第五章 脂环烃

·· 41 第五章 脂 环 烃

学习要求

1、掌握脂环烃的命名方法和基本结构。

2、熟练掌握环烷烃和环烯烃的化学性质。

3、熟练掌握环烷烃的顺、反异构现象和环己烷的构象。

§ 5~1 脂环烃的分类命名和异构现象

一、分类

饱和脂环烃， 环烷烃 如：（ ）

1、 不饱和脂环烃 环烯烃 如：（ ）

环炔烃

环的大小： 小环（３～４元）；普通环（５～７元）；中环（（８～１２元）和

２、 大环（十二碳以上）。

环的多少： 单环； 多环（桥环， 螺环）

二、命名

１、环烷烃的命名

通式CnH2n 与单烯烃互为同分异构体。

n=3 C3H6 同分异构体数目1个; n=4 C4H8 同分异构体数目2个;

n=5 C5H10 同分异构体数目5个;

环烷烃命名：

⑴ 环上命名似烷烃，在名称前加上“环”字，叫环某烷；

⑵ 环上有取代基时，一元取代——某基环某烷；二元取代——用“次序规则”决定基团的排列先后，环上编号以小基团优先，写法时“较优”基团排在后面；多个取代基时，方法类同。

⑶ 有顺反异构时，则在命名最前写出“顺”或“反”名称。

⑷ 较复杂时，则把碳环看作取代基，叫法“环某基”。例如：

环丙烷环丁烷环戊烷CH3CH3CH3CH3CH3H2CCH3环已烷甲基环丙烷1,3-二甲基环丙烷1,1-二甲基环丙烷乙基环丙烷CH3·· 42 HH3CHCH3HH3CCH3H顺-1,2-二甲基环丙烷反-1,2-二甲基环丙烷OHHOHHOHHHOH顺-1,2-环已二醇反-1,2-环已二醇CH3CH2CHCH2CH33-环丙基戊烷

２、环烯烃的命名

（1）称为环某烯。

（2）以双键的位次和取代基的位置最小为原则。

例如：

3、多环烃的命名

（1） 桥环烃（二环、三环等） 分之中含有两个或多个碳环的多环化合物中，其中两个环共用两个或多个碳原子的化合物称为桥环化合物。

第五章 脂环烃

1、写出分子式C5H10的环烷烃的异构体的构造式。（提示：包括五环、四环和三环）

答案：

2、写出顺－1－甲基－4－异丙基环己烷的稳定构象式。

答案：

e (较大的基团放在e键上较稳定！)

3、写出下列各对二甲基环己烷的可能的椅式构象，并比较各异构体的稳定性，说明原因。

（1）顺－1，2－，反－1，2－（2）顺－1，3－，反－1，3－

（3）顺－1，4－，反－1，4－

答案：

规律（a）环己烷多元取代物较稳定的构象是e－取代基最多的构象。

（b）环上有不同取代基时，大的取代基在e键的构象较稳定。

（1）

aCH3HHCH3

顺 （e,a）

bCH3HCH3H cCH3CH3HH

反 ( e,e) 反 ( a,a)

稳定性 b > a > c

（2） a b

顺（e，e） 顺（a，a） c

反（e，a） 稳定性 a>c > b

（3） a b

反（e，e） 反（a，a） c

顺（e，a） 稳定性 a>c > b

4、写出下列化合物的构造式（用键线式表示）：

（1）1，3，5，7－四甲基环辛四烯（2）二环［3.1.1］庚烷

（3）螺［5.5］十一烷（4）methylcyclopropan

（5）cis－1，2－dimethylcyclohex

答案：

（1）（2）（3） （4）（5）CH3HHH3C

5、命名下列化合物：

（1） （2）CH3HHCH(CH3)2

（3） （4）

(5)

(6)

(7) (8) ClCl

答案：

（1）1－甲基－3－乙基环戊烷

（2）反—1—甲基—3—异丙基环己烷

（3）2，6－二甲基二环［2.2.2］辛烷

有机化学《烃》综合练习题

1．下列有机物可以形成顺反异构的是（ ）

A、丙烯 B、1-氯-1-丙烯 C、2-甲基-2-丁烯 D、2,3-二甲基-2-丁烯

2．下列有关同分异构体数目的叙述中，正确的是( )

A．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有3种

B．结构简式为的烃，分子中含有两个苯环的该烃的同分异构体为4种

C．含有5个碳原子的饱和链烃，其一氯取代物有8种

D．菲的结构简式为，它与硝酸反应，可生成6种一硝基取代物

3．分子式为C10H14的苯的同系物，其苯环上有4个甲基，符合条件的结构有（ ）

A、2种 B、3种 C、4种 D、5种

4．据调查，劣质的家庭装饰材料会释放出近百种能引发疾病的有害物质，其中一种有机物分子的球棍模型如右图，图中“棍”代表单键、双键或三键，不同大小的球代表不同元素的原子，且三种元素位于不同的短周期。下面关于该有机物的叙述不正确的是( )

A．有机物化学式为C2HCl3 ......................................... B．分子中所有原子在同一个平面内

C．该有机物难溶于水 D．可由乙炔和氯化氢加成得到

5．某液态烃，它不跟溴水反应，但能使KMnO4酸性溶液褪色。将其0.5 mol完全燃烧生成的CO2通入含5mol NaOH的溶液中，所得碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1:3 。则该烃是（ ）

A、1-丁烯 B、甲苯 C、1,3-二甲苯 D、2-甲基-3-乙基-2-戊烯

6．从柑橘中炼制萜二烯，下列有关它的推测，不正确的是( )

A．它不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

第五章 脂环烃(cycloalkane)

内容提要

本章学习脂环烃的结构、命名、性质，其中环烷烃的顺反异构、对映异构、构象分析是本章的难点；掌握这类化合物的化学性质及其制备方法；同时与前面所学的脂肪烃作比较，从反应机理上理解它们化学性质的异同点。

5.1 脂环烃的分类、命名和异构

环烷烃是指碳干为环状而性质和开链烃相似的烃类化合物。单环烷烃的通式为CnH2n，双环烷烃的通式为CnH2n-2。

5.1.1 脂环烃的分类

脂环烃按其成环特点可分为三类：单环烃、螺环烃及桥环烃(见表3.1)。

表3.1 脂环烃的类型

类 型 结构特征 实 例

单环烃 只含有一个碳环 环己烷

螺环烃 两个碳环共用一个碳原子

螺[3,3]庚烷

桥环烃 两个碳环共用两个以上碳原子 双环[2.2.0]己烷

化合物中环数目的确定是根据将环状化合物变为开链化合物需要断开的键的数目而确定。需要断开几个C—C键就是几环。例如金刚烷(见右图)，C10H16是三环。桥环化合物中，碳环共用的两个碳原子叫桥头碳原子。双环化合物可以看成是三条连在两个桥头上的桥所构成的。

5.1.2 脂环烃的命名

5.1.2.1 单环化合物的命名

根据饱和脂环烃环中碳原子的数目叫环某烷。当环上有取代基时，在母体环烃名称的前面加上取代基的名称和位置。环上碳原子的编号，应使表示取代基位置的数字尽可能小。取代基的顺序与烷烃命名相同。含有C=C双键的脂环烃叫环某烯，编号从双键碳原子开始，并考虑取代基位置。

5.1.2.2 桥环化合物的命名

饱和桥环化合物命名时，首先根据环的数目确定双环或者三环等，叫“几环”，然后把与桥头碳原子相连的各桥所含碳原子的数目按由大到小的顺序写在方括号里(每个数目之间用点隔开)，放在“几环”的后面；再根据组成所有环的碳原子金刚烷总数命名为“某烷”，放在方括号的后面。从桥头碳原子开始，由大环到小环，依次编号。对于相同大小的环，以取代基位置较小为佳。将取代基的位置及名称写在最前面。若环上含有双键，叫“某烯”，从桥头碳原子开始，由大环到小环依次编号，对于相同大小的环，以双键位置较小为宜，并标出双键位置。