第4章环烃

注：3、环丙烷和环丁烷不被高锰酸钾氧化。
KMnO4
不反应
例：
KMnO4 CH CH2
COOH HCOOH CO 2 H2O
这一反应可用于鉴别环丙烷和C=C或C≡C的化合物 4、环烯烃有不饱和键的通性。
思考题： 1、完成下列反应式：
1、
CH CH2 Br 2
高温
2、 CH3 C CH2 KMnO4 ,H
三元环 四元环
五元环
六元环
（二）环己烷及其衍生物的构象 1、环己烷构象
船式构象
椅式构象
2
3
4
e
1
6 5
a
a
e
1
3 2
6
54
解释：1、a键为直立键或竖键；e键为平伏键或横键； 2、在室温条件下，一种椅式构象可以转变成另 一种椅式构象。在相互转变中，原来的a键变 成了e键，而原来的 e键变成了a键。
O
R-C-Cl
AlCl3
O
R-C + + AlCl4-
七、苯环上取代基的定位规律
（一）一取代苯的定位效应
当苯环已有一个取代基再进行亲电取代反应
时，新引进的取代基可以进入原有取代基的邻间
和对位，生成三种异构体。
Z
Z
Z
Z
HNO3
NO2
H2SO4
+
+
NO2 NO2
问题：已有的取代基，对新进入的取代基的定位作 用以哪一种为主，即以哪一种异构体为主？
（二）芳香性的特性 （1）化学性质上：虽然是一种高度不饱和烃， 但其性质与烯烃和炔烃不同，苯环较难进行加 成和氧化，而较易进行取代反应；具有异常的 稳定性，表现出低的氢化热和燃烧热。 （2）结构上：闭环的共轭体系（共平面）； π电子符合4n＋2（n＝0，1，2，3…）休克尔 规则。
休克尔规则：π电子数＝4n＋2 （n＝0，1，2，3…）
（2）苯 环的氧化
O2
V2 O5
O
C O CO2 C
O
顺丁烯二酸酐
H2O
六、亲电取代反应的历程
苯环上六个π电子离 域的结果，负电荷集中在 碳原子所在平面的上下两 边，因此，苯环上的碳原 子比较容易受带正电子或 缺电子的试剂－－亲电试 剂的进攻，由亲电试剂的 进攻而发生的取代反应， 叫做亲电取代反应。
四、物理性质（P61）
五、化学性质
1、苯环上的氢原子被
取代（重点）
化学反应主要表现
2、苯环发生加成反应
3、苯环发生氧化反应
CH2 R
-碳原子
4、α碳原子上的取代 反应和氧化反应
（重点）
（一）取代反应
（1）卤化
Cl 2
FeCl3 75-82℃
Cl HCl 氯苯
Br2
FeBr3 75-82℃
C CH33
e
6
54
a
CH3
1
3 2
6
54
e
a
最稳定构象
注：大基团处于e键上的构象更稳定
思考题： 1、写出1－乙基环己烷的稳定构象； 2、写出顺1－乙基－4－叔丁基环己烷的最稳定
构象
四、脂环烃的性质
（一）催化氢化
H2
Ni
80℃
CH3CH2 CH3
H2
Ni
200℃ CH3CH2 CH2CH3



3.编号从小环邻接螺原子的
碳原子开始，绕小环通过螺
Hale Waihona Puke 螺辛烷原子再绕大环编号。
（二）异构现象 1、构造异构 如：分子式为C4H8
CH3
甲基环丙烷 环丁烷
2、顺反异构 如：1，2－二甲基环丙烷
CH3
CH3 CH3
CH3
顺－1，2－二甲基环丙烷
反－1，2－二甲基环丙烷
如：1，4－二甲基环己烷
环戊烯
2
1
3 CH3
4 CH2 CH3
3-甲基－4－乙基环己烯
桥二环：两个桥头，三道桥 桥环（二环）命名原则：




1.二环作词头，成环碳原子总
数作为母体烃的总称；

2.将三道桥所含碳原子数（不包
括桥头碳原子），用三组阿拉 二环壬烷
伯数字按由大到小的顺序表；

3.桥环的编号，从一个桥头开始，
二、命名和异构
（一）命名原则：
1、与烷烃相似，只是以环为母体，并在名称
之前加个“环”字，叫做环某烷；
2、环上有取代基时，由连有较小取代基的碳
原子开始依次将环上碳原子编号，并使取
代基的位次尽可能小；
1
1 CH3
2 CH2 CH3
4
1-甲基－2－乙基环己烷
1-甲基－4－异丙基环己烷
3、当环上有取代基及不饱和键时，不饱和键 以最小的号数表示。
或发烟硫酸
SO3H H2O 苯磺酸
浓H2SO4 （98％）
SO3H H2O 苯磺酸
解释：用浓硫酸为磺化剂时，磺化反应是一个 可逆反应。
水解：
SO3H H2O
稀 HCl
150-200 ℃
H2SO4
解释：这一性质在有机合成和分离上已被采用， 如被用来在苯环的某些特定位置引入某些基团。
注：1、三元和四元环不稳定易开环，类似 C=C的性质；
2、五、六元环稳定不易开环。
（二）与溴的作用
Br2 室温
BrCH2CH2CH2 Br
Br2 室温 BrCH2CH2 CH2CH2 Br
Br2 光照
Br
注：1、三元和四元环有类似烯烃亲电加成的 性质，但不如烯烃活泼；
2、五、六环与溴在光照下发生取代反应
Br HBr 溴苯
解释：这是实验室和工业上制备氯苯和溴苯 的方法之一
CH3
Cl 2
FeCl3 75-82℃
CH3
CH3
Cl
Cl 邻氯甲苯 对氯甲苯
解释：1、这是工业上生产一氯甲苯的方法之一； 2、当条件不同时，在加热和光的作用下， 烷基苯与卤素作用，则卤原子取代侧链上
的原子。
CH3
光
Cl 2 130-140℃
+ Cl
NO2
NO2
0.3% NO2
Cl
实验结果表明，苯环上原有的取代基按其 进行亲电取代时的定位效应，大致分为两类：
（1）邻对位定位基（第一类定位基）
－N（CH3）2 －NH2 －OH -OCH3 -NH-C-CH3
甲氧基
O 乙酰氨基
-O-C-CH3
O
乙酰氧基
思考题：
完成下列反应：
CH3 Br 2
Fe Cl 3
光
CH3
CH3
Br
Br CH2 Br

2、
CH3 CH2CH2 CH2 Br Al Br 3
3、

O C Cl
Al Cl 3
4、
CH3 C
CH2 Al Cl 3
CH3
CH CH2CH3 CH3 C O
C CH3 3
（二）加成反应
一、分类
单环烷烃
脂肪烃
环烷烃 双环烷烃 环烯烃 多环烷烃
环炔烃
单环环烷烃通式: CnH2n 单环环烯烃通式: CnH2n－2
注：1、环烷烃和开链烯烃是同分异构体；环 烯烃与二烯烃是同分异构体。
2、环烷烃中五、六环最普遍，五、六、七 环属于一般环；三、四元环属于小环； 八至十一环属于中环；十二元环以上属 于大环。

循的最长桥编到另一个桥头，


再循余下的次长的桥编到桥头， 最短的桥最后编号。



二环壬烷
螺环烃：一个共用碳原子，两个碳环 共用的碳原子称为螺原子。
螺环（单螺环）命名原则：
1.螺作词头，成环碳原子的 总数作为母体烃的名称；


2.两个碳环（除螺原子外），
用阿拉伯数字由小到大表示；
CH2 Cl
苯氯甲烷（氯化苄）
（2）硝化
浓H2SO4 HNO3 50-60℃
CH3
浓H2SO4
HNO3 10-30℃
NO2 H2O
硝基苯
CH3 NO2
CH3
邻硝基甲苯
NO2 对硝基甲苯
解释：1、这是实验和工业上制备硝基化合物的方法之一； 2、甲苯比苯易硝化
（3）磺化
浓H2SO4 ，70-80℃
2、环己烷衍生物的构象 例：甲基环己烷
a
2
1 6
3 4
5
e CH3
1
3 2
e
6
54
a CH3
注：取代基以e键相连比a键相连稳定。
例：1－甲基－3－叔丁基环己烷稳定构象
a
CH3
1
3 2
C CH3 3
6
54
e
a
2 1
3 4
e
6 5
例：反－1－甲基－3－叔丁基环己烷的最稳定构象
CH3
C CH33
1
3 2

CH3
3、
CH CH CH3 KMnO4
4、
CH3 HCl
（1）1/2（BH3）2
5、
CH3 （2）H2O2，OH
Br CH CH2
CH3
CO CH3
H COOH CO2 +
CH O CH3 CHO
O CH3 CCH2 CH2 CH2CH O
学习目标
1.掌握脂环烃的同分异构体及命名(单环脂 烃、桥环烃、螺环烃的命名）；
2.环烷烃的结构和稳定性（重点五元、六元结 构和稳定性）；