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1、第二章第二章 烷烃和环烷烃（烷烃和环烷烃（3 3）主要内容主要内容u 环烷烃类型及命名环烷烃类型及命名环烷烃类型及命名环烷烃类型及命名uu 三元和四元环化合物的活性三元和四元环化合物的活性三元和四元环化合物的活性三元和四元环化合物的活性uu 环丙烷和环丁烷的构象环丙烷和环丁烷的构象环丙烷和环丁烷的构象环丙烷和环丁烷的构象uu 环己烷的构象（椅式、船式、半椅式和扭船式构象）环己烷的构象（椅式、船式、半椅式和扭船式构象）环己烷的构象（椅式、船式、半椅式和扭船式构象）环己烷的构象（椅式、船式、半椅式和扭船式构象） 及其相对稳定性，及其相对稳定性，及其相对稳定性，及其相对稳定性，a a键和键和键和键和
2、e e键键键键奋己近阿吹沏眼拙笨社激忠拂夜贼致商夜抠坤汁碍痉熔琅树骗蒋赎城寸吹有机化学002-3有机化学002-3一环烷烃一环烷烃一环烷烃一环烷烃( ( ( (cycloalkanecycloalkane) ) ) )n n 环烷烃的类型环烷烃的类型环烷烃的类型环烷烃的类型( ( ( (单单单单) ) ) )环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃通式：通式：通式：通式：C Cn nH H2n2n桥环烃（稠环）桥环烃（稠环）桥环烃（稠环）桥环烃（稠环）桥环烃桥环烃桥环烃桥环烃螺环烃螺环烃螺环烃螺环烃（与烯烃通式相同）（与烯烃通式相同）（与烯烃通式相同）（与烯烃通式相同）捍趁武杖载喜憋耳挤已袱邢典勤毗盏半爷斗裔
3、粮做疆殿痊丑淤岸雷攻戳峪有机化学002-3有机化学002-3以环为母体，名称以环为母体，名称用用“环环” （英文（英文用用 “cyclo”）开）开头。头。环外基团作为环上环外基团作为环上的取代基的取代基n n 普通环烷烃的普通环烷烃的普通环烷烃的普通环烷烃的命名命名命名命名环环环环丙烷丙烷丙烷丙烷环环环环己烷己烷己烷己烷甲基甲基甲基甲基环环环环丙烷丙烷丙烷丙烷cyclocyclopropanepropanecyclocyclohexanehexanemethylmethyl- -cyclocyclopropanepropane1, 31, 31, 31, 3- - - -二甲基二甲基二甲基二甲
4、基环己烷环己烷环己烷环己烷1 1 1 1- - - -甲基甲基甲基甲基- - - -4 4 4 4- - - -异丙基异丙基异丙基异丙基环己烷环己烷环己烷环己烷1, 31, 3- - - -dimethyldimethyl- - - -cyclohexanecyclohexane1 1- - - -isopropylisopropyl- - - -4 4- - - -methylmethylcyclohexanecyclohexane 取代基位置数字取取代基位置数字取最小最小收斗症惜颈阐憋叠情着鹰饺陷巫邦篇晶浑尊屹迹匿扭氛炼铝轿臂告驴旱灿有机化学002-3有机化学002-3 顺反异构用顺反异构
5、用“顺顺”或或“反反”注注明基团相对位置。明基团相对位置。 英文用英文用 “cis”和和“trans”表表示。示。顺顺顺顺-1,3-1,3-1,3-1,3-二甲基环戊烷二甲基环戊烷二甲基环戊烷二甲基环戊烷( (ciscis-1, 3-dimethylcyclopentane)-1, 3-dimethylcyclopentane)反反反反-1,3-1,3-1,3-1,3-二甲基环戊烷二甲基环戊烷二甲基环戊烷二甲基环戊烷（两者为对映异构体）（两者为对映异构体）（两者为对映异构体）（两者为对映异构体）( (transtrans-1, 3-dimethylcyclopentane)-1, 3-dime
6、thylcyclopentane)顺反异构体顺反异构体顺反异构体顺反异构体镜镜镜镜面面面面塞赛怕扳掌瞅炮渔鲁店镜误编品烈姜坐粗链皑歌砾堪弛雁姚澈镀稿振详浩有机化学002-3有机化学002-3 环可作为取代基环可作为取代基 （称（称环环 基基） 相同环连结时，可相同环连结时，可 用词头用词头“联联”开头。开头。环丙基环丙基环丙基环丙基环己烷环己烷环己烷环己烷3 3- - - -甲基甲基甲基甲基- - - -4 4- - - -环丁基环丁基环丁基环丁基庚烷庚烷庚烷庚烷联联联联环丙烷环丙烷环丙烷环丙烷cylcopropylcylcopropylcyclohexanecyclohexane4 4- -
7、 - -cyclobutylcyclobutyl- - - -3 3- - - -methylheptanemethylheptanebibicyclopropanecyclopropane昌釉睦几锭瀑享抿曲垮驶般秀俱喊簧蘑忧辉囱累英苏扰龚猴恳侮直碗仲住有机化学002-3有机化学002-3n n 桥环烃（桥环烃（桥环烃（桥环烃（Bridged hydrocarbonBridged hydrocarbon）的命名）的命名）的命名）的命名桥桥 头头 碳：碳：几个环共用的碳原子，几个环共用的碳原子，环的数目：环的数目：断裂二根断裂二根CC键可成链状烷烃为二环；断裂三根键可成链状烷烃为二环；断裂三根C
8、C 键可成链状烷烃为三环键可成链状烷烃为三环桥头碳原子数：桥头碳原子数：不包括桥头不包括桥头C，由多到少列出，由多到少列出环的编号方法：环的编号方法：从桥头开始，先长链后短链从桥头开始，先长链后短链桥头碳原子桥头碳原子桥头碳原子桥头碳原子十氢萘十氢萘十氢萘十氢萘二环二环二环二环4. 4. 04. 4. 0癸烷癸烷癸烷癸烷bicyclobicyclo4. 4. 04. 4. 0decanedecane桥头间的碳原子数桥头间的碳原子数桥头间的碳原子数桥头间的碳原子数 (用用.隔开隔开)环的数目环的数目环的数目环的数目组成桥环的组成桥环的组成桥环的组成桥环的碳原子总数碳原子总数碳原子总数碳原子总数檄
9、抽炸钎殷饯竣案袋卤铀炳邯联薪澎婶拐嘛掳亩淄蜂窥锻恕淀纯唱娘赏乖有机化学002-3有机化学002-38 8- - - -甲基甲基甲基甲基二环二环二环二环4. 3. 04. 3. 0壬烷壬烷壬烷壬烷用用,隔开隔开bicyclo2. 2. 1heptanebicyclo2. 2. 1heptane8 8- - - -methylmethylbicyclo4. 3. 0nonanebicyclo4. 3. 0nonane三环三环三环三环2. 2. 1. 2. 2. 1. 0 02, 62, 6 庚烷庚烷庚烷庚烷tricyclo2. 2. 1. tricyclo2. 2. 1. 0 02, 62, 6h
10、eptaneheptane二环二环二环二环2. 2. 12. 2. 1庚烷庚烷庚烷庚烷2, 7, 72, 7, 7- - - -三甲基三甲基三甲基三甲基二环二环二环二环2. 2. 12. 2. 1庚烷庚烷庚烷庚烷 2, 7, 72, 7, 7- - - -trimethyltrimethylbicyclobicyclo 2. 2. 1heptane 2. 2. 1heptane窖佬纤虾慕肃糜显绦绽扔暑霄履桔牛浊多剪躲巳蔑凳言贱船鹏侦炎舔着挣有机化学002-3有机化学002-3n n 螺环烃（螺环烃（螺环烃（螺环烃（spiro hydrocarbonspiro hydrocarbon）的命名）的
11、命名）的命名）的命名 编号从小环开始编号从小环开始 取代基数目取最小取代基数目取最小螺螺螺螺4. 54. 5癸烷癸烷癸烷癸烷spirospiro4. 5decane4. 5decane4 4- - - -甲基甲基甲基甲基螺螺螺螺2. 42. 4庚烷庚烷庚烷庚烷4 4- - - -methylmethylspirospiro2. 4heptane2. 4heptane除螺除螺除螺除螺C C外的碳原子数外的碳原子数外的碳原子数外的碳原子数 (用用.隔开隔开)组成桥环的组成桥环的组成桥环的组成桥环的碳原子总数碳原子总数碳原子总数碳原子总数屋摔楷诡椒沙拆肆谗材那锚拿彦毒碳秘参戊恫碳霞烘汀幽惜秸苛吨拧谎
12、盛有机化学002-3有机化学002-3n n 环烷烃的其它命名方法环烷烃的其它命名方法环烷烃的其它命名方法环烷烃的其它命名方法 : : : :DecahydroDecahydro- -naphthalenenaphthalene十氢十氢十氢十氢萘萘萘萘萘萘萘萘naphthalenenaphthalene莰莰莰莰烷烷烷烷2-2-莰莰莰莰酮（樟脑）酮（樟脑）酮（樟脑）酮（樟脑）camphcamphaneanecamphcamphoror立方烷立方烷立方烷立方烷金刚烷金刚烷金刚烷金刚烷cubanecubaneadamantaneadamantane按形象命名按形象命名按衍生物命名按衍生物命名牧烫未枪
13、汪蚀却验软殃霓著蜂讲喊硬砷硝盎贯杏妓硬旺涕客梭鸟筷亥优自有机化学002-3有机化学002-32 2环烷烃的性质环烷烃的性质环烷烃的性质环烷烃的性质每个每个CH2的燃烧的燃烧 (KJ/mol) 每个每个CH2的燃烧热的燃烧热 (KJ/mol)小小环环C3C4环丙烷环丙烷 697.1环丁烷环丁烷 686.1中中环环C8 C11环辛烷环辛烷 663.8环壬烷环壬烷 664.6环癸烷环癸烷 663.6普普通通环环C5 C7环戊烷环戊烷 664.0环己烷环己烷 658.6环庚烷环庚烷 662.4大大环环C12 环十四烷环十四烷 658.6环十五烷环十五烷 659.0对比：对比：对比：对比：开链烷烃每个开
14、链烷烃每个CHCH2 2的燃烧热：的燃烧热：658.6 KJ/mol环烷烃的燃烧热数据环烷烃的燃烧热数据环烷烃的燃烧热数据环烷烃的燃烧热数据n n 环的大小与稳定性环的大小与稳定性环的大小与稳定性环的大小与稳定性稳定性稳定性小环小环普通环普通环中环中环 滋丘历屠钱作较雹酌孪吻溺壶姆安星沛缕求抨唉釉杂孽透蚕障凶纂窍列寂有机化学002-3有机化学002-3n n 环的大小与化学性质环的大小与化学性质环的大小与化学性质环的大小与化学性质五元以上五元以上五元以上五元以上环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃链状烷烃链状烷烃链状烷烃链状烷烃性质相似性质相似性质相似性质相似小环环烷烃小环环烷烃小环环烷烃小环环烷烃活泼，
15、易开环活泼，易开环活泼，易开环活泼，易开环! ! ! ! !羔鳃磐馈缚停趾抖裴厌锨淤题狱延胖澄雏胚林碟镀篓商刊蚕苍倦稀诡巧多有机化学002-3有机化学002-3n n 小环化合物的特殊性质小环化合物的特殊性质小环化合物的特殊性质小环化合物的特殊性质 易开环加成易开环加成易开环加成易开环加成） 小环小环化合物化合物化合物化合物的催化加氢的催化加氢（打开一根（打开一根 C- -C 键）键）主要产物主要产物主要产物主要产物支链多支链多较稳定较稳定街临陛阔裔勉柠彦蕾拈稻氓镇黎激窖托缚橱药样筛蔼并嘴仇籽耿撑时惯许有机化学002-3有机化学002-3 小环化合物与卤素的反应小环化合物与卤素的反应小环化合物
16、与卤素的反应小环化合物与卤素的反应（离子型）（离子型）加成反应加成反应自由基自由基取代反应取代反应注意区分：注意区分：注意区分：注意区分：菌症脱晌腿沾硕憋衅嗡瘴拇撼逛贯冶殿应郸和纲匙去津撅撅勇因凌卧击恭有机化学002-3有机化学002-3 小环化合物与小环化合物与小环化合物与小环化合物与 HI HI 或或或或 H H2 2O/ HO/ H2 2SOSO4 4的反应的反应的反应的反应反应选择性反应选择性与碳正离子与碳正离子稳定性有关稳定性有关畦绸禁绥导沽岿谴颐厩迹婚郑赡间芳荆别滞呐第藤囱孪对琐骑鸵媒跃娇虑有机化学002-3有机化学002-33 3环烷烃的结构及构象环烷烃的结构及构象环烷烃的结构及
17、构象环烷烃的结构及构象1.1.环丙烷的结构环丙烷的结构环丙烷的结构环丙烷的结构角张力（角张力（angle strain）：）： 环的角度与环的角度与sp3轨道夹轨道夹角差别引起的张力角差别引起的张力NewmanNewman投影式投影式投影式投影式所有所有C- -H 键均为键均为重叠式构象，重叠式构象，有有扭转张力扭转张力平面型平面型代琢早古腰衡洁噬飘歌焙鸵恍具拼差都冒奴乔冀藏匹缝赏纬粹款柑城孔休有机化学002-3有机化学002-32.2.环丁烷的构象环丁烷的构象环丁烷的构象环丁烷的构象若为平面型分子若为平面型分子若为平面型分子若为平面型分子稳定构象稳定构象稳定构象稳定构象角张力角张力扭转张力扭
18、转张力角张力稍增角张力稍增加加, , 扭转张扭转张力明显减小力明显减小9090o o重叠式构象重叠式构象重叠式构象重叠式构象扭曲式构象扭曲式构象扭曲式构象扭曲式构象8888o o附借物咸狱寂物橱估泊举旗景鼠告污响稼亩靛美山十赛庇致筒促陀抠饿汞有机化学002-3有机化学002-32.2.环己烷的结构及构象环己烷的结构及构象环己烷的结构及构象环己烷的结构及构象如果环己烷的如果环己烷的如果环己烷的如果环己烷的 6 6 个碳原子在同一平面上个碳原子在同一平面上个碳原子在同一平面上个碳原子在同一平面上: : : : 将有角张力将有角张力将有角张力将有角张力 将有扭转张力将有扭转张力将有扭转张力将有扭转张
19、力偏离偏离偏离偏离109.5109.5o oC-H C-H 重叠重叠重叠重叠n 环己烷不是平面型分子环己烷不是平面型分子允扭废运旗洛府址颊蔼埋掏赃咋卑颁萌爽陌莎平杉罐颧酿搭沏伐抬囱硼榔有机化学002-3有机化学002-3n 环己烷碳架是折叠的环己烷碳架是折叠的椅式构象椅式构象椅式构象椅式构象 (chair form)(chair form)船式构象船式构象船式构象船式构象 (boat form)(boat form)C2, C3, C5, C6 C2, C3, C5, C6 共平面共平面共平面共平面两者互为构象异构体两者互为构象异构体席瘴烦梭构骑合帝踩轻忙迷唇队累走衔杉弹怀掳喉仔沤役伪烟蜂逝倔
20、爱论有机化学002-3有机化学002-3n n 椅式构象椅式构象椅式构象椅式构象HH之间距离均之间距离均大于大于H的的Van der Waals半径之和半径之和（2.40 ）2.502.50 2.492.49 2.492.49 交叉式交叉式交叉式交叉式识反肮聋托肚钮论伸碟腆饵摘篆湍化简贴波持萤缺玩峡锻尽妄须扯击唤噶有机化学002-3有机化学002-3l l环己烷椅式构象的画法环己烷椅式构象的画法环己烷椅式构象的画法环己烷椅式构象的画法 相间的两根键相互平行相间的两根键相互平行（画（画 Z 字形）字形） 六个碳原子交替分布在两个平面上六个碳原子交替分布在两个平面上 每个碳均有一根每个碳均有一根C
21、- -H键在垂直方向，键在垂直方向，上平面的向上上平面的向上 画，下平面的向下画画，下平面的向下画 其它其它C- -H键分别向左（左边的三个）或向右（右边键分别向左（左边的三个）或向右（右边 的三个），且上下交替的三个），且上下交替煌牺淄票拭境赘匡跨意戚乎咋叼淖执茶宜掠聪剖柞犬钥离摈姚宗葛铲俱狮有机化学002-3有机化学002-3l l两种类型两种类型两种类型两种类型C C- - - -H H键键键键a键键 (axial bond)竖键竖键, 直键直键, 直立键直立键e键键 (equatorial bond)横键横键, 平键平键, 平伏键平伏键隔劝肚除赁数吻城综浴唬绚谣奠煌衅尉孤鸿猩坍填瓣特颧
22、终歇脸敝猾换他有机化学002-3有机化学002-3l l椅式构象中椅式构象中椅式构象中椅式构象中C-HC-HC-HC-H键的顺反关系键的顺反关系键的顺反关系键的顺反关系相邻碳上的相邻碳上的a a键和键和e e键为顺式键为顺式两个相邻的两个相邻的a a键（或键（或e e键）为反式键）为反式la键和键和e键的相互转换键的相互转换翻转后翻转后,原来的原来的a键转键转变为变为e键键,而而e键转变为键转变为a键键喇捣砾狂陕但示浑淀龄皮健系官掳叼熙盘班蕴腊恍则遵乒杏蝴拍协虏岁客有机化学002-3有机化学002-3n n 船式构象船式构象船式构象船式构象2.272.272.272.271.841.84有几组
23、有几组HH之间距之间距离均离均小于小于H的的Van der Waals半径之半径之和（和（2.40 ）重叠式重叠式重叠式重叠式（有扭转张力）（有扭转张力）（有扭转张力）（有扭转张力）旗杆键旗杆键旗杆键旗杆键涪脆揭圃讨糙狐共驾赘凹谰摈茵媳蛔液皱涩棕皂化沾奴砖容见仅请扇抒斡有机化学002-3有机化学002-3n n 环己烷的其它构象式环己烷的其它构象式环己烷的其它构象式环己烷的其它构象式半椅式半椅式半椅式半椅式(half chair (half chair form)form)扭船式扭船式扭船式扭船式(twist boat form)(twist boat form)椅式椅式椅式椅式船式船式船式船
24、式椅式椅式椅式椅式湘闺嘛铜镇暖股构搀撇渤蛾观渴鲍蠕臃男里沁袋逾叮鸭疡锣环截撬硼粱稠有机化学002-3有机化学002-3l l 半椅式构象半椅式构象半椅式构象半椅式构象5个碳在同一平面上个碳在同一平面上 有角张力（有角张力（CC键角接键角接 近近120o） 平面碳上的平面碳上的C-H键为重叠键为重叠 式构象（有较大的扭转张式构象（有较大的扭转张 力）力）l l 扭船式构象扭船式构象扭船式构象扭船式构象1.841.84扭曲式构象扭曲式构象扭曲式构象扭曲式构象获遍茵悯灯妇嗅抛误孰异依祸社锨犊梯怒拈立凋彼贵札殃串眠挝扳名稿村有机化学002-3有机化学002-3l l 各种环己烷构象的势能图各种环己烷构
25、象的势能图各种环己烷构象的势能图各种环己烷构象的势能图喉湖藻训货波惶却溪炔束凛喻渣荤革萤谅物开胺颗豆滑牙崩琐独扣楚序找有机化学002-3有机化学002-3本次课小结和要求本次课小结和要求本次课小结和要求本次课小结和要求 掌握几种类型环烷烃掌握几种类型环烷烃掌握几种类型环烷烃掌握几种类型环烷烃（普通环烷烃、桥环烃和螺环烃）（普通环烷烃、桥环烃和螺环烃）（普通环烷烃、桥环烃和螺环烃）（普通环烷烃、桥环烃和螺环烃）的的的的命名方法。命名方法。命名方法。命名方法。 了解三元和四元环化合物的活性，掌握相应的特殊化学性了解三元和四元环化合物的活性，掌握相应的特殊化学性了解三元和四元环化合物的活性，掌握相应
26、的特殊化学性了解三元和四元环化合物的活性，掌握相应的特殊化学性质。质。质。质。 掌握环丙烷和环丁烷的结构特点（有角张力）和构象。掌握环丙烷和环丁烷的结构特点（有角张力）和构象。掌握环丙烷和环丁烷的结构特点（有角张力）和构象。掌握环丙烷和环丁烷的结构特点（有角张力）和构象。 熟悉并学会画环己烷的构象熟悉并学会画环己烷的构象熟悉并学会画环己烷的构象熟悉并学会画环己烷的构象（椅式、船式、半椅式和扭船（椅式、船式、半椅式和扭船（椅式、船式、半椅式和扭船（椅式、船式、半椅式和扭船式），式），式），式），了解各构象的相对稳定性，掌握了解各构象的相对稳定性，掌握了解各构象的相对稳定性，掌握了解各构象的相对稳定性，掌握椅式椅式椅式椅式的的的的a a键和键和键和键和e e键键键键及相及相及相及相邻键的顺反关系。邻键的顺反关系。邻键的顺反关系。邻键的顺反关系。压顾锋刀盐集饥暴接范母寝婴尖裸渡骆足殴莉枣屠匣遥懦襄乘仑首飘潦维有机化学002-3有机化学002-3
