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《chapter环烷烃》
Chapter 3 Alicyclic Hydrocarbons
第三章 脂环烃
分类和命名
桥、螺环烃的命名
结构和构象
小环烷烃的特殊性
化学性质
本章重点介绍脂环烃
根据饱和基。
3-***-4-环丙基庚烷
6. 还有很多复杂环状化合物命名困难，常用俗名，象立方烷、棱烷、金刚烷。
立方烷
棱烷
3-环已基戊烷
二环 [] 辛烷
2,7,7-三***二环[] 庚烷
桥头碳原子：两环共用的碳原子。
桥：两个桥头碳原子之间的碳链。
1)双环桥环烃命名
双环: 双环烃分子的碳架中含有两个碳环的烃
联环 桥环 螺环 稠环
从桥头碳开始, 依次由大环(最长桥)到另一桥头碳再经中环(次长桥),最后到小环碳 (最短桥) 依次编号。如有取代基，则使取代基位次最小(多取代基则遵循取代基数次和最小原则)
螺碳原子：两个碳环共用的碳原子
2) 螺环烃—两个环共用一个碳原子的环烃
螺[]癸烷 5-***螺[]辛烷
从最靠近螺环的小环上的碳原子开始,依次由小环经螺碳原子到大环对碳原子编号.
如有取代基, 则使取代基位次最小(多取代基则遵循取代基数次和最小原则)
3–2 环烷烃的燃烧热与环的稳定性
燃烧热 (△Hc) 测定数据表明：烷烃分子每增加
一个—CH2—，其燃烧热数值的增加基本上是一个
定值— kJ/mol。
环烷烃可以看作是数量不等的—CH2—单元连
接起来的化合物。
但不同环烷烃中的单元—CH2—的燃烧热却因环的大小有着明显的差异
一些环烷烃的燃烧热
单元CH2的燃烧热↑，环的稳定性↓。
3–3 环烷烃的结构
一. Baeyer 理论 —— 张力学说（1885年提出）
平面环烷烃键角 与正常键角的差值
(  )
环丙烷: 键角 60 
环丁烷: 键角 90 
环戊烷: 键角 108 
环己烷: 键角 120  -
环的稳定性（燃烧热实验）： 环己烷 ＞ 环戊烷 ＞ 环丁烷 ＞环丙烷
不能解释环己烷, 环戊烷等的稳定性
Baeyer张力学说中的错误: ①  假设所有的环都是平面环不符合实际。②  仅考虑角张力而忽视了其他的张力如扭曲张力等。
由此可见：
键的重叠程度小，稳定性差 , 形成弯曲键;
(2) 电子云分布在两核连线的外侧，增加了试剂进攻的可
能性，故具有不饱和烯烃的性质。
二. 近现代结构理论——现代共价键的概念 成环C以sp3杂化
据量子力学计算,环丙烷分子中：
°；
H－C－H键角为114°
环丙烷结构
三. 其它环烷烃结构
1．环丁烷
①  C-C键也是弯曲的。键角115°.
②  构象：四个C原子不在同一平面。蝶式为稳定构象
2．环戊烷
①  键角：108°，°比较稳定。
② 构象：五个C原子也不在同一平面。
信封式为稳定构象
4．中级脂环烃（8-12C原子环）：C原子都不在同一平面内，分子内由于H原子较拥挤，有较大的原子间斥力，因此体系能量较高，稳定性比大环略差一些。
5．大环化合物都较稳定（12个C以上的环）：经X-射线分析，分子呈皱折状，C原子间的键角接近正常的四面体键角，无张力。
3．环已烷
①  键角： °无张力环，很稳定。
② 构象： 六个C原子也不在同一平面。 椅式稳定性大于船式
椅式 船式
由于单键的旋转而产生分子中的原子或基团在空间的不同排列叫构象。
四. 环已烷及其衍生物的构象
1．环已烷的构象
①　椅式构象
Newman
投影式
***式
②　船式构象
***式
Newman
投影式
③　椅式与船式
椅式是稳定的构象
④　a 键和e 键 在椅式构象中的两种类型。
a键：直立键(竖键) (axial bonds)
e键：平伏键(横键) (equatorial bonds)
2．取代环已烷的构象
①　单取代环己烷：取代基在e 键上