第6章 脂 环 烃（课件）-《有机化学》同步教学（国防大学出版社）

有机化学 第6章 脂 环 烃 6.2 环烷烃的结构 6.1 脂环烃的分类和命名 6.4 环烷烃的化学性质 6.3 环烷烃的物理性质 6.5 重要的脂环烃化合物 6.1 脂环烃的分类和命名 脂环烃的分类 6.1.1 按碳原子的饱和度分类 1. 按照碳原子的饱和程度来分，脂环烃可分为环烷烃、环烯烃和环炔烃。例如： 6.1 脂环烃的分类和命名 按分子中所含碳环的数目分类 2. （1）单环脂肪烃 分子的碳架中含有一个碳环的烃，称为单环脂肪烃。例如： （2）二环脂肪烃 分子的碳架中含有两个碳环的烃，称为二环脂肪烃。例如： （3）多环脂肪烃 分子的碳架中含有三个或三个以上碳环的烃，称为多环脂肪烃。例如： 6.1 脂环烃的分类和命名 脂环烃的命名 6.1.2 简单结构脂环烃命名（以碳环为母体） 1. ①当脂环烃的环上没有取代基时，脂环烃的命名与烷烃、烯烃和炔烃相似，根据脂环烃分子中组成碳环的碳原子数，称为环某烷、环某烯和环某炔。例如： 6.1 脂环烃的分类和命名 ②当碳环上有取代基时，若取代基的结构简单，则仍以碳环为母体，将取代基名称写于环烷烃前，取代基的编号和列出次序则参照“最低系列原则”和“次序规则”。例如： 6.1 脂环烃的分类和命名 复杂结构脂环烃命名（以环作为取代基） 2. 当碳环上所连烃基的结构复杂时，则选择以环作为取代基，而以烃作为母体。例如： 6.1 脂环烃的分类和命名 写出下列化合物的结构式： (1)1-甲基-1，4-环己二烯 (2)1-甲基-4-溴环辛烷 思考题6-1 6.2 环烷烃的结构 现代物理实验方法证明，环丙烷分子中C—C—C键的键角为105.5°,即在环丙烷分子中所形成的C—C键为弯键，其形状如香蕉。从轨道重叠越大、形成的键越牢固、分子越稳定的观点来分析，105.5°比正常的109.5°要小，这是环丙烷中C—C键容易断裂的原因。环丙烷的成键情况如图6-1所示。 6.2 环烷烃的结构 图6-1 环丙烷的成键情况 6.3 环烷烃的物理性质 环烷烃的熔点和沸点都比相应的烷烃略高，相对密度也略高于相应的烷烃，比水轻。一些常见环烷烃的物理常数见表6-1。 表6-1 常见环烷烃的物理性质 6.4 环烷烃的化学性质 取代反应 6.4.1 在高温或紫外光的作用下，环烷烃和卤素发生取代反应生成卤代环烷烃。例如： 6.4 环烷烃的化学性质 加成反应 6.4.2 加氢反应 1. 在催化剂的作用下，环丙烷很容易加氢，环丁烷需要在较高的温度下加氢，环戊烷加氢的反应则需在300℃才能进行。环烷烃加氢后生成与其相同碳原子数的开链烷烃。例如： 6.4 环烷烃的化学性质 加卤素反应 2. 环丙烷容易与卤素进行开环加成，生成相应的卤代烃。例如： 环丁烷与卤素在常温下不反应，必须加热才能进行开环加成。例如： 环丁烷与Br2的加成反应中溴褪色，因此可用上述反应来鉴别环丙烷和环丁烷。环戊烷和环己烷与Br2均不发生加成反应。 6.4 环烷烃的化学性质 加卤化氢反应 3. 环丙烷及其烷基取代物也容易与卤化氢进行开环加成反应。例如： 当环丙烷的烷基衍生物与卤化氢加成时，环的断裂发生在连接氢原子最多和最少的两个成环碳原子之间，而且环丙烷衍生物与卤化氢的加成符合马氏规则。例如： 6.4 环烷烃的化学性质 完成下列反应： 思考题6-2 6.4 环烷烃的化学性质 氧化反应 6.4.3 常温下，高锰酸钾或者臭氧等氧化剂并不能氧化环烷烃，因此，可以利用高锰酸钾水溶液来鉴别烯烃和环烷烃。但是在加热时与强氧化剂作用，或在催化剂作用下用空气直接氧化，则环烷烃可以发生氧化反应，而且随着反应条件的不同，产物也不同。例如： 6.5 重要的脂环烃化合物 环己烷 6.5.1 环己烷是有汽油气味的无色流动性液体。它的熔点为6.5℃，沸点为80.8℃，不溶于水，易挥发，能燃烧，可与乙醇、乙醚、丙酮、苯等多种有机溶剂混溶。 环己烷存在于原油中，工业上生产环己烷主要采用如下两种方法: ①在80℃,用三氯化铝做催化剂，进行异构化反应，使甲基环戊烷转化为环己烷。 6.5 重要的脂环烃化合物 ②以Ni为催化剂，在180~250℃进行苯的加氢反应，生