《有机化学》课程教学资源_有机化学-F2159_课件_第5章 脂环烃

第五章脂环烃 结构上具有环状碳骨架，而且性质上与脂肪 烃（开链烃）相似的烃类，总称为脂环烃。 ◆脂环烃的定义、分类及命名 ◆脂环烃的性质 ◆环烷烃的环张力和稳定性 ◆环烷烃的结构

1 ◆脂环烃的定义、分类及命名 ◆脂环烃的性质 ◆环烷烃的环张力和稳定性 ◆环烷烃的结构 结构上具有环状碳骨架，而且性质上与脂肪 烃（开链烃）相似的烃类，总称为脂环烃

一、脂环烃的分类和命名 1、脂环烃的分类 根据分子中是否含有重键： CnH2n 饱和脂环烃 环烷烃 如 脂环烃 环烯烃 如 GnHgn-2 不饱和脂环烃 环二烯烃 如 CnH2i-4· 环炔烃 如 CH2n-4 根据环的大小： 小环3~4C,普通环5~7C,中环8~11C,大环>12C。 根据环的个数：单环烃、双环烃、多环烃

2 脂环烃 不饱和脂环烃 环烯烃 环二烯烃 环炔烃 饱和脂环烃 环烷烃 如 如 如 如 . . . . . . . . 一、脂环烃的分类和命名 1、脂环烃的分类 根据分子中是否含有重键: 根据环的大小: 小环3~4C, 普通环5~7C, 中环8~11C, 大环>12C。 根据环的个数: 单环烃、双环烃、多环烃。 CnH2n CnH2n-2 CnH2n-4 CnH2n-4

螺环烃： →螺原子 双环 ,桥头碳原子 体系 桥环烃： 化合物中环数目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一C键就是几环。 金刚烷：三环

3 双环 体系 螺环烃: 桥环烃: 螺原子 桥头碳原子 化合物中环数目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。 金刚烷: 三环

2、脂环烃的命名 1)单环体系 成环碳原子数，环某烷。环上的支链作为取代基， 数个取代基要编号（取小位次。 较优基团后置较大编号)，较小基前置（较小编号） CH: 甲基环戊烷 1-甲基-4-异丙基环己烷 CH3 1,1,4-三甲基环己烷 CH3 反-1,4-二甲基环己烷 CH3 C2H5 甲基-3-丙基环己烷 顺-1-甲基-3-乙基环己烷

4 甲基环戊烷 1-甲基-4-异丙基环己烷 CH3 CH3 C2H5 1,1,4-三甲基环己烷 1-甲基-3-丙基环己烷 CH3 CH3 反-1,4-二甲基环己烷 顺-1-甲基-3-乙基环己烷 2、脂环烃的命名 1) 单环体系 成环碳原子数, 环某烷。环上的支链作为取代基, 数个取代基要编号(取小位次)。 较优基团后置(较大编号), 较小基前置(较小编号)

分子中有不饱和碳碳键，命名时应使不饱和 键上的碳编号最小。 1-甲基环戊烯 3-甲基环戊烯 1,3-环己二烯 CH3 3-甲基-1,4-环己二烯 CH3CH2 5 3-甲基-5-乙基环已烯

5 分子中有不饱和碳碳键, 命名时应使不饱和 键上的碳编号最小。 1-甲基环戊烯 3-甲基环戊烯 3-甲基-1,4-环己二烯 1,3-环己二烯 1 2 3 3 1 2 4 4 5 5 CH3 6 CH(CH3) 2 CH3 CH2 CH3 1-甲基-2-异丙基环戊烷 3-甲基-5-乙基环已烯 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 5

2)双环体系（螺环和桥环烃 ①螺环烃：两个环共用一个碳原子螺原子)。 螺ab某烃(a≤b) 根据成环碳原子总数目称为螺某烷或螺某烯；在螺字后 面的方括号内，用阿拉伯数字标出两个碳环除了共有碳原子 以外的碳原子数目，小的数在前，大的数在后，用圆点隔开；编 号从小环到大环（从小环中与螺原子相邻的碳原子开始）。 10 76 12 螺3.4辛烷 螺4.5-6-癸烯 螺4.5-1,6-癸二烯

6 2) 双环体系 (螺环和桥环烃) ① 螺环烃：两个环共用一个碳原子(螺原子)。 根据成环碳原子总数目称为螺某烷或螺某烯; 在螺字后 面的方括号内, 用阿拉伯数字标出两个碳环除了共有碳原子 以外的碳原子数目, 小的数在前, 大的数在后, 用圆点隔开; 编 号从小环到大环(从小环中与螺原子相邻的碳原子开始)。 1 2 3 4 6 5 7 8 螺[3.4]辛烷 8 9 1 2 3 4 5 7 6 10 螺[4.5]-6-癸烯 螺[a.b]某烃 (a≤b) 螺[4.5]-1,6-癸二烯 1 2 4 3 5 7 6

CH3 CH3 1,3-二甲基螺3.5-5-壬烯1,5-二甲基螺3.46-辛烯 10-甲基螺4.5]-6-癸烯 总结：小前，大后，从小到大。螺环)

7 10-甲基螺[4.5]-6-癸烯 总结: 小前, 大后, 从小到大。(螺环) 1 2 3 4 5 6 7 8 1,5-二甲基螺[3.4]-6-辛烯 CH3 CH3 7 6 5 4 3 2 1 5-甲基螺[2.4]庚烷 1,3-二甲基螺[3.5]-5-壬烯 7 1 2 3 4 5 6 H3 C 1,3-二甲基螺[3.5]-5-壬烯

桥环烃：两个碳环共用两个或两个以上碳原子。 双环a.b.c某烃(a≥b≥c) 根据成环碳原子总数目称为二环某烷；编号从大环到 小环（从一个桥头C经最大环到另一个桥头C,在以此C为起点经 次大的环到第一个桥头C,再以此为起点，经小环到另一桥头C。 )。方括号内，大的数在前，小的数在后。 CH3-7 CH3 CH3 2-甲基双环4.3.01壬烷 5-CH3 二环3.2.1辛烷 5,7,7-三甲基双环2.2.1-2-庚烯 对于相同大小的环，以双键位置较小为宜

8 ② 桥环烃: 两个碳环共用两个或两个以上碳原子。 根据成环碳原子总数目称为二环某烷; 编号从大环到 小环(从一个桥头C经最大环到另一个桥头C, 在以此C为起点经 次大的环到第一个桥头C, 再以此为起点, 经小环到另一桥头C。 )。方括号内, 大的数在前, 小的数在后。 双环[a.b.c]某烃 (a≥b≥c) 二环[3.2.1]辛烷 1 2 3 4 5 6 7 8 CH3 CH3 CH3 CH3 3 2 1 4 5 6 7 8 9 10 13 11 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 CH3 CH3 CH3 CH3 3 2 1 4 5 6 7 8 9 10 13 11 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 2-甲基双环[4.3.0]壬烷 5,7,7-三甲基双环[2.2.1]-2-庚烯 对于相同大小的环, 以双键位置较小为宜

CH2一CHCH2 CH.CCH: CH2一CH一CH2 二环2.2.0己烷 CHCH-CH—CH2 CH2 CH2 CH2—CHCH2 5-甲基二环2.2.2-2-辛烯 7,7-二甲基二环2.2.11庚烷 总结：大前，小后，从大到小。（桥环） 环烃的命名关键是编号一应当遵循的原则依次为：①桥 环、螺环的特定原则：②官能团位置最小原则：③取代基 最先碰面原则：④先小后大原则

9 总结: 大前, 小后, 从大到小。(桥环) CH2 CH CH2 CH2 CH CH2 CH3CCH3 7,7-二甲基二环[2.2.1]庚烷 CH3CH CH CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH2 5-甲基二环[2.2.2]-2-辛烯 二环[2.2.0]己烷 环烃的命名关键是编号——应当遵循的原则依次为: ①桥 环、螺环的特定原则; ②官能团位置最小原则; ③取代基 最先碰面原则; ④先小后大原则

二、脂环烃的化学性质 1、和开链烃相似的反应 环烷烃的自由基取代反应，常见的是卤代反应， 反应的活性和环的大小无关。 +Cw HCI 甲基环丙烷 选择取代叔H Br Br2 300℃ +HBr CH; CH3+Cl CI +HCI

10 二、脂环烃的化学性质 1、和开链烃相似的反应 环烷烃的自由基取代反应, 常见的是卤代反应, 反应的活性和环的大小无关。 + Cl2 Cl hν CH3 + Cl2 hν CH3 Cl + HCl + Br2 Br + HBr 300℃ + Cl 2 hv Cl + HCl 甲基环丙烷 选择取代叔H