【正文】 第四章 環(huán)烴 (cyclic hydrocarbon ) Ⅰ 脂環(huán)烴（ alicyclic hydrocarbon) 一、 脂環(huán)烴 分類與命名 二、脂環(huán)烴的物理化學(xué)性質(zhì) 三、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)特征 四、環(huán)己烷及其衍生物的構(gòu)象 重點(diǎn)掌握：環(huán)烷烴的系統(tǒng)命名法； 環(huán)己烷及其衍生物的構(gòu)象。 一、 脂環(huán)烴 分類與命名 環(huán)烷烴 CnH2n: 環(huán)烯烴 CnH2n2: 環(huán)炔烴 CnH2n4: 脂環(huán)烴 (飽和程度） 脂 環(huán) 烴 單 環(huán)( 按 碳 環(huán) 大 小 )小 環(huán) ( C 3 ~ C 4 )普 通 環(huán)中 環(huán)大 環(huán)( C5~ C7)( C8~ C1 2)( C 1 2 以 上 )H2CH2C CH2H2CH2CCH2CH2H2CHCHCCHCH2HCCCCH2CH2H2C1，分類 2，簡(jiǎn)單單環(huán)烴的命名 （１）根據(jù)分 子 中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烷。 CH 2 C H 2C H 2環(huán)丙烷 環(huán)辛烷 （２）把取代基的名稱寫在環(huán)烷烴的前面。 （３）取代基位次按“最低系列”原則列出，基團(tuán)順序按“次序規(guī)則”小的優(yōu)先列出。 C H 3C H 31,2二甲基環(huán)丙烷 C H3C HC H3C H3123451甲基 2異丙基環(huán)戊烷 （ 4）環(huán)上有取代基比較復(fù)雜 , 以鏈為母體 , 環(huán)為取代基。 C H 3 C H C H 2 C H C H 2 C H 3C H 32甲基 4環(huán)己基己烷 1 2 3 4 5 6 環(huán)己基 （ 5）環(huán)上有取代基和不飽和鍵時(shí) ,不飽和鍵以最小的號(hào)數(shù)表示 ,稱為環(huán)某烯。 C H 31234564甲基環(huán)已烯 C H 2 C H 3C H 3H 3 C1 2 3 4 1,4二甲基 2乙基環(huán)己烷 3，脂環(huán)烴的異構(gòu) 脂環(huán)烴的異構(gòu)有 構(gòu)造異構(gòu) 和 順反異構(gòu)。 C5H10的環(huán)烴的異構(gòu)： 環(huán)戊烷 甲基環(huán)丁烷 異基環(huán)丙烷 1,1二甲基環(huán)丙烷 反 1,2二甲基環(huán)丙烷 脂環(huán)化合物由于環(huán)的限制，環(huán)上所連接的原子或基團(tuán)，如同連接在碳碳雙鍵上一樣，不能自由旋轉(zhuǎn)。 如果環(huán)上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的碳原子各自連有不同的原子或基團(tuán)時(shí)產(chǎn)生順反異構(gòu)。 順 1,2二甲基環(huán)丙烷 C H3C H 3 C H 3C H 3二、環(huán)烷烴物理化學(xué)性質(zhì) 1，環(huán)烷烴物理性質(zhì) （ 自學(xué)） 環(huán)烷烴的物理性質(zhì)和遞變規(guī)律與烷烴相似，但亦有差別。 * 環(huán)烷烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都較含同數(shù)碳原子的烷烴和烯烴高； * 相對(duì)密度較含同數(shù)碳原子的直鏈烷烴和烯烴大，但仍比水輕。 * 烷烴及環(huán)烷烴均為非極性分子，不溶于水。 2，環(huán)烷烴化學(xué)性質(zhì)： （ 1）催化加氫 H 2 CH 3 C H 2 C H 3Ni80 ℃+NiH2 CH 3 C H 2 C H 2 C H 3200 ℃+NiH2 CH 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H 3300 ℃+易 難 （ 2） 加鹵素 四碳以上環(huán)烷烴室溫下均不能與鹵素或鹵化氫反應(yīng) C l 2 H ClCl ++ 紫外光 用于環(huán)丙烷的鑒別 CH3B r2/ C C l4B r C H2H2C H2B rC H3C H C H2C H2B rBr環(huán)丁烷在加熱的條件下可以與鹵素發(fā)生開環(huán)加成反應(yīng)。 （ 3） 氧化 常溫下飽和的環(huán)對(duì)氧化劑穩(wěn)定，但用強(qiáng)氧化劑加熱時(shí)，或在催化劑作用下用空氣直接氧化，環(huán)烷烴可被氧化成不同的產(chǎn)物 : O H O+C H 2C H 2C H 2C H 2C O O HC O O H140~180℃ ， 1~ O2， 鈷催化劑 HNO3 加 熱 用簡(jiǎn)單的化學(xué)方法區(qū)別下列化合物 甲基環(huán)丙烷 丁烷 1丁烯 能使高錳酸鉀和 Br2/CCl4溶液腿色的是 1丁烯， 能使 Br2/CCl4溶液腿色的是甲基環(huán)丙烷， 另一種既是丁烷。 二、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu) 1 張力學(xué)說 1885年，拜爾提出角張力學(xué)說： 當(dāng)碳與其他四個(gè)原子連結(jié)時(shí)任何兩個(gè)鍵之間的夾角為四面體角 109 28’，但是環(huán)丙烷的環(huán)不是三角形，夾角應(yīng)是 60；環(huán)丁烷是正方形，夾角 90。這些是與正常的四面體鍵角的偏差，引起了分子的張力，力圖恢復(fù)正常鍵角的趨勢(shì)，這種力稱作角張力。 拜爾假定：環(huán)中碳－碳鍵鍵角的變形會(huì)產(chǎn)生張力。鍵角變形的程度越大，張力越大。張力使環(huán)的穩(wěn)定性降低，張力越大，環(huán)的反應(yīng)活性也越大。 C CCH HHHH Hs p 3 雜 化 1 0 9 2 8 ’176。1 0 9 2 8 ’176。 － 6 0 176。 ＝ 4 9 . 5176。比 正 常 的 s p 3 雜 化 鍵 角 小 4 9 . 5角 張 力 ＝ 2 4 . 7 5 176。176。CC CHHH HH HC C C 1 0 5 . 5H C H = 1 1 4= 176。176。彎 曲 鍵香 蕉 鍵1 0 5 . 5 176。 － 6 0 176。 ＝ 4 5 . 5176。角 張 力 ＝ 2 3（ 推 算 ） （ 實(shí) 際 ）176。 這種形成 CC鍵的對(duì)稱軸不在一條直線上，因此電子云重疊程度沒有鍵大，鍵角受到壓縮產(chǎn)生一種角張力，鍵易斷裂，易開環(huán)，造成環(huán)丙烷不穩(wěn)定的原因。 由于鍵角偏離正常鍵角（比正常?。┒鸬膹埩薪菑埩?。 環(huán)戊烷，環(huán)己烷的鍵角偏轉(zhuǎn)最小，也最穩(wěn)定。 張力學(xué)說不適用于大環(huán)化合物。 2，環(huán)烷烴的張力能 環(huán)烷烴 每個(gè) CH2的張力能 /kJmol 1 環(huán)丙烷 環(huán)丁烷 環(huán)戊烷 環(huán)己烷 0 環(huán)庚烷 環(huán)辛烷 環(huán)壬烷 環(huán)癸烷 環(huán)十五烷 0 張力能：由于環(huán)張力產(chǎn)生的能量。 環(huán)烷烴的張力越大