Organic chemisly 第三章脂环烃 Alicyclic hydrocarbon 重点 脂环烃的命名、环烷烃的性质 2、脂环烃的结构与环的稳定性的关系 难点 脂环烃的结构与环的稳定性的关系 第三章脂环烃
第三章 脂 环 烃 Alicyclic hydrocarbon 重点： 1、脂环烃的命名、环烷烃的性质 2、脂环烃的结构与环的稳定性的关系 难点： 脂环烃的结构与环的稳定性的关系
Organic chemisly 制第一节脂环烃的分类、命名和异构现象 Classification Nomenclature and isomerism of Alicyclic hydrocarbon 脂环烃是指分子中含有环状碳骨架而性质又与脂肪烃类似的烃类。 、分类 1按分子中碳环的数目分为:单环脂环烃;二环脂环烃,多环脂环烃 2.按碳环中是否存在不饱和键,可分为:环烷烃、环烯烃和环炔烃 例如 3环的大小:小环(3~4元);普通环(5~7元); 中环(8~12元)和大环(十二碳以上)。 本章重点讨论单环环烷烃。 单环环烷烃通式:CnH2n,与碳原子数相同的单烯烃互为同分 异构体。 第三章脂环烃
脂环烃是指分子中含有环状碳骨架而性质又与脂肪烃类似的烃类。 一、分类 1.按分子中碳环的数目分为：单环脂环烃；二环脂环烃，多环脂环烃。 2.按碳环中是否存在不饱和键，可分为：环烷烃、环烯烃和环炔烃。 例如： 3.环的大小：小环（３～４元）；普通环（５～７元）； 中环（８～１２元）和大环（十二碳以上）。 本章重点讨论单环环烷烃。 单环环烷烃通式：CnH2n ，与碳原子数相同的单烯烃互为同分 异构体。 第一节 脂环烃的分类、命名和异构现象 Classification, Nomenclature and Isomerism of Alicyclic hydrocarbon CH3
Organic chemisly 命名 单环环烷烃的命名 (1)和烷烃命名相似,在烷烃的前面加上“环”字。对于不带支 链的环烷烃,根据分子中成环碳原子数目,称为环某烷。 (2)取代基名称写在环烷烃名称前面;一个取代基时,该取代基 所连接的碳原子编号为“1”,且可省略。例如: CH2 CH 甲基环丙烷 乙基环己烷 (3)如环上有两个以上取代基,编号时,小的基团在前(位次 在前),大的基团在后(位次在后);将取代基的位次、个数 名称写在环烷烃名称的前面。例如 HCH3 第三章脂环烃 1,3一二甲基环戊烷 甲基-4—乙基环己烷
二、命名 １．单环环烷烃的命名 （1）和烷烃命名相似，在烷烃的前面加上“环”字。对于不带支 链的环烷烃，根据分子中成环碳原子数目，称为环某烷。 （2）取代基名称写在环烷烃名称前面；一个取代基时，该取代基 所连接的碳原子编号为“1”，且可省略。例如： CH3 CH2CH3 甲基环丙烷 乙基环己烷 （3）如环上有两个以上取代基，编号时，小的基团在前（位次 在前），大的基团在后（位次在后）；将取代基的位次、个数、 名称写在环烷烃名称的前面。例如： CH3 CH3 CH3 CH2CH3 1,3－二甲基环戊烷 1－甲基－4－乙基环己烷
Organic chemisly 2环烯烃和环炔烃的命名 (1)和烯烃命名相似,根据碳原子数目,在相应的烯烃名称前 面加上“环”字,称为“环某烯” (2)编号时使双键位次最小。 (3)如环上有两个以上双键,要把双键的位次都写出来。 例如: 环戊烯1一甲基环戊烯3,4-二甲基环己烯1,3-环戊烯3-甲基-1,4一环己二烯 环炔烃命名与环烯烃命名相似,“烯”字改为“炔”字即可 第三章脂环烃
２.环烯烃和环炔烃的命名 （1）和烯烃命名相似，根据碳原子数目，在相应的烯烃名称前 面加上“环”字，称为“环某烯”。 （2）编号时使双键位次最小。 （3）如环上有两个以上双键，要把双键的位次都写出来。 例如： 环戊烯 1－甲基环戊烯 3，4－二甲基环己烯 1，3－环戊烯 3－甲基－1，4－环己二烯 环炔烃命名与环烯烃命名相似，“烯”字改为“炔”字即可
Organic chemisly 第二节环烷烃的性质 Properties of cyclanes 物理性质 常温常压下环丙烷、环丁烷为气体;环戊烷、环已烷为液 体。环烷烃的熔点、沸点、和密度都较含同数碳原子的开链烷 烃高。 可以看到结构对它们所起的作用。链状化合物可以比较自由 的摇动,分子间“拉”得不紧,容易挥发,所以沸点低一些 由于这种摇动,它比较难以在晶格内作有次序的排列,所以它 的熔点也低一些。环烷烃排列得紧密一些,所以密度高一些。 第三章脂环烃
第二节 环烷烃的性质 Properties of Cyclanes 一 、物理性质 常温常压下环丙烷、环丁烷为气体；环戊烷、环己烷为液 体。环烷烃的熔点、沸点、和密度都较含同数碳原子的开链烷 烃高。 可以看到结构对它们所起的作用。链状化合物可以比较自由 的摇动，分子间“拉”得不紧，容易挥发，所以沸点低一些。 由于这种摇动，它比较难以在晶格内作有次序的排列，所以它 的熔点也低一些。环烷烃排列得紧密一些，所以密度高一些
Organic chemisly 二、化学性质 1环烷烃具有和开链烷烃相似的性质。 (1)取代反应:在光照或加热条件下,与卤素反应 光 cl CI 300℃ B 第三章脂环烃
二、化学性质 1.环烷烃具有和开链烷烃相似的性质。 （1）取代反应：在光照或加热条件下，与卤素反应 Cl 2 Cl Br 2 Br + 光 ＋ 300℃
Organic chemisly (2)氧化反应 ①常温下,环烷烃很稳定,一般不与氧化剂,空气中的氧反应, 即使性质最活泼的环丙烷,也不与KMnO4反应。因此,可以利 用KMnO4区别环烷烃和不饱和烃(与烷烃相似)。例如 CH3 KMnO4 C=0 CH=C - - t CH3 H3C ②但在强热下,例如与强氧化剂共热或催化剂存在下,环烷烃也 可被氧化。 +O,催化剂 =O+ (空气) 环己酮 环己醇 第三章脂环烃
（2）氧化反应 ①常温下，环烷烃很稳定，一般不与氧化剂，空气中的氧反应， 即使性质最活泼的环丙烷，也不与KMnO4 反应。因此，可以利 用KMnO4 区别环烷烃和不饱和烃（与烷烃相似）。例如： CH＝C CH3 CH3 COOH + C＝O H3C H3C KMnO4 ②但在强热下，例如与强氧化剂共热或催化剂存在下，环烷烃也 可被氧化。 ＋O2 （空气） O OH 催化剂 ＋ 环己酮 环己醇
Organic chemisly 60%HNO HOOC(CH)4COOH 己二酸 己二酸是合成锦纶66(尼龙)的原料 2环烷烃特殊的化学性质—开环加成反应 小环环烷烃(环丙烷、环丁烷等)可以开环加成,而环戊烷 环已烷却不易或不能进行类似反应。 (1)催化氢化 →+ CH3CH2CH3 H2 200℃CH3CH2CH2CH3 Pt CH2 CH,CH,CHoCH 300℃C 第三章脂环烃
60%HNO3 己二酸 HOOC(CH2 ) 4 COOH 己二酸是合成锦纶—66（尼龙）的原料。 2.环烷烃特殊的化学性质——开环加成反应 小环环烷烃（环丙烷、环丁烷等）可以开环加成，而环戊烷、 环己烷却不易或不能进行类似反应。 （1）催化氢化 + H2 Ni 80℃ CH3CH2CH3 + H2 Ni 200℃ CH3CH2CH2CH3 + H2 Pt 300℃ CH3CH2CH2CH2CH3
Organic chemisly (2)与卤素反应:环丙烷常温下使Br2CCl4褪色,利 用此反应可以鉴别环丙烷和烷烃。 环戊烷与环己烷比较稳定,即使加热也不与X2进行开 环反应,发生的却是取代反应。 CCl4 br2 CH,,CH, Br CCl4 B 2 △ CH,BrCH2,,Br (3)与IX反应:环丙烷、环丁烷与IX加成,开环生成 卤代烃。 hI CH. CH Br CH CHCHCHI 第三章脂环烃
（2） 与卤素反应：环丙烷常温下使Br2－CCl4 褪色，利 用此反应可以鉴别环丙烷和烷烃。 环戊烷与环己烷比较稳定，即使加热也不与X2进行开 环反应，发生的却是取代反应。 （3）与HX反应：环丙烷、环丁烷与HX加成，开环生成 卤代烃。 + HBr CH3CH2CH2Br + HI CH3CH2CH2CH2 I Br + 2 CCl4 CH2BrCH2CH2Br Br + 2 CCl4 CH2BrCH2CH2CH2Br
Organic chemisly 环戊烷以上环烷烃一般不与HX加成。 NcH+HBt—- CH3 CH2 CHBICH3(符合马氏规则) t HI CH3 CH(CH3)CH(CH3hI 说明:烃基取代的环丙烷与HX反应时,环的破裂发生 在取代基最多与取代基最少的两个成环碳原子之间,并遵 循马氏规则。 综上所述,环丙烷、环丁烷易发生加成反应;环戊烷 与环已烷易发生取代和氧化反应。它们的化学性质可概括 为“小环似烯,大环似烷”。 第三章脂环烃
环戊烷以上环烷烃一般不与HX加成。 CH + HBr CH3CH2CHBrCH3 3 （符合马氏规则） + HI CH3CH(CH3 )CH(CH3 ) 2 I 说明：烃基取代的环丙烷与HX反应时，环的破裂发生 在取代基最多与取代基最少的两个成环碳原子之间，并遵 循马氏规则。 综上所述，环丙烷、环丁烷易发生加成反应；环戊烷 与环己烷易发生取代和氧化反应。它们的化学性质可概括 为“小环似烯，大环似烷