第五章脂环烃 教学要求 1.掌握脂环烃的命名、化学性质、顺反异构现象。 2.了解环的大小与稳定性的关系。 3.初步举握环已烧的构象。 5.1脂环烃的分类 脂环烃一一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。 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。 饱和脂环烃一 环烷烃如◇□口△. 脂环烃 环烯烃如○. 不饱和脂环烃 环二烯烃如◇○. 环块烃如○ 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。 5. 脂环烃的命名 5.2.1单环脂环烃 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 即 0H2 -CH2 环戊烷 甲基环丁烷 1,2-二甲基环戊烷 CH3 即 CH H3CCH3 1-甲基-4-异丙基环己烷 反-1,4-二甲基环己烷
第五章 脂环烃 教学要求 1.掌握脂环烃的命名、化学性质、顺反异构现象。 2.了解环的大小与稳定性的关系。 3.初步掌握环已烷的构象。 5.1 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。 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。 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。 5.2 脂环烃的命名 5.2.1 单环脂环烃 CH3 H3C CH CH3 即 1-甲基-4-异丙基环己烷 反-1,4-二甲基环己烷 CH3 H H CH3 H CH3 CH3 H 即 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 即 环戊烷 CH3 甲基环丁烷 CH3 CH3 1,2-二甲基环戊烷 脂环烃 不饱和脂环烃 环烯烃 环二烯烃 环炔烃 饱和脂环烃 环烷烃 如 如 如 如 . . . . . . .
CH3 CH3 3-甲基-1-环己烯 5-甲基-1,3-环戊二烯 5.2.2二环脂环烃 ·分子中含有两个碳环的是双环化合物。 X X 0 ) 联二环己烷 螺[4.4]壬梡 二环[4,4.0]癸烷 二环[2,2,1]庚烷 (联环烃) (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： (甲)桥环烃的命名 固定格式：双环[ab.c某经 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： 双环[3,1.1门庚院双不210】戊院双不2.2.1小-2-庚烯 5-氏星双坏[2.2.1]-2-决烯 (乙)螺环烧烃的命名 固定格式：螺[a.b]某经 (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：
5.2.2 二环脂环烃 ⚫ 分子中含有两个碳环的是双环化合物。 • 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。 (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： (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： CH3 3-甲基-1-环己烯 CH3 5-甲基-1,3-环戊二烯
CH 6 5-甲基螺[2.4]庚烷 1,3-二甲基螺[3.5]5-壬烯 5.3脂环烃的性质 5.3.1取代反应 五元、大元环易发生取代反应。 □+c12光成热， ☐丁c1+HcI □+C12光成热，「 ○c1 +HCI ○+c12光，◇01 +HCI 52长条降佳长叫限色.影北区别G-C和G心保 CH2=CH2 KMn104 「紫色退去 产 △ 不返色 在加热或催化剂存在下，环烷经可被氧化，产物因反应条件而异： 06.8·8 △ 环己醇环己酮 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： OH 9 ○+02环烷酸钴、+ 环己醇环己酮 5.3.3加成反应 (甲)加氢
5.3 脂环烃的性质 5.3.1 取代反应 五元、六元环易发生取代反应。 5.3.2 氧化反应 室温下，环烷烃不能使 KMnO4 褪色，据此可区别 C＝C 和 C≡C。例： 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： 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： 5.3.3 加成反应 (甲) 加氢 OH O + O + 2 环烷酸钴 环己醇 环己酮 OH O + O + 2 环烷酸钴 环己醇 环己酮 + Cl2 Cl + HCl 光或热 光或热 + Cl2 + HCl Cl + Cl2 光或热 Cl + HCl
+H2 0。 CH3CH2CH3 +h20。 CH3CH2CH2CH3 Pt +H2300℃ CH3 (CH2)3CH3 (乙)加卤素 A+Br2cc-BrCH2CH2CH2Br- 易开环 室温 ☐+Br2 Br(CH2)4Br(常温下不反应I) □+Br2 =取代产物、 不易开环 ○+Br2 。取代产物入 (丙)加卤化氢 易开环 △+HBrH0 CH3CH2CH2Br +HBr 不反应 不易开环 +HBr 不反应 5.3.4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
(乙) 加卤素 (丙) 加卤化氢 5.3.4 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。 + HBr CH3CH2CH2Br 易开环 H2O + HBr 不反应 + HBr 不反应 不易开环 室温 + Br2 BrCH2CH2CH2Br CCl4 不易开环 易开环 + Br2 取代产物 + Br2 取代产物 D + Br2 Br(CH2)4Br(常温下不反应!) + H2 Ni CH3CH2CH2CH3 200 C。 + H2 Ni 80 C 。 CH3CH2CH3 + H2 Pt CH3(CH2)3CH3 300 C。 不 易 开 环
Ha/Ni H Br CHa HBr CH3 Br_CH3 Br2 CH3 KMnO4> 0 COOH 买院的与定 环的稳定性： 三元环<四元环<五元、六元环 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C2单位的燃烧热来表明环张力的大小。 些环烷烃的燃烧热如下所示 △H (△Hem) 每个CH的张力能 总张力能 。m1- KJ.ma 】mol】 1j。11 环丙烷 200 697.1 697.1-658.6-38.5 115.5 坏店 2744 686.2 6862-658.6-27.6 110.4 环烷 3320 664.0 6640-658.6=54 27.0 环己娘 3951 658.0 658.6-658.6=0 0 烷 558.6 以上的数据说明： 环越小，每个CH的燃烧热越大，环张力越大。 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一C健，而是形成弯曲健
5.4 环烷烃的结构与稳定性 实验事实： 环的稳定性：三元环＜四元环＜五元、六元环 • 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 CH2 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 CH2 的燃烧热越大，环张力越大。 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”： CH3 H2/Ni CH3 HBr CH3 Br COOH CH3 KMnO4 O Br2 CH3 Br Br