環(huán)戊烷以上不反應(yīng)。v環(huán)丙烷衍生物環(huán)丙烷衍生物的加成符合的加成符合馬爾科夫尼科夫規(guī)則。馬爾科夫尼科夫規(guī)則。（斷裂在含氫最多和含氫最少