第三章脂环烃第二节环烷烃的物理性质第三节环烷烃的化学性质（课件）《有机化学》教学同步（化学工业出版社）

环烷烃的物理性质 环烷烃的化学性质 环烷烃的物理性质 1 2 环烷烃的化学性质 目 录 1、物态 常温下，C3～C4环烷烃是气体； C5～C11环烷烃是液体；高级环烷烃是固体。 2、熔点和沸点 环烷烃的熔点和沸点变化规律是随分子中碳原子数目的增加而升高。同碳数目的环烷烃的熔点和沸点高于开链烷烃。 3、相对密度 环烷烃的相对密度都小于1，比水轻，但比相应的开链烷烃的相对密度大。 4、溶解性 环烷烃不溶于水，但易溶于有机溶剂。 一、环烷烃的物理性质 01 环烷烃的物理性质 与开链烷烃相似，环烷烃分子中的C－C键和C－H键一般不易被氧化，在光照或者加热条件下，可以发生取代反应。 小环（三元环丙烷、四元环丁烷）环烷烃由于成键轨道重叠程度小，分子内存在键角张力而容易开环，发生加成反应。 一、环烷烃的化学性质 02 环烷烃的化学性质 1、取代反应 在光照或者加热的条件下，环戊烷和环己烷能与卤素发生取代反应，生成卤代环烷烃。 溴代环戊烷是具有樟脑气味的油状液体，是合成利尿降压药物环戊甲噻嗪的原料。 一、环烷烃的化学性质 02 环烷烃的化学性质 氯代环己烷是具有窒息性气味的无色液体，主要用作合成抗癫痫病、抗痉挛病药物盐酸苯海素的原料。 环戊烷和环己烷分子中的C—H键都是相同的，所以一元取代物只有一种，比开链烷烃简单。 一、环烷烃的化学性质 02 环烷烃的化学性质 2、加成反应 （1）催化加氢：在催化剂作用下，环丙烷和环丁烷等小环烷烃可以开环发生加氢反应，生成开链化合物。如在雷尼镍催化下，环丙烷加氢生成丙烷，环丁烷加氢生成丁烷。 小环烷烃的加氢反应对于研究小环烷烃的稳定性具有参考价值。 一、环烷烃的化学性质 02 环烷烃的化学性质 （2）加卤素：环丙烷和环丁烷都能与卤素发生开环加成反应。其中环丙烷与卤素的加成在常温下就可进行，环丁烷则需要加热才能进行。如环丙烷与溴在室温下发生加成反应生成1，3－二溴丙烷；环丁烷与溴在加热条件下发生加成反应生成1，4－二溴丁烷。 1,3－二溴丙烷和1,4－二溴丁烷都是微黄色液体，是重要的有机合成原料。 小环烷烃与溴发生加成反应，溴的棕红色消失，用于鉴别三、四元环烷烃。 一、环烷烃的化学性质 02 环烷烃的化学性质 （3）加卤化氢：环丙烷和环丁烷都能与卤化氢发生加成反应，生成开链一卤代烷烃。 1－溴丙烷为淡黄色透明液体，是合成医药、染料和香料的原料。 1－溴丁烷是无色液体，主要用作麻醉药物盐酸丁卡因的中间体及染料和香料。 一、环烷烃的化学性质 02 环烷烃的化学性质 分子中带有烷烃的小环烷烃在发生开环加成反应时，其断键位置通常发生在含氢较多与较少的成环碳原子之间。与卤化氢等不对称试剂加成时，符合马氏规则。 一、环烷烃的化学性质 02 环烷烃的化学性质 习题一： 完成下列化学反应 02 环烷烃的化学性质 习题二： 完成下列化学反应 02 环烷烃的化学性质 3、氧化反应 与开链烷烃相似，环烷烃包括环丙烷和环丁烷这样的小环烷烃，在常温下都不能与一般的氧化剂（如高锰酸钾的水溶液）发生氧化反应。如果环上的支链含有不饱和键时，则不饱和键被氧化断裂，而环不发生破裂。 小环烷烃能与溴加成，但不能被高锰酸钾氧化，利用该性质可将其与烷烃、烯烃或者炔烃区别开来。 一、环烷烃的化学性质 02 环烷烃的化学性质 如果在加热下用强氧化剂，或在催化剂存在下用空气作氧化剂，环烷烃也可以发生氧化反应。如在125～165℃和1～2MPa压力下，以环烷酸钴作催化剂，用空气氧化环己烷，可得到环己醇和环己酮的混合物，这是工业上生产环己醇和环己酮的方法之一。 总结：大环（五元和六元环）似烷，易取代；小环（三元和四元环）似烯，易加成；小环似烯不是烯，酸性氧化（KMnO4/H+）不容易。 一、环烷烃的化学性质 02 环烷烃的化学性质 习题三： 鉴别下列各组化合物并完成化学反应式 02 环烷烃的化学性质 $$