第四章环烃第一节脂环烃

第四章环烃 第一节脂环烃一命名 3-乙基环己烯环丙烷环辛炔环戊二烯 • 前加一“环”字。 • 编号：从官能团开始，使取代基位次最小。

取代基复杂时，将环看作取代基。 7-环丁基-2-庚烯

烷 CnH2n+2 烯 CnH2n 开链烃炔 CnH2n-2 烃环烷＊CnH2n 环烃环烯 CnH2n-2 脂环烃环炔 CnH2n-4 芳香烃（下一节）

二环烷的结构 角张力：弯曲键(香蕉键)：

二环烷的结构 角张力： P.48 弯曲键(香蕉键)： P.48 角张力越大，环越不稳定。四元环以上，不在同一平面。四元环（蝶翼形）五元环（信封形）

三环己烷的构象 1 船式与椅式的互变船式（次）椅式（主） 2 a键和e键 a键：竖立键交替出现 e键：平伏键

3 两种椅式构象的转化 4 构象的稳定性：e键上的基团越大、越多，越稳定。

【练习】比较下列各组构象的稳定性。 < 1 2 < 3 <

四环烷烃的顺、反异构 顺式：大基团位于环平面的同一边；顺-1,2-二甲基环已烷反式：大基团位于环平面的两边。反-1,2-二甲基环已烷

【练习】 试写出反-1-甲基-2-乙基环己烷的稳定构象。 H CH3 C2H5 H

五化学性质 角张力大，不稳定，似烯 1. 加成反应与氢气加成 CH3CH2CH2CH3

与卤素加成 可用溴水鉴定三元环（或四元环）。

与HX加成 规律：碳原子级数差最大的单键断裂，依马氏定则。 2 取代反应

六重要代表物 1 环丙烷是最简单的环烷烃，无色、可燃性气体。沸点–33℃、不溶于水而溶于乙醇、乙醚。化学性质活泼，易与H2、Cl2、Br2、HX等开环加成。与空气混合成适当比例时，遇火花易爆。可由1,3-二氯（或溴）丙烷与钠（或锌）作用制取。用作全身麻醉剂及有机合成原料。

2 环己烷 也称“六氢化苯”。无色可燃性液体。沸点81℃，不溶于水，溶于乙醇或乙醚等有机溶剂。其蒸气与空气形成爆炸性混合物。可从裂化汽油提取，或将苯催化氢化制得，是一种常见的有机溶剂，同时，也是合成纤维的原料。

3 碳60 碳60又名富勒烯，是碳单质的第三种同素异形体。碳60有固定的分子组成，即含有60个碳原子。它们以20个六元环及12个五元环连接成的似足球状的空心对称分子。

第二节芳香烃 一芳烃的分类与命名 1 单环芳烃一取代名称：“×(基）苯” 异丙苯甲（基）苯硝基苯含-COOH、-OH、NH2、-SO3H时，苯环作取代基：苯胺苯磺酸苯甲酸

二取代 二甲苯二甲苯二甲苯邻- 间- 对- （o）- （m）- （p）- 若取代基不同，将排前者看作取代，后者看作官能团： -R、-NH2、-OH、-CHO、-SO3H、-COOH等。对-氨基苯磺酸邻-羟基苯甲酸

三取代：多采取编号。 3-甲基-5-乙基苯甲酸

取代基复杂：苯环看作取代基。 （苯基） 3- 苯基-1-戊烯苯基：苯甲基（苄基）：附芳香烃基：Ar- 脂肪烃基：R-

2 多环芳烃 联苯类 4,4′-二甲基联苯

联苯双酯具有降低转氨酶的作用，是治疗肝炎的常用药物。联苯双酯具有降低转氨酶的作用，是治疗肝炎的常用药物。

2 多环芳烃 联苯类 4,4′-二甲基联苯稠环芳烃萘蒽菲

二苯的结构 特点： a . 六个C、六个H同处一平面，正六边形，键角为120°。能量低，稳定。 π电子在上、下方流动,电子云密度大。键长平均化。

三物理性质 1 苯的沸点81℃，不溶于水。 2 苯为非极性有机溶剂。 3 一般有毒。四化学性质 1 亲电取代反应（典型反应）（1）与X2的反应活性顺序：F Cl Br I > 　　> 　　>

比较【总结】自由基取代：烷烃，光照hν。亲电取代：芳烃，Fe(或FeX3)。

(2) 硝化反应 a （发烟）（发烟）

（3）磺化反应 苯磺酸：强酸，~H2SO4。

（4）傅-克（Friedel—Crafts）反应 a 烷基化：苯环引入烷基。（Lewis酸：FeCl3、ZnCl2等） + HCl b 酰基化：苯环引入酰基。不能发生F-C反应：

2 氧化 顺-丁烯二酸酐苯甲酸 αβ (氧化α -H) ×，无α -H

3 加成反应 3 1,2,3,4,5,6-六氯环己烷(“六六六”)

五定位规则 1 定位基 ←定位基：X-决定取代基进入的位置，称为~。 2 第一类定位基（邻、对位）：P.62，定位能力：由强至弱。特点：（1）多供给苯环电子，活化苯环；（2）反应发生在-X的邻位、对位。 3 第二类定位基（间位）:P.63，定位能力，由强至弱。特点：（1）吸走苯环电子，钝化苯环；（2）反应发生在-X的间位。

例如：

4 定位基优先规则 • 定位基相同类时：强者优于弱者。 • 定位基不同类时，邻、对位定位基优于间位定位基。 • 考虑空间位阻。实例确定下列化合物发生亲电取代反应的位置：

六多环芳烃 1 萘 C10H8 (1) 白色晶体，有特殊气味，熔点80℃，能挥发并易升华。 (2) 离域大π键，具有芳香性。反应活性：α>β。

化学性质举例 亲电取代氧化

用途及危害 由于萘具有特殊气味且易挥发，所以，可用于制备驱避药，如：驱蚊剂。这类药物多为化学制剂，本身无杀虫作用，将其涂抹在皮肤或衣服上，其特殊气味即可驱走蚊、蠓、蚋、虻等，避免其骚扰、叮咬，阻断疾病传播。家用卫生丸也由粗萘压制而成。此外，萘还是一种重要的化工原料，用于合成药物。萘类同时也是引起药物白内障的原因之一。

2 蒽 C14H10 俗称“绿油脑”，为无色结晶，熔点216℃。分子中三个苯环处于同一平面，但π电子分布、键长都不相等。具有一定的芳香性，9、10位特别活泼，易氧化成9、10蒽醌。蒽醌类是中药的重要有效成份之一，同时，也是一种染料。大黄素

3 菲 C14H10 存在于煤焦油中，无色晶体。反应在9，10位发生，但不如蒽活泼。【附】甾体骨架--环戊烷并多氢菲

七致癌芳烃 致癌因素包括物理性、化学性、生物性三大类，而稠环芳烃则是化学致癌物的重要一类。2-3个苯环稠合的芳烃，如萘、蒽、菲，本身没有致癌性，但是，其衍生物有致癌性，最典型的是苯并[a]芘。苯并[a]芘苯并[a]芘最初是由煤焦油得到的，为深黄色晶体。燃烧（尤其是不完全燃烧）烟草、脂肪、煤、石油，以及烟熏鱼肉，均能产生苯并[a]芘。苯并[a]芘具有强烈的致癌性，可诱发皮肤癌呼吸道癌。稠环芳烃的致癌作用是间接的：进入人体后，在酶的作用下，经一步或多步代谢激活，最后，形成稳定的终致癌物。终致癌物与宿主细胞中的DNA、RNA或蛋白质相互作用，产生癌变。

八非苯芳烃与Hückel规则 芳香性的两个必要条件： 1 构型：环状、共平面。 2 共轭π电子数：4n+2（n=0，1，2，……）如环丁二烯，4个π电子，没有芳香性，极不稳定，5K时才能合成得到；35K时便聚合。苯， 6个 π电子，具有芳香性，稳定。环辛四烯，8个π电子，没有芳香性，不稳定易加成。

π电子数：6，芳香性 2e π电子数：10，芳香性 π电子数：10，芳香性 π电子数：14，芳香性

第四章 环 烃 第一节 脂环烃