1、1第七章脂環(huán)烴第七章脂環(huán)烴2脂環(huán)烴脂環(huán)烴n形成環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，又有脂肪烴的化學(xué)性形成環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，又有脂肪烴的化學(xué)性質(zhì)質(zhì)脂肪族環(huán)烴（脂環(huán)烴）脂肪族環(huán)烴（脂環(huán)烴）n植物的花、葉、莖、根、果皮等中的香精植物的花、葉、莖、根、果皮等中的香精油油n許多脂環(huán)烴具有生理活性許多脂環(huán)烴具有生理活性3脂環(huán)烴脂環(huán)烴甾環(huán)甾環(huán) 4和烯烴的關(guān)系：和烯烴的關(guān)系： CC-鍵鍵-鍵鍵CCC-鍵鍵5一、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)和分類一、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)和分類1.根據(jù)環(huán)上的飽和程度根據(jù)環(huán)上的飽和程度 (1)飽和脂環(huán)烴（環(huán)烷烴）飽和脂環(huán)烴（環(huán)烷烴） CH2CH2CH2(2)(2)不飽和脂環(huán)烴（環(huán)烯烴、環(huán)炔烴）不飽和脂環(huán)烴（環(huán)烯烴、環(huán)炔烴） 62. 根

2、據(jù)環(huán)的數(shù)目根據(jù)環(huán)的數(shù)目 單環(huán)單環(huán) 雙環(huán)雙環(huán) 多環(huán)多環(huán)一、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)和分類一、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)和分類7n單環(huán)：?jiǎn)苇h(huán)： 小環(huán)：小環(huán)：C3 C4 普通環(huán)：普通環(huán)：C5 C7 中環(huán)：中環(huán)：C8 C12 大環(huán)：大環(huán)：C13 一、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)和分類一、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)和分類8n雙環(huán)、多環(huán)：兩環(huán)共用的碳原子數(shù)：雙環(huán)、多環(huán)：兩環(huán)共用的碳原子數(shù)：（1 1）共用一個(gè)碳原子）共用一個(gè)碳原子螺環(huán)螺環(huán) （2 2）共用兩個(gè)碳原子（相鄰）共用兩個(gè)碳原子（相鄰）稠環(huán)稠環(huán) 一、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)和分類一、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)和分類9n雙環(huán)、多環(huán)：兩環(huán)共用的碳原子數(shù)：雙環(huán)、多環(huán)：兩環(huán)共用的碳原子數(shù)：（3 3）共用兩個(gè)碳原子（相間）共用兩個(gè)碳原子（相

3、間）橋環(huán)橋環(huán) 一、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)和分類一、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)和分類10二、脂環(huán)烴的命名二、脂環(huán)烴的命名1. 單環(huán)：與鏈烴相似，相應(yīng)鏈烴名稱前冠以單環(huán)：與鏈烴相似，相應(yīng)鏈烴名稱前冠以“環(huán)環(huán)”字。字。 C2H5環(huán)丙烷環(huán)丙烷 環(huán)己烷環(huán)己烷 乙基環(huán)戊烷乙基環(huán)戊烷11n多個(gè)取代基時(shí)：多個(gè)取代基時(shí)： 取代基位次最小，從小基團(tuán)開(kāi)始取代基位次最小，從小基團(tuán)開(kāi)始CH3C2H51-甲基甲基-2-乙基環(huán)戊烷乙基環(huán)戊烷 單環(huán)脂環(huán)烴的命名單環(huán)脂環(huán)烴的命名12n有不飽和鍵時(shí)：有不飽和鍵時(shí)： 不飽和鍵編號(hào)最低，并使取代基編號(hào)較小。不飽和鍵編號(hào)最低，并使取代基編號(hào)較小。 23451 3,5-二甲基環(huán)己烯二甲基環(huán)己烯CH312345單

4、環(huán)脂環(huán)烴的命名單環(huán)脂環(huán)烴的命名5-甲基甲基-1,3-環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯 13n取代基比較復(fù)雜或鏈長(zhǎng)環(huán)小時(shí)：取代基比較復(fù)雜或鏈長(zhǎng)環(huán)小時(shí)： 環(huán)部分作為取代基環(huán)部分作為取代基CH3CH2CHCH2CH3(CH3)2CHCHCH(CH3)23-環(huán)丙基戊烷環(huán)丙基戊烷單環(huán)脂環(huán)烴的命名單環(huán)脂環(huán)烴的命名2,4-二甲基二甲基-3-環(huán)戊基戊烷環(huán)戊基戊烷142.螺環(huán)烴的命名螺環(huán)烴的命名螺原子螺原子兩個(gè)碳環(huán)共用一個(gè)碳原子兩個(gè)碳環(huán)共用一個(gè)碳原子根據(jù)螺原子數(shù)分為根據(jù)螺原子數(shù)分為: :單螺單螺二螺二螺 螺環(huán)烴的命名螺環(huán)烴的命名15(1) 單螺的命名單螺的命名 10987654321螺螺 癸烷癸烷螺環(huán)烴的命名螺環(huán)烴的命名按螺環(huán)

5、所含碳原子總數(shù)按螺環(huán)所含碳原子總數(shù)某烴某烴名稱前加上名稱前加上“螺螺”“螺螺 某烴某烴”16螺環(huán)烴的命名螺環(huán)烴的命名從小環(huán)鄰接于螺原子的環(huán)碳開(kāi)始編號(hào)，從小環(huán)鄰接于螺原子的環(huán)碳開(kāi)始編號(hào)，通過(guò)螺原子環(huán)繞第二環(huán)通過(guò)螺原子環(huán)繞第二環(huán) CH31234567891017螺環(huán)烴的命名螺環(huán)烴的命名方括號(hào)內(nèi)用阿拉伯?dāng)?shù)字注明每環(huán)碳原子數(shù)目方括號(hào)內(nèi)用阿拉伯?dāng)?shù)字注明每環(huán)碳原子數(shù)目（螺原子不計(jì)入，從小到大次序列出）當(dāng)中（螺原子不計(jì)入，從小到大次序列出）當(dāng)中用用“. ”. ”分開(kāi)分開(kāi)2-甲基螺甲基螺4.5癸烷癸烷CH31234567891018螺環(huán)烴的命名螺環(huán)烴的命名不飽和化合物的不飽和鍵盡可能編號(hào)小不飽和化合物的不飽和

6、鍵盡可能編號(hào)小螺螺 4.5 -1,6-癸二烯癸二烯 1098765432119螺環(huán)烴的命名螺環(huán)烴的命名(2) 多螺的命名多螺的命名母體母體“二螺二螺 某烴某烴” “三螺三螺 某烴某烴”從鄰接于端螺原子的一個(gè)碳開(kāi)始編號(hào)，由小環(huán)開(kāi)從鄰接于端螺原子的一個(gè)碳開(kāi)始編號(hào)，由小環(huán)開(kāi)始并盡量使螺原子編號(hào)最小始并盡量使螺原子編號(hào)最小141312111098765432120螺環(huán)烴的命名螺環(huán)烴的命名2. 多螺的命名多螺的命名方括號(hào)內(nèi)由小到大注明各螺原子之間所夾方括號(hào)內(nèi)由小到大注明各螺原子之間所夾碳原子數(shù)碳原子數(shù) 1413121110987654321二螺二螺 4.1.5.2.1.5.2十四烷十四烷 21螺環(huán)烴的命

7、名螺環(huán)烴的命名三螺：三螺：三螺三螺 4.1.2.5.2.2-1,12-十九碳二烯十九碳二烯 19181716151413121110987654312223. 3. 橋環(huán)烴的命名橋環(huán)烴的命名n 二環(huán)烴二環(huán)烴n斷裂幾個(gè)鍵成鏈烴就叫幾環(huán)斷裂幾個(gè)鍵成鏈烴就叫幾環(huán) 單環(huán)單環(huán) 二環(huán)（稠環(huán)）二環(huán)（稠環(huán)） 二環(huán)（橋環(huán)）二環(huán)（橋環(huán)） 23橋環(huán)烴的命名橋環(huán)烴的命名二環(huán)烷烴二環(huán)烷烴母體：參與成環(huán)的總碳原子數(shù)母體：參與成環(huán)的總碳原子數(shù)某烷某烷 橋環(huán)個(gè)數(shù)橋環(huán)個(gè)數(shù)“X環(huán)環(huán) 某烷某烷” 二環(huán)二環(huán) 庚烷庚烷 24橋環(huán)烴的命名橋環(huán)烴的命名命名時(shí)，方括號(hào)中注以橋碳原子數(shù)，由大到小命名時(shí)，方括號(hào)中注以橋碳原子數(shù)，由大到小次序，用

8、次序，用“.”.”分開(kāi)。分開(kāi)。二環(huán)二環(huán) 2.2.1庚烷庚烷 二環(huán)二環(huán)3.2.1.2.1辛烷辛烷 25橋環(huán)烴的命名橋環(huán)烴的命名編號(hào)編號(hào) :自第一個(gè)橋頭碳原子循最長(zhǎng)的橋編到第二個(gè)橋頭，自第一個(gè)橋頭碳原子循最長(zhǎng)的橋編到第二個(gè)橋頭，再編次長(zhǎng)橋，再編次長(zhǎng)橋，最后為最短的橋，最后為最短的橋，兼顧取代基的位置。兼顧取代基的位置。1234567826橋環(huán)烴的命名橋環(huán)烴的命名1,8-二甲基二甲基-2-乙基二環(huán)乙基二環(huán)3.2.1辛烷辛烷1234567827橋環(huán)烴的命名橋環(huán)烴的命名二環(huán)烯烴二環(huán)烯烴：類似于二環(huán)烷烴，：類似于二環(huán)烷烴，注意：注意：使雙鍵位次最小使雙鍵位次最小使取代基編號(hào)盡量小使取代基編號(hào)盡量小 7,7

9、-二甲基二環(huán)二甲基二環(huán)2.2.1-2-庚烯庚烯28橋環(huán)烴的命名橋環(huán)烴的命名n三環(huán)烷烴三環(huán)烷烴 母體：參與成環(huán)的總碳原子數(shù)作為母體母體：參與成環(huán)的總碳原子數(shù)作為母體“三三環(huán)環(huán) 某烴某烴” CH2CHCHCH2CH2CH2CH2CHCH2CHCH2CH2CH245312678911101213三環(huán)三環(huán) 十三烷十三烷 主環(huán)內(nèi)最長(zhǎng)的橋?yàn)橹鳂?，其它則為次橋，主環(huán)內(nèi)最長(zhǎng)的橋?yàn)橹鳂?，其它則為次橋，從橋頭碳原子開(kāi)始編號(hào)，同二環(huán)。從橋頭碳原子開(kāi)始編號(hào)，同二環(huán)。 29橋環(huán)烴的命名橋環(huán)烴的命名由大到小注明碳原子數(shù)，用由大到小注明碳原子數(shù)，用“.”.”分開(kāi)分開(kāi) 次橋碳原子數(shù)放在最后，在其右上角注明次橋。次橋碳原子數(shù)放

10、在最后，在其右上角注明次橋。橋頭碳原子的編號(hào)，由小到大，用橋頭碳原子的編號(hào)，由小到大，用“,”,”分開(kāi)。分開(kāi)。 CH2CHCHCH2CH2CH2CH2CHCH2CHCH2CH2CH245312678911101213三環(huán)三環(huán)6.3.1.12,7十三烷十三烷 30橋環(huán)烴的命名橋環(huán)烴的命名n稠環(huán)烴稠環(huán)烴 ：可按照橋環(huán)烴命名，也可當(dāng)作相應(yīng)芳烴的氫化物可按照橋環(huán)烴命名，也可當(dāng)作相應(yīng)芳烴的氫化物 二環(huán)二環(huán)4.4.0.4.0癸烷癸烷 /十氫萘十氫萘 二環(huán)二環(huán)3.2.0.2.0庚烷庚烷 31第二節(jié)環(huán)烷烴的性質(zhì)第二節(jié)環(huán)烷烴的性質(zhì)一、環(huán)烷烴的物理性質(zhì)一、環(huán)烷烴的物理性質(zhì)二、環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)二、環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)3

11、2一、脂環(huán)烴的物理性質(zhì)一、脂環(huán)烴的物理性質(zhì)nbp、mp、相對(duì)密度比相同碳數(shù)的鏈烴高、相對(duì)密度比相同碳數(shù)的鏈烴高名稱名稱分子式分子式mpbpd環(huán)丙烷環(huán)丙烷C3H6-127.6-32.90.720環(huán)丁烷環(huán)丁烷C4H8-80.012.00.750環(huán)戊烷環(huán)戊烷C5H10-94.049.00.745甲基環(huán)戊烷甲基環(huán)戊烷C6H12-142.472.00.779環(huán)己烷環(huán)己烷C6H126.580.80.799甲基環(huán)己烷甲基環(huán)己烷C7H14-126.5100.80.810環(huán)庚烷環(huán)庚烷C7H14-12.0118.00.80033二、脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)二、脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)n與組成環(huán)的碳原子數(shù)有一定關(guān)系。與組成環(huán)的碳原

12、子數(shù)有一定關(guān)系。nC3 C4 容易破裂，發(fā)生加成反應(yīng)容易破裂，發(fā)生加成反應(yīng)nC5 不容易破裂，發(fā)生取代反應(yīng)不容易破裂，發(fā)生取代反應(yīng) 34二、脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)二、脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)（一）加成反應(yīng)（一）加成反應(yīng) 1.加氫加氫H2/NiH2/NiH2/Ni活性：環(huán)丙烷活性：環(huán)丙烷環(huán)丁烷環(huán)丁烷環(huán)戊烷環(huán)戊烷C6以上的環(huán)加氫開(kāi)環(huán)較困難以上的環(huán)加氫開(kāi)環(huán)較困難35（一）加成反應(yīng)（一）加成反應(yīng)2.加鹵素加鹵素BrBrBrBr+ Br2CCl4r.t.Br2+C5以上與溴加成困難以上與溴加成困難36（一）加成反應(yīng)（一）加成反應(yīng)3. 加鹵化氫加鹵化氫BrBrBr+ HBr+ HBrHBr+ HBrBr馬氏定則馬氏定則

13、37（二）鹵代反應(yīng)（二）鹵代反應(yīng)n自由基反應(yīng)自由基反應(yīng)+Br2300 Br+HBr38（三）氧化反應(yīng)（三）氧化反應(yīng)更劇烈的條件：更劇烈的條件：區(qū)別烯烴區(qū)別烯烴O3KMnO4 OH+Co, O2140180,12MPaOCo, O2, HAc , 100or HNO3, COOHCOOH環(huán)烯烴的性質(zhì)似烯烴環(huán)烯烴的性質(zhì)似烯烴39第三節(jié)環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性第三節(jié)環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性（一）張力學(xué)說(shuō)（一）張力學(xué)說(shuō) 60 90 108 120 傾向恢復(fù)正常角度的應(yīng)力傾向恢復(fù)正常角度的應(yīng)力張力，即角張力張力，即角張力（拜爾張力）。（拜爾張力）。張力依次減小，穩(wěn)定性依次增強(qiáng)。張力依次減小，穩(wěn)定性依次增強(qiáng)。 4

14、01.1.與事實(shí)相符：五元環(huán)較穩(wěn)定與事實(shí)相符：五元環(huán)較穩(wěn)定2.2.與事實(shí)不符：與事實(shí)不符：（1） 六元環(huán)應(yīng)比五元環(huán)不穩(wěn)定六元環(huán)應(yīng)比五元環(huán)不穩(wěn)定（2） 更大環(huán)更不穩(wěn)定更大環(huán)更不穩(wěn)定 張力環(huán)張力環(huán)第三節(jié)環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性第三節(jié)環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性41(二二)無(wú)張力環(huán)學(xué)說(shuō)無(wú)張力環(huán)學(xué)說(shuō)六個(gè)碳可以不在同一平面六個(gè)碳可以不在同一平面同時(shí)還保持正四面體的正常同時(shí)還保持正四面體的正常角度角度 環(huán)并不存在角張力，故這樣的環(huán)環(huán)并不存在角張力，故這樣的環(huán)無(wú)張力環(huán)無(wú)張力環(huán)很穩(wěn)定很穩(wěn)定 第三節(jié)環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性第三節(jié)環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性42( (三三) )現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論的解釋現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論的解釋n共價(jià)鍵是原子軌道重疊而

15、成的，有些化學(xué)鍵不能共價(jià)鍵是原子軌道重疊而成的，有些化學(xué)鍵不能形成正好是完全頭碰頭的重疊，形成形似香蕉的形成正好是完全頭碰頭的重疊，形成形似香蕉的彎曲鍵，鍵的穩(wěn)定性稍差一些，如環(huán)丙烷。這樣彎曲鍵，鍵的穩(wěn)定性稍差一些，如環(huán)丙烷。這樣C-C鍵鍵角可達(dá)到鍵鍵角可達(dá)到105.5，環(huán)張力較小。，環(huán)張力較小。 正常正常鍵鍵 香蕉鍵香蕉鍵 正常正常鍵鍵43n環(huán)丁烷的成鍵環(huán)丁烷的成鍵 情況類似，不過(guò)原子軌道的重情況類似，不過(guò)原子軌道的重疊程度更大，環(huán)張力更小了，所以更加穩(wěn)定。疊程度更大，環(huán)張力更小了，所以更加穩(wěn)定。n同理，環(huán)戊烷比環(huán)丁烷更穩(wěn)定。同理，環(huán)戊烷比環(huán)丁烷更穩(wěn)定。n注意：從環(huán)丁烷起，不再是平面結(jié)構(gòu)。由

16、于不注意：從環(huán)丁烷起，不再是平面結(jié)構(gòu)。由于不是平面結(jié)構(gòu)，環(huán)已烷可以在保持正常鍵角的同是平面結(jié)構(gòu)，環(huán)已烷可以在保持正常鍵角的同時(shí)，形成完全的頭碰頭重疊，重疊程度最大，時(shí)，形成完全的頭碰頭重疊，重疊程度最大，所以特別穩(wěn)定。所以特別穩(wěn)定。n同理，中環(huán)及大環(huán)化合物也很穩(wěn)定。同理，中環(huán)及大環(huán)化合物也很穩(wěn)定。( (三三) )現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論的解釋現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論的解釋44第四節(jié)環(huán)烷烴的立體異構(gòu)第四節(jié)環(huán)烷烴的立體異構(gòu)（一）環(huán)烷烴的順?lè)串悩?gòu)（一）環(huán)烷烴的順?lè)串悩?gòu)HCH3HCH3HCH3CH3HHOHHOHHOHOHH45（二）脂環(huán)化合物的對(duì)映異構(gòu)（二）脂環(huán)化合物的對(duì)映異構(gòu)HOH2CCOOHHOOCCH2OH順式順式H

17、OH2CCOOHHOOCCH2OH反式反式461,3-二取代，順式和反式都沒(méi)有對(duì)映體二取代，順式和反式都沒(méi)有對(duì)映體 COOHCOOHHOOCCOOH反反-1,2-二取代有一對(duì)對(duì)映體二取代有一對(duì)對(duì)映體 COOHCOOH順順-1,2-二取代二取代(相同）沒(méi)有對(duì)映體相同）沒(méi)有對(duì)映體 取代四元環(huán)取代四元環(huán)HOOCCH3HOOCCH3471. 一取代環(huán)己烷的構(gòu)象一取代環(huán)己烷的構(gòu)象HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象CH3處于處于e鍵比較穩(wěn)定，是穩(wěn)定構(gòu)象。鍵比較穩(wěn)定，是穩(wěn)定構(gòu)象。48HHHHHHHHCHHHCH3CH3CH3HHHHHHHHH

18、CHHH3CCH3CH3（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象1. 一取代環(huán)己烷的構(gòu)象一取代環(huán)己烷的構(gòu)象較大基團(tuán)處于較大基團(tuán)處于e鍵比較穩(wěn)定，是穩(wěn)定構(gòu)象。鍵比較穩(wěn)定，是穩(wěn)定構(gòu)象。49（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象2. （相同）二取代環(huán)己烷的構(gòu)象（相同）二取代環(huán)己烷的構(gòu)象 ae型型 ee型型（順式）（順式） （反式，有一對(duì)對(duì)映體）（反式，有一對(duì)對(duì)映體）50（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象ee型 ae型順式 反式51多取代環(huán)已烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象，一般情況下這樣多取代環(huán)已烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象，一般情況下這樣畫出：先畫出基本的椅式構(gòu)象；畫出：先畫出基本的椅式構(gòu)象；然后找出最大的基團(tuán)，畫在平伏鍵上然后找出最大的基團(tuán)，畫在平伏鍵上(注意上注意上下下)；接下來(lái)根據(jù)其它基團(tuán)與最大基團(tuán)的相對(duì)位置接下來(lái)根據(jù)其它基團(tuán)與最大基團(tuán)的相對(duì)位置將它們一一畫出，這些基團(tuán)可能在將它們一一畫出，這些基團(tuán)可能在e鍵，也鍵，也可能在可能在a鍵。鍵。（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象52（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象H3CCH3C(CH3)3C(CH3)3CH3CH353（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象（三）取代環(huán)己烷的構(gòu)象多元取代：多元取代：肌醇肌醇OHOHOHOHOHHOOHOHOHOHOHOH54HHHH（