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1、1.掌握脂环烃的命名；2.掌握脂环烃的化学性质；3.理解环的大小与环张力、稳定性的关系。学习目标 第四章第一部分 脂环烃 第一节第一节 脂环烃的分类脂环烃的分类1、根据形成环的碳原子数分类：根据形成环的碳原子数分类：环丙烷环丙烷环丁烷环丁烷环戊烷环戊烷环己烷环己烷2、按分子中有无不饱和键分类：按分子中有无不饱和键分类：环戊烯环戊烯环己烯环己烯环己炔环己炔1,3环己二烯环己二烯3 3、另外还有双环、多环脂环烃：另外还有双环、多环脂环烃：十氢化萘十氢化萘螺螺5,5十一烷十一烷二环二环2,2,1庚烷庚烷二环二环2,2,2辛辛2烯烯三环三环2,2,1,02,6庚烷庚烷立方烷立方烷篮烷篮烷金刚烷金刚烷第
2、二节第二节 脂环烃的同分异构和命名脂环烃的同分异构和命名一、脂环烃的同分异构脂环烃的异构有构造异构和顺反异构。如C5H10环烃的异构有：简单环烃的命名与相应的脂肪烃基本相同，只是在名称前加一“环”字。当环上连有取代基时，则脂环烃是以环为母体，将成环碳原子编号。编号使取代基位置编号尽可能小。当环上有取代基及不饱和键时，不饱键以最小的号数表示。如：甲基环戊烷甲基环戊烷1,2二甲基环己烷二甲基环己烷1甲基甲基3异丙异丙基环己烷基环己烷二、脂环烃的命名1,4二甲基二甲基1乙乙基环己烷基环己烷1甲基甲基1,3环环戊二烯戊二烯乙烯基环丙烷乙烯基环丙烷3,4二甲基环己烯二甲基环己烯环己基环己烷环己基环己烷环
3、戊基甲酸环戊基甲酸环己酮环己酮1甲基甲基3乙烯乙烯基环己烷基环己烷 编号原则编号原则：从桥的一端开始，沿最长桥编致桥的另一端，再沿次长桥致始桥头，最短的桥最后编号。 命名命名：根据成环碳原子总数目称为环某烷，在环字后面的方括号中标出除桥头碳原子外的桥碳原子数（大的数目排前，小的排后），（如左图）。其他同环烷烃的命名。 例如:上化合物命名为 :7，7-二甲基二环二甲基二环2.2.1庚烷庚烷 两个环共用一个碳原子的环烷烃称为螺环烃。 编号原则编号原则：从较小环中与螺原子相邻的一个碳原子开始，徒经小环到螺原子，再沿大环致所有环碳原子。 命名命名：根据成环碳原子的总数称为环某烷，在方括号中标出各碳环中
4、除螺碳原子以外的碳原子数目（小的数目排前，大的排后），其他同烷烃的命名。 (2) 螺环烃螺环烃第三节第三节环烷烃的结构与稳定性环烷烃的结构与稳定性根据烷烃碳原子的根据烷烃碳原子的sp3杂化，杂化，sp3杂化轨道之间的夹角为杂化轨道之间的夹角为109.5来判断形成环后键角的变化，确定其稳定性。来判断形成环后键角的变化，确定其稳定性。环丙烷分子中三个碳原子必然要在一个平面上，这样环丙烷分子中三个碳原子必然要在一个平面上，这样CCC键角就应该是键角就应该是60。环烷烃中的碳也是。环烷烃中的碳也是sp3杂化的，而正常杂化的，而正常的的sp3杂化轨道之间的夹角为杂化轨道之间的夹角为109.5，因此在环丙
5、烷中碳原子核因此在环丙烷中碳原子核之间的连线与正常的之间的连线与正常的sp3杂化轨道之间角度偏差的结果是杂化轨道之间角度偏差的结果是CC之间的电子云不可能在原子核连线的方向上重叠之间的电子云不可能在原子核连线的方向上重叠，也就，也就是没有达到最大程度的重叠，这样形成的键就没有正常的是没有达到最大程度的重叠，这样形成的键就没有正常的键键稳定。稳定。所以环丙烷的稳定性比烷烃要差得多，通常叫做分子内所以环丙烷的稳定性比烷烃要差得多，通常叫做分子内存在着张力。存在着张力。分子内这种张力是由于键角的偏差引起的，所以叫做角张分子内这种张力是由于键角的偏差引起的，所以叫做角张力。环丁烷的情况与环丙烷相似，分
6、子中也存在着张力，但比力。环丁烷的情况与环丙烷相似，分子中也存在着张力，但比环丙烷稳定。环丙烷稳定。三元以上的环，成环的原子可以不在一个平面内。三元以上的环，成环的原子可以不在一个平面内。环丁烷环丁烷环戊烷环戊烷环己烷环己烷(椅式椅式)环己烷环己烷(船式船式)环己烷环己烷(扭船式扭船式)环丙烷的立体图环丙烷的立体图环丁烷的立体图环丁烷的立体图环戊烷的立体图环戊烷的立体图环己烷椅型的立体图环己烷椅型的立体图环己烷船型的立体图环己烷船型的立体图环己烷扭船型的立体图环己烷扭船型的立体图环庚烷的立体图环庚烷的立体图环辛烷的立体图环辛烷的立体图环壬烷的立体图环壬烷的立体图环癸烷的立体图环癸烷的立体图结论
7、：结论：小环（三元环、四元环）不稳定；小环（三元环、四元环）不稳定；大环（五元环、六元环、大环（五元环、六元环、 ）较稳定。）较稳定。金刚烷金刚烷环癸烷环癸烷环烷烃的燃烧热与稳定性环烷烃的燃烧热与稳定性对大量化合物的数据的调查说明：一个脂肪烃的燃烧热，对大量化合物的数据的调查说明：一个脂肪烃的燃烧热，与得自假定每一个结构单元有一定特征燃烧热而进行计算的结与得自假定每一个结构单元有一定特征燃烧热而进行计算的结果相当接近。对于一个亚甲基（果相当接近。对于一个亚甲基（CH2）所贡献的燃烧热非）所贡献的燃烧热非常接近于常接近于657.9kJ/mol。环的大小环的大小每一个亚甲基的每一个亚甲基的燃烧热，
8、燃烧热，kJ/mol环的大小环的大小每一个亚甲基的每一个亚甲基的燃烧热，燃烧热，kJ/mol3696.47661.74685.58662.95663.49663.86657.910662.9开链：开链：657.9kJ/mol我们注意到：环丙烷中的每一个亚甲基（我们注意到：环丙烷中的每一个亚甲基（CH2）的燃）的燃烧热比开链数值的烧热比开链数值的657.9kJ/mol大大38.5kJ；环丁烷中的则比开链；环丁烷中的则比开链数值大数值大27.6kJ。不管。不管CH2基团在什么化合物中，它燃烧时基团在什么化合物中，它燃烧时都生成同样的产物：都生成同样的产物：CO2 + H2O如果环丙烷及环丁烷的每一
9、个如果环丙烷及环丁烷的每一个CH2基团释放出的能量基团释放出的能量大于开链化合物的每一个大于开链化合物的每一个CH2，这意味着它们的每一个亚，这意味着它们的每一个亚甲基甲基CH2含有较大的能量。因此环丙烷及环丁烷比开链化含有较大的能量。因此环丙烷及环丁烷比开链化合物不稳定。合物不稳定。结论：结论：小环（三元环、四元环）不稳定；小环（三元环、四元环）不稳定；大环（五元环、六元环、大环（五元环、六元环、 ）较稳定。）较稳定。第四节第四节 环烷烃的性质环烷烃的性质一、物理性质一、物理性质 脂环烃的物理性质与开链烷烃相似。环丙烷和环丁烷在常温下是气体，环戊烷是液体，高级环烷烃是固体，如环三十烷的熔点为
10、56。环烷烃的熔点、沸点和相对密度都比含同数碳原子的烷烃为高（表4-1）,原因是环烷烃排列比开链烷烃紧密一些。1。取代反应。取代反应对于稳定的环烷烃，在高温或光照下发生取代反应。对于稳定的环烷烃，在高温或光照下发生取代反应。二、二、 化学性质化学性质（一）环烷烃的反应（一）环烷烃的反应2。加成反应。加成反应取代环烷烃的加成反应取代环烷烃的加成反应3。氧化反应。氧化反应环状化合物与一般的氧化剂不反应，但在强烈条件下还是环状化合物与一般的氧化剂不反应，但在强烈条件下还是能发生反应的。能发生反应的。（二）环烯烃和环二烯的反应1环烯烃的加成反应2氧化反应 双键很容易被高锰酸钾、臭氧等氧化剂氧化，可用高
11、锰酸钾溶液来区别烯烃与环丙烷衍生物。3双烯烃的双烯合成反应 【课堂练习课堂练习】从化合物从化合物A分子式为分子式为C4H8，它能使溴溶液褪色，但不能使稀，它能使溴溶液褪色，但不能使稀的高锰酸钾溶液褪色。一摩尔的高锰酸钾溶液褪色。一摩尔A与与1molHBr作用生成作用生成B，B也可以也可以从从A的同分异构体的同分异构体C与与HBr作用得到，作用得到，C分子式也是分子式也是C4H8，能使溴，能使溴溶液褪色，也能使稀的酸性高锰酸钾溶液褪色，推导出溶液褪色，也能使稀的酸性高锰酸钾溶液褪色，推导出A、B、C可能的结构式。可能的结构式。：用化学方法鉴别下列化合物：用化学方法鉴别下列化合物：异丁烯甲基环己烷异丁烯甲基环己烷1,2二甲基环丙烷二甲基环丙烷Br2/CCl4KMnO4溶液溶液
