第四章环烷烃
基本内容和重点要求
环烷烃的结构及其稳定性；
环己烷及其衍生物的构象；
脂环烃的化学性质
重点要求掌握环己烷及其衍生物的构象；小环的开环规律。
4.1 脂环烃的分类和命名
具有环状结构的碳氢化合物称为环烃，环烃又可分为脂环烃和芳香烃。开链烃两端连接成环的化合物与链烃性质相似，称为脂环烃
4.1.1 分类
4.1.2 脂环烃的命名
1、单环脂环烃
单环脂环烃的命名与烷烃相似，根据成环碳原子数称为“某”烷，并在某烷前面冠以“环”字，叫环某烷。例如：
环丙烷环丁烷环已烷
环上带有支链时，一般以环为母体，支链为取代基进行命名，如：
CH3
二甲基环丙烷
CH3
1-甲基-4-异丙基环已烷
若环上有不饱和键时，编号从不饱和碳原子开始，并通过不饱和键编号，如： 5-甲基-1，3-环戊二烯
3-甲基环已烯
环上取代基比较复杂时，环烃部分也可以作为取代基来命名。如：
2-甲基-3-环戊基戊烷
2.、多环体系 1）螺环
两环共用一个碳原子的环烷烃。
螺原子：两个碳环共用的碳原子
命名：按成环碳原子数称为螺X 烷，编号从较小环中与共用碳相邻的碳原子开始，从小环经共用碳到大环，并使取代基位数最小。
方括号中（从小到大），标明两个碳环（除螺 原子外）的碳原子数，数字用圆点分开。
取代基螺[X.Y]某烷
CH 3
CH 3
CH 3CH 2CH CH
4-甲基螺[2.4]庚烷
2）桥环
两环共用两个以上碳原子的环烃。
桥头碳原子：指定两环连接处的两个碳原子
桥：两个桥头碳原子之间的碳链或一个键。
命名：以二环为词头，按成环碳原子个数称为二环X烷。找出桥头碳，排出长短桥，编号从桥头开始从大桥到小桥，并使取代基位数最小。
在方括号中以阿拉伯数字由大到小分别标明桥碳原子数（桥头碳不计入）二环桥环烃：视为两个桥头间用三道桥连起来，放方括号中有三个数用圆点分开，（由长→中→短桥)
取代基-环数[X.Y.Z]母体
2-甲基二环[2，2，0]己烷
2,8-二甲基-1-乙基二环[3.2.1] 辛烷
Br 2
H Br
Br
++300℃
Cl 2
HCl
Cl
+
+
4.2 环烷烃的物理性质
环烷烃的物理性质和递变规律与烷烃和烯烃相似，但亦有差别。最显著的差别是环烷烃的熔点、沸点都较含同数碳原子的烷烃和烯烃高，相对密度较含同数碳原子的直链烷烃和烯烃大，但仍比水轻。
4.3 脂环烃的化学性质
4.3.1 环烷烃的反应
环烷烃与直链烃结构相似，所表现出的化学性质也相似，常温下，不与强酸.强碱.强氧化剂.强还原剂起反应，可以起燃烧.热解.卤代等反应。但小环烷烃有一些特殊的性质，即容易开环生成开链化合物。
（1） 取代反应 与开链烷烃的性质相似
Cl 2
Cl
HCl
+
+
H 2C H 3CH 2CH 380℃+H 2
C H 3CH 2CH
2CH 3
200℃
+
Ni H 2
C H 3CH 2CH 2CH
2CH 3
300℃
+
CH 3
CH
CH CH 3CH CH 2CH 3
（2）催化加氢
与烯烃的性质相似
从环丙烷到环戊烷，开环加氢的难度逐渐增大。 （3） 加卤素或卤化氢
四碳及以上环烷烃室温下均不能与卤素或卤化氢反应
取代环丙烷与卤化氢的加成符合马氏规则 ：
BrCH 2CH 2CH 2Br
CH 2CH 32Br
C
CH CH
3
CH CH
3
C H
3 C H 3Br C
CH
3
Br
CH
3
OH O
+
CH
2
2
CH
2
CH
2
COOH
COOH
CH
3
3
C
H
3
C
H
3
（4）氧化反应
常温下，饱和的环对氧化剂稳定。用强氧化剂加热时，或在催化剂作用下用空气直接氧化，环烷烃可被氧化成不同的产物
C
H
3
C
H
3
COOH O C
CH
3
3
+
CH 22CH 2CH 2CHO CHO
臭氧化
O 3
Zn,H2O
Br
2
Br Br
+
可用于区别环烷烃和烯烃
4.3.2 环烯烃的反应
（1） 加成和氧化反应
环烯烃的双键和开链烯烃一样很容易发生加成和氧化（或臭氧化）反应。
符合马氏规则
环戊二烯加一分子溴时仅发生1，4-加成
Br 2 CCl 4
Br Br
加成
（2）狄尔斯-阿尔德（Diels-Aider ）反应
二环[2.2.1]-5 -庚烯-2-羧酸甲酯
二环[2.2.1]-2,5-庚二烯
4.3 脂环烃的结构
4.3.1 脂环化合物的顺反异构
脂环化合物由于环的限制，环上所连接的原子或基团，如同连接在碳碳双键上一样，不能自由旋转。如果环上有两个或两个以上的碳原子各自连有不同的原
顺-1，2-二甲基环丙烷
反-1，2-二甲基环丙烷
取代基在环的同侧为顺式 取代基在环的不同侧为反式
3
33
3
CH 3
H 33
H 3
