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1、第三章 环烷烃（Cycloalkanes）exit3.1环烃和环烷烃的分类3.2环烷烃的异构和命名3.3环烷烃的物理性质和化学反应3.4环的张力3.5环己烷的构象3.6取代环己烷的构象分析3.7其他环烷烃的构象3.1环烃和环烷烃的分类环烃脂环烃芳环烃环烷烃环烯烃环炔烃单环烷烃桥环烷烃螺环烷烃单环芳烃多环芳烃非苯芳烃多苯代脂烃联苯稠环芳烃单环烷烃单环烷烃的通式与烯烃相同，为CnH2n，但其中没有双键，仅有一个闭合的碳环。环丙烷环戊烷环己烷桥环烷烃定义：在脂环烷烃中，如果两个碳环共用两个以上碳原子时，称为桥环烷烃。双环[3,2,1]辛烷双环[4.1.0]庚烷螺环烷烃定义：两个碳环共用一
2、个碳原子的脂环烃叫螺环烃，共用的碳原子叫螺原子。这种只有一个螺原子的螺环烃叫单螺环烃。螺[2.4]庚烷螺[4.5]癸烷3.2环烷烃的异构和命名n=3，4小环化合物n=5，6，7普通环化合物n=8，9，10，11中环化合物n≧12大环化合物单环烷烃的通式：CnH2n3.2.1单环烷烃的分类3.2.2单环烷烃的异构现象C4H8的同分异构体环烷烃中由于环的大小及取代基位置的不同，产生各种构造异构体。最简单的环烷烃有三个碳原子，它没有异构体。C4有两种异构体，C5有六种异构体。C5H10的同分异构体碳架异构体（1-5）因环大小不同，侧链长短不同，侧链位置不同而引起的。顺反异构（5和6）因成环
3、碳原子单键不能自由旋转而引起的。此外，还有旋光异构（下一章）和构象异构（下一节）（1）单环烷烃的命名命名步骤（1）确定母体:没有取代基的环烷烃本身就是母体,命名时只须在相应的烷烃前加“环”(英文加cyclo),环上有取代基的环烷烃以环为母体还是以链为母体视情况而定.（2）编号要符合最低系列原则.（3）确定构型：带有两个或两个以上取代基时，构型用顺反表示.（4）按名称的基本格式要求写出全名.3.2.3环烷烃的命名实例一乙基环己烷ethylcyclohexane2-甲基-4-环己基己烷4-cyclohexyl-2-methylhexane侧链比较简单,以环为母体,链为取代基,侧链比较复杂
4、,以链为母体,环为取代基。1,3-二甲基-5-乙基环己烷1-ethyl-3,5-dimethylcyclohexane实例二用最低系列原则无法确定选哪一种编号时,则用下面方法确定编号。中文,让顺序规则中顺序较小的基团位次尽可能小。英文,按英文字母顺序,让字母排在前面的基团位次尽可能小。顺-1,2-二甲基环丙烷cis-1,2-dimethylcyclopropane实例三反-1,2-二甲基环丙烷trans-1,2-dimethylcyclopropane带有二个或二个以上取代基时，构型用顺反表示。命名步骤（2）桥环烷烃的命名二环[3.2.1]辛烷二环[4.1.0]庚烷I中C-1和C-5
5、为桥头碳原子；C2、C-3、C-4、C-6、C-7、C-8为桥碳原子；三个碳桥分别为2-3-4、6-7和8。实例一二环[4.3.2]十一烷6-氯-1,8-二甲基-2-乙基二环[3.2.1]辛烷实例二实例三（3）螺环烷烃的命名命名步骤实例一实例二1,3,7-三甲基-1-乙基二螺[3.1.5.2]十三烷1-ethyl-1,3,7-trimethyldispiro[3.1.5.2]tridecane环烷烃的分子结构比链烷烃排列紧密，所以，沸点、熔点、密度均比含同数碳原子的链烷烃高。3.3环烷烃的物理性质和化学反应3.3.1环烷烃的物理性质p463.3.2环烷烃的化学反应大环、中环、普通环化
6、合物的化学性质与链烷烃相似。小环化合物的性质较特殊：(1)与氢反应取代反应：自由基机理（类似于链烷烃的取代）。开环反应：离子型机理，极性条件有利于开环反应的发生。（速率：三员环>四员环>普通环）（2）与卤素反应（3）与卤化氢反应主要产物为：溴加到含氢少的碳上（4）氧化反应（小环对氧化剂相当稳定）原因：？（考虑羰基碳的杂化）3.4环的张力张力学说提出的基础所有的碳都应有正四面体结构。碳原子成环后，所有成环的碳原子都处在同一平面上（当环碳原子大于4时，这一点是不正确的）。1880年以前，只知道有五元环，六元环。1883年，W.H.Perkin合成了三元环，四元环。1885年，A.Baey
7、er提出了张力学说。3.4.1拜尔张力学说张力学说的内容偏转角度=2N=34567偏转角度24o44’9o44’44’-5o16’-9o33’当碳原子的键角偏离109°28′时，便会产生一种恢复正常键角的力量。这种力就称为张力。键角偏离正常键角越多，张力就越大。109°28′内角从偏转角度来看，五员环应最稳定，大于五员环或小于五员环都将越来越不稳定。但实际上，五员，六员和更大的环型化合物都是稳定的。这就说明张力学说存在缺陷。p491930年，用热力学方法研
