第三章 环烃
本章同步测试参考答案
环烃 ——具有环状结构的碳氢化合物。
环 烃
脂 环 烃
芳 香 烃
第二节 芳香烃
第一节 脂环烃
第三章 环烃
学习要求
知识目标：
能力目标：
1.能正确区分和命名单环、螺环和桥环脂环烃
2.能区分环己烷及其取代环己烷的优势构象以及竖键和横键
第一节 脂环烃
1.掌握脂环烃的定义、分类和命名
2.了解脂环烃的结构、稳定性和环烷烃的构象
3.掌握脂环烃的化学性质（取代、加成、氧化）
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（一）脂环烃的分类
脂 环 烃
饱 和 脂 环 烃 — — 环 烷 烃
不 饱 和 脂 环 烃 环 烯 烃
环 炔 烃
（ 含 双 键 ）
（ 含 叁 键 ）
脂 环 烃
单 环 烃
多 环 烃
螺 环 烃
桥 环 烃
（ 两 环 共 用 一 个 碳 原 子 ）
（ 两 环 共 用 两 个 或 两 个
以 上 碳 原 子 ）
第三章 环烃
第一节 脂环烃
【例如】
桥环烃 螺环烃
环丙烷 环戊二烯 环丁炔
H 2
C
H 2 C C H 2
C
H 2
H C C H
C C H 2H C C H
C C H 2
一、脂环烃的分类和命名
（一）脂环烃的分类
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
1．单环脂环烃的命名
环烷烃与烯烃互为同分异构体 通式为 CnH2n
【例如】 丙烯 和环丙烷，分子式均为 C3H6,结构式：
CH3–CH=CH2 H 2C
H 2 C C H 2
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
1．单环脂环烃的命名
(1)按照开链烃命名，前面加, 环, 字，称, 环某烷,
(2)从特征官能团处编号，并使取代基位次最小
(3)环上含有复杂取代基时，可将脂环作为取代基
【例如】
环丙烷 环丁烷 环戊烷 环己烷
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
【例如】
C H 3 C H 2 C H 2 C H C H C H 3
C H 3
C H 3 C H 3
3-甲基 -2-环戊基己烷 2,5-二甲基 -1,3-环己二烯
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
1．单环脂环烃的命名
二取代和多取代的脂环烃可产生顺、反两种构型异构体
两个取代基 位于环平面的同侧,称为 顺式 异构体；
位于环平面的异侧,称为 反式 异构体。
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
【例如】
顺 -1,2-二甲基环丙烷 反 -1,2-二甲基环丙烷
H
H
C H 3
C H 3
HH
H 3 C H 3 C
第三章 环烃
第一节 脂环烃
写出下列化合物的名称或结构
(1) C H
3 C H 2 C H C H 2 C H C H 3
C H 3
(2)
CH3
CH3
(3) 1,4-二环丙基丁烷
1,2-二甲基环戊烷
2-甲基 -4-环丙基己烷
C H 2 C H 2C H 2C H 2
课堂练习
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
2,螺环烃的命名
命名规则, (1) 根据螺环上碳原子的总数称为, 螺某烃
(2)方括号内用阿拉伯数字标明除螺原子外的
碳原子数目，数字之间在下角用圆点隔开
(3)编号顺序①螺原子邻位碳原子 → ②较小环 →
③螺原子 → ④较大环
(4)使环上的特征官能团和取代基位次最小
书写顺序,取代基 —螺 —[小, 大环碳数 ]—母体
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
2,螺环烃的命名
【例如】
1
2
3
4
56
7 8
H 3 C
9 10
C H 2 C H 3
1 2
34
5
67
8
6-甲基 -螺 [3.4]辛烷 3-乙基 -螺 [4.5]-1,6-癸二烯
第三章 环烃
第一节 脂环烃
(2) 3-乙基 -螺 [4.5]-1,6-癸二烯
2-甲基 -螺环 [4.5]癸烷(1)
1 2
3
4
5
67
8
9 1 0
C H 2 C H 3
1 09
8
7 6
5 4 3
21
写出下列化合物的名称或结构,
课堂练习
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
3,桥环烃的命名
命名规则, (1) 根据环的数目称为, 几环某烃,
(2) 编号顺序①第一个桥头碳原子 → ②大环 → 小环
→ ③另一个桥头碳原子 → ④回到第一个桥头碳原子
(3) 使环上的特征官能团和取代基位次最小
书写顺序,取代基 —环数 —[大, 中, 小环碳数 ]—母体
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
3,桥环烃的命名
【例如】
二环 [4.4.0]癸烷 二环 [2.2.1]庚烷 6-甲基 -二环 [2.2.2]-2-辛烯
C H 3
8
7
6
5 4 3
21
5
7
6
4
3
2
11 0
9
8
7
6
5
4
3
2
1
第三章 环烃
第一节 脂环烃
写出下列化合物的名称或结构
(1)
13
2
4
5
6 7
8
9
(2) 二环 [4.3.1]-3-癸烯
二环 [4.3.0]壬烷
12
3
4
5 6 7
8
9
1 0
课堂练习
第三章 环烃
第一节 脂环烃
（一 ） 脂环烃的物理性质
环烷烃的物理性质与烷烃相似
溶解性 环烷烃不溶于水，
溶于乙醚等有机溶剂
三元、四元环 ——气态
五元、六元环 ——液态
大环环烷烃 ———固态
沸点、熔点和相对密度 环烷烃比相应的开链烷烃高
状态（常温下）
二、脂环烃的性质
第三章 环烃
第一节 脂环烃
（一 ） 脂环烃的化学性质
二、脂环烃的性质
结构特征
化性特征
化学反应
环烷烃的碳为 sp3杂化，正常键角为 109.5?；
两个 sp3杂化轨道必须向内弯曲才能成键，不能沿键
轴方向最大限度地重叠；成键比较弱，此键有断裂恢
复原有键角的趋势，因此使整个分子具有张力，此张
力称为角张力（又称为拜尔张力）。
第三章 环烃
第一节 脂环烃
二、脂环烃的性质
（二 ） 脂环烃的化学性质
化性 特征
结构特征
化学反应
环烷烃与烷烃相似，能发生自由基取代反应；
环烯烃与烯烃相似，易发生加成和氧化等反应；
环丙烷和环丁烷及其烷基衍生物不稳定，易开环，发
生类似烯烃的加成反应。
第三章 环烃
第一节 脂环烃
二、脂环烃的性质
（二 ） 脂环烃的化学性质
化学反应
结构特征
化性特 征
1.环烷烃的
2.三元、四元环的
3.环烯烃的
取代反应 。
加成反应 。
氧化反应 。
第三章 环烃
第一节 脂环烃
戊 烯2
1 2,二 甲 基 环 丙 烷
环 戊 烷
K M n O 4 溶 液
褪 色
无 变 化
无 变 化
B r 2 水 褪 色
无 变 化
2-戊烯,1,2-二甲基环丙烷和环戊烷
1,用化学方法鉴别下列化合物,
课堂练习
第三章 环烃
第一节 脂环烃
+ B r 2 C C l 4 B r C H 2 C H 2 C H 2 B r
B r 2+ B r光照或高温
2,完成下列反应式：
环丙烷、环己烷分别与溴作用
课堂练习
第三章 环烃
三、环烷烃的结构和稳定性
通过环烷烃的开环反应可以看出：
环的 反应活性 为,三元环＞四元环＞五、六、七元环
即环烷烃的 稳定性顺序 为,六元环 >五元环 >四元环 >三元环
第一节 脂环烃
（一）环烷烃的稳定性
第三章 环烃
第一节 脂环烃
三、环烷烃的结构和稳定性
张力学说 假定, 1.烷烃是正四面体结构
2.环的结构是平面的
3,碳原子是 sp3杂化的，键角都 109o28′
结论, 与正常键角 109.5o偏差越大,环越不稳定。环有恢复正常键角
的力，这种力叫 角张力 （又称为 拜尔张力 ）。
为什么脂环烃会表现出上述化学性质？ 1885年 拜尔 （ J.Baeyer）
提出了 张力学说。
（二）环烷烃的结构
第三章 环烃
第一节 脂环烃
三、环烷烃的结构和稳定性
（二）环烷烃的结构
键角 60o 90o 108o 120o
【例如】 环丙烷 环丁烷 环戊烷 环己烷
以上环烷烃分子结构中形成的都是 弯曲键,其 成键 电子云
重叠程度小, 键的稳定性差, 容易开环 。
所以当 C-C-C 键角约等于 109.5o时, C—Cσ 键是正常的 σ
键，此时环系稳定。例如,环戊烷和环己烷。
第三章 环烃
第一节 脂环烃
四、环己烷 及其衍生物的构象
（一）环己烷的构象
1.椅式构象
每个碳原子均含一个垂直于平面的
C-H键，称为 垂直键、竖键,a键
0 2 5 n m.
3个碳原子分布在 上面的平面内
3个碳原子分布在 下面的平面内
每个碳原子还含有另外一个 C-H键，
称为 平伏键、横键,e键
第三章 环烃
第一节 脂环烃
四、环己烷 及其衍生物的构象
（一）环己烷的构象
2.船式构象
船底 4个碳原子在同一平面
相邻的碳原子为重叠式构象
两个船头碳上有伸向环内侧的 2个氢原子
C C
C C
HH
第三章 环烃
第一节 脂环烃
四、环己烷 及其衍生物的构象
（一）环己烷的构象
椅式构象和船式构象的纽曼投影式：
H
H
C H 2
H
H C H 2
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
C H 2
C H 2
椅式构象 船式构象
椅式构象比船式构象的能量低 29.7 kJ.mol-1,是最稳
定的一种构象，称为 优势构象
第三章 环烃
第一节 脂环烃
（二）一取代环己烷的构象
环己烷上的一个氢原子，被其他原子或基团取代，取代基
可处于横键 e键 或竖键 a键 。
【例如】
C H 3
C H 3
稳定性,甲基处于 e键 的构象 ＞ 甲基处于 a键 的构象
四、环己烷及其衍生物的构象
第三章 环烃
第一节 脂环烃
四、环己烷 及其衍生物的构象
（二）一取代环己烷的构象
① 椅式构象是最稳定的构象；
取代环己烷的 优势构象 有如下规律：
③ 取代基不同，大基团在 e键的构象最稳定。
②取代基相同,e键最多的构象最稳定；
第三章 环烃
学习要求
1.掌握芳香烃的定义、分类、命名和, 芳香性,
2.了解苯、萘、蒽、菲的结构以及苯环的稳定性和环 状闭合的 ?-?
共轭体系
3.掌握芳香烃的化学性质（取代、加成、氧化）
能力目标：
1.能正确分类和命名苯及其同系物
2.能正确应用苯环上取代基的定位效应
第二节 芳香烃
知识目标：
第三章 环烃
第二节 芳香烃
芳香烃简称芳烃，是芳香族化合物的母体。
芳香烃是具有,芳香性” 的环状碳氢化合物。
“芳香性” 是指环具有特殊稳定性，不易破裂，化学性质
表现为,难加成、难氧化、容易发生取代反应。
芳香烃中最典型的代表物 ——苯
分子式 C6H6 结构式
第三章 环烃
第二节 芳香烃
一、芳香烃的分类
芳香烃
苯型芳香烃（含苯环结构）例如：
非苯型芳香烃（不含苯环结构，但化学性质
与苯相似）例如：
相当比例的合成药物及天然药物中都含苯型芳香烃
C
N
N
C l
克 霉 唑
（ 抗 真 菌 药 ）
C O N H
N O 2
C lO H
C l
氯 硝 柳 胺
（ 驱 肠 虫 药 ）
[18 ]轮烯
(据是否具
有苯环分类 )
第三章 环烃
第二节 芳香烃
一、芳香烃的分类
芳香烃
单环芳烃（ 含有一个苯环 ）例如：
多环芳烃（ 含两个或两个以上独立苯环 ）例如：
稠环芳烃（ 两个或两个以上苯环间通过相邻
两个碳原子连接 ）例如：
C H 3 C l
甲苯 氯苯
C H 2 二苯甲烷
蒽
(据所含苯环
的数目分类 )
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（一）苯的结构
1．苯的凯库勒（ Kekulé） 式
1865年，凯库勒（ F.A,Kekulé） 提出了苯的环状结构C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
简写为
6个碳原子连结成六元环
碳原子间以单双键间隔
每个碳原子连接 1个氢原子
碳的化合价为 4价
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（一）苯的结构
苯的凯库勒式的不能解释的现象,
(1)苯分子既然含有 3个双键却难发生加成反应
(2)苯的二元取代物不只一种
苯的凯库勒式反映的客观事实是：
(1)苯分子是六元环结构
(2)苯分子中 6个氢原子是完全等同的
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（一）苯的结构
2.苯的结构及苯环的稳定性
现代物理方法证明,
(1)苯是一个平面分子,6个 C和 6个 H都在同一平面上
(2) 6个等长的 ?键，组成正六边形
(3)键角为 120?,键长为 139 pm介于 C-C单键及 C=C双键间
HH
o1 3 9 p m
1 2 0
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（一）苯的结构
2.苯的结构及苯环的稳定性
杂化轨道理论认为：
(1) 6个碳原子都为 sp2杂化
(2) 相邻碳原子形成 C-C ? 键
(3) 碳氢原子间形成 C-H ? 键
(4) 每个碳原子上剩下的一个 p轨道垂直于苯环平面并侧面
相互重叠，形成一个 环状闭合的 ?-?共轭体系,称为 大
π 键 。电子离域，电子云密度完全平均化。
C
C C
C C
C
H
HH
H
H
H
??
?
sp2
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（一）苯的结构
2.苯的结构及苯环的稳定性
苯分子大 ?键的形成及电子云分布图
共轭体系的形成使苯分子的内能降低，使苯环具
有特殊的化学稳定性，表现出具有, 芳香性, 。
C C C CH
H H
H
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物的命名
苯的同系物：苯分子中的氢原子被烃基取代的衍生物
以苯环为母体，烷基作为
取代基，称为, 某烷基苯,
二元取代物
多元取代物
一元取代物
甲苯 乙苯 异丙苯
C H 3C HH 3 CC H 2 C H 3C H 3
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物的命名
一元取代物
二元取代物
多元取代物
二元取代物可产生三种异构体
邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
（ 1,2-二甲苯） （ 1,3-二甲苯 （ 1,4-二甲苯）
（ o-二甲苯 ） （ m-二甲苯 ） （ p-二甲苯）
C H 3
C H 3
C H 3
C H 3
C H 3C H 3
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物和命名
一元取代物
二元取代物
多元取代物
如：三元取代物可产生三种异构体
连三甲苯 偏三甲苯 均三甲苯
（ 1,2,3-三甲苯） （ 1,2,4-三甲苯） （ 1,3,5-三甲苯）
C H 3
C H 3
C H 3 C H
3
C H 3
C H 3C H 3
C H 3
C H 3
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物和命名
以甲苯为母体的命名,母体官能团的位置编号为 1,取代基
的编号最小，按次序规则小基团优先
【例如】
C H 3 C H 3
C H 3H 3 C C H C H 2 C H 3
C H 2 C H 3
4-异丙基甲苯 2,4-二乙基甲苯
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物和命名
将苯作为取代基的命名,当苯环上连接不饱和烃基，命名
时以不饱和烃基作为母体
【 例如 】 C H
3H C C H 2 C C H C C H 2
苯乙烯 苯乙炔 2-苯丙烯
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物和命名
【 例如 】
以烃为母体的命名,分子含有较复杂的烃基或含一个以上 苯环
的化合物
2-甲基 -3-苯基己烷 三苯甲烷
C H
C H 3 C H C H C H 2 C H 2 C H 3
C H 3
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物和命名
芳香基,芳香烃分子中去掉一个氢原子形成的基团。
苯基 邻甲苯基 间甲苯基 对甲苯基 苄基
C H 3C H
3
C H 3 C H 2
第三章 环烃
第二节 芳香烃
(3) C H 2 B r
(1) CH2CH3
C H 2 C H 3C H 3 C
C H 2 C H 3
(2)
写出下列化合物的名称或结构式,
乙苯 3-甲基 -3-苯基戊烷
溴化苄或苄基溴
课堂练习
第三章 环烃
第二节 芳香烃
CH3
Br
C H C H C HC H
C H C HC C C H 3
C H C H 3C H 3
(4) 3-溴甲苯或间 -溴甲苯
(5) 1,4-二苯基 -1,3-丁二烯
(6) 3-苯基 -3-戊烯 -1-炔
(7) 异丙苯
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（三 ） 苯及其同系物的性质
1.苯及其同系物的物理性质
状态, 液体，有特殊气味
溶解性, 不溶于水,易溶于有机溶剂，液态芳烃可做溶剂
可燃性, 易燃
沸点, 随着相对分子量的增加而升高
相对密度, 小于 1
毒性, 高浓度苯蒸气，作用于中枢神经引起急性中毒
低浓度苯蒸气，损害造血器官引起白细胞数减少
苯并芘（致癌物）
【例如】
第三章 环烃
结构特征
化性特征
化学反应
(1) 环状闭合的 ?-?共轭体系 —— 大 π键
(2) π电子离域,碳原子电子云密度和键长完全平均化
(3) 6个氢原子完全等同
(4) 共轭体系使苯分子的内能降低,苯环稳定
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（三 ） 苯及其同系物的性质
2.苯及其同系物的化学性质
第三章 环烃
化性特征
结构特性
化学反应
特殊的“芳香性”,易发生取代反应,难发生加
成反应,难发生氧化反应。
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（三 ） 苯及其同系物的性质
2.苯及其同系物的化学性质
第三章 环烃
化学反应
结构特性
化性特征
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（三 ） 苯及其同系物的性质
2.苯及其同系物的化学性质
② 硝化
(1)亲电取代反应：
① 卤代 (α-H的卤 代反应 )
③ 磺化
④ 傅 -克烷基化
⑤ 傅 -克酰基化
(2)加成反应
(3)氧化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
(1)
K M n O 4 / H
C ( C H 3 ) 3
C H C H 2 COOH
C(CH 3)3
试写出下列反应的主要产物,
课堂练习
第三章 环烃
第二节 芳香烃
+
C H 3
C l 2
光 照
F e C l 3
(2)
+
C H
3
C H
2
C l
C H
3
C H
3
C l
课堂练习
第三章 环烃
第二节 芳香烃
(3)
SO3H
C H 3
C H 3C
O
C H 2 C H(4)
C H 2 C H 3C
O(5)
+ 浓 H 2 S O 4
+ C lC H 3C H 3 C H C H 2 C
O
A l C l 3无 水
+ O A l C l 3无 水
C H 3 C H 2
C H 3 C H 2 C
C
O
O
课堂练习
第三章 环烃
第二节 芳香烃
(2)
(1) 苯
异丙苯
KMnO4/H 无明显变化
高锰酸钾紫红色褪去
Br2/CCl4
无明显变化
无明显变化
红棕色褪去
KMnO4/H
无明显变化
紫红色褪去
NO 2
用化学方法鉴别下列各组化合物,
课堂练习
第三章 环烃
第二节 芳香烃
萘 蒽 菲
三、稠环芳香烃
稠环芳香烃 是由两个或两个以上苯环共用 2个相邻
碳原子稠合而成的芳香烃。
【例如】
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
1．萘的结构和命名
（一）萘 分子式为 C10H8
1,4,5,8位是等同的，又称为 ?位
2,3,6,7位是等同的，又称为 ?位
1
2
3
45
6
7
8
结构特点 (1)与苯相似,平面分子，碳原子均为 sp2杂化，封闭
的共轭体系
(2)与苯不同,C=C双键的键长和电子云密度没有完
全平均化,?-位电子云密度要比 ?-位
的电子云密度大
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
1．萘的结构和命名
（一）萘
命名时可以用阿拉伯数字标明取代基的位置，也可以用
希腊字母标明取代基的位置。
【例如】
1-溴萘 3-氯萘 1,5-二硝基萘
?-溴萘 ?-氯 萘
B r
C l
N O 2
N O 2
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（一）萘
2,萘的性质
状态,萘为白色片状结晶，有特殊气味
熔点,80.3℃
沸点,218℃,易升华
溶解性,不溶于水，易溶于乙醚、苯等多种有机溶剂中
(1) 萘的物理性质
第三章 环烃
结构特征
化性特征
化学反应
① 为平面分子，碳原子均为 sp2杂
② 封闭的共轭体系
③ C=C双键的键长和电子云密度没
有完 全平均化 ?-位电子云密度要比 ?-位的电子
云密度大
第二节 芳香烃
(2) 萘的化学性质
三、稠环芳香烃
（一）萘
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（一）萘
(2) 萘的化学性质
结构特征
化学反应
化性特征
具有芳香性，性质比苯活泼；
亲电取代反应、加成反应及氧化
反应都比苯容易进行。
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（一）萘
(2) 萘的化学性质
结构特征
化性特征
化学反应
①
②
③
亲电取代反应 。
氧化反应 。
加成反应 。
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（二） 蒽和菲 分子式都为 C14H10 互为异构体
菲蒽
蒽和菲都为无色的结晶，不溶于水，微溶于醇及醚中，
易溶于热苯中。
1
2
3
456
7
8
9 1 0
1
2
3456
7
8
9 1 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0或
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（二） 蒽和菲
蒽和菲 芳香性比苯及萘都差，容易发生氧化、加成及
取代反应。蒽和菲的 9,10位最活泼，易氧化成醌。
氧化
加成
9,10-二溴蒽
O
O
K 2 C r 2 O 7,H 2 S O 4
B r
B r
C0
B r 2,C C l 4
H
H
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（三）致癌芳香烃
致癌芳香烃主要是稠环芳香烃及其衍生物
C H 3
苯并 [b]芘 10-甲基 -1,2-苯并蒽
【例如】
苯并 [b]芘为特强致癌物
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（三）致癌芳香烃
【例如】
C H 3
2-甲基 -3,4-苯并菲 1,2,3,4-二苯并菲
第三章 环烃
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A C A D C B D C B A
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
D D C A B A B A C C
一、单项选择题
本章同步测试参考答案
第三章 环烃
二、分析题
1.(1)
B r 2 / C C l 4 无 明 显 变 化
无 明 显 变 化
腿 色
腿 色 [ A g ( N H
3 ) 2 N O 3
C H C H 2
C C H 白 色
(2) N O 2
C H 3
K M n O 4
B r 2 / C C l 4 无 明 显 变 化
无 明 显 变 化
腿 色
/ H
无 明 显 变 化
腿 色
本章同步测试参考答案
第三章 环烃
二、分析题
C是
C H 2 C H 2 C H 3 CH(CH3)22,A是
或
CH3
C2H5
CH3
C2H5
CH3
C2H5
B是
或 或
C H 3 C H 3
C H 3
本章同步测试参考答案
第三章 环烃
第一节 脂环烃
环烷烃与烷烃相似，在光照或高温条件下，能发生自
基取代反应。
1-氯环己烷
+ C l 2 C l + H C l
光照
取代反应
第三章 环烃
第一节 脂环烃
小环环烷烃分子不稳定,易开环发生与烯烃类似的加成反应
【例如】
反应活性顺序为,环丙烷 > 环丁烷 > 环戊烷
+ H 2
N i
8 0 c
C H 2 C H 2 C H 2
H H
+
H 2
H 2
N i
N i
2 0 0
c
c
C H 3 C H 2 C H 2 C H 3
+
3 0 0
C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H 3
环烯烃、环炔烃能发生与烯、炔烃类似的加成反应,
小环的加成反应
第三章 环烃
第一节 脂环烃
【例如】
环烷烃与烷烃相似,不易发生氧化反应 ；环烯烃与烯烃
相似，在酸性条件下，容易被高锰酸钾氧化。
己二酸
利用此反应，可以鉴别环烷烃与烯烃
H
K M n O 4 C H 2
C H 2C H 2
C H 2
C O O H
C O O H
氧化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
苯与卤素发生亲电取代反应 制备 氯代苯 和 溴代苯
甲苯比苯容易发生卤代反应,生成邻位和对位卤代产物
邻 -溴甲苯 对 -溴甲苯
55～ 60℃ H C l+
C lF e C l 3C l 2+
+
B r
C H 3C H 3
H B rB rF eB r 2
C H 3
++
卤代反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
在光照或加热的条件下，甲苯与卤素发生 α -或称苄基氢
取代反应
1-苯基 -1-溴乙烷
+
C H C H 3B r
C l 2
C H 2 C H 3
光 照
芳烃侧链的卤代反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物（称为混酸）发生 硝化反应
硝基苯
甲苯比苯易硝化，生成 邻硝基甲苯和对硝基甲苯
H 2 ON O 2H N O 3 ++ 浓 H 2 S O 45 2 C
浓 H 2 S O 4 +
N O 2
C H 3C H 3C H 3
H 2 ON O 2H N O 3 ++
硝化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
苯与浓硫酸在加热情况下，或苯与发烟硫酸（三氧化硫与
硫酸的混合物）作用，发生 磺化反应 。
苯磺酸与过热水蒸气可以发生水解，生成苯和稀硫酸。此
反应为 可逆反应 。
苯磺酸
S O 3 HH 2 S O 4 H 2 O++ S O 3
4 0 C
磺化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
苯与卤代烃 在无水 AlCl3等催化剂作用下反应，结果苯环
上引入了一个 烷基。
【例如 】
仲丁苯（ 66%） 正丁苯（ 34%）
碳正离子稳定性,3° C+ > 2° C+ > 1° C+
H C l RC lR ++ 无 水 A l C l 3
无 水 A l C l 3
C H 3 C H C H 2 C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H 3
C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C l ++
烷基化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
酮基
酰基
无 水 A l C l 3 R
O
C ++ H C lC l
O
CR
苯甲酮
【例如 】
苯与酰卤或酸酐 在无水 AlCl3的催化下反应，在苯环上
引入了一个 酰基而生成芳香酮 。
苯丙酮
无 水 A l C l 3 C H 2 C H 2 C H 3C H
3 C H 2 C H 2
O
C+ C l
O
C
无 水 A l C l 3 C H 3
O
O
OC
C
C H 3
C H 3
O
C+
酰基化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
苯及其同系物在高温、高压或催化剂条件下，可发生
加成反应,生成脂环烃及其衍生物。
【例如】
六氯环己烷曾用作杀虫剂，由于它性质稳定，难以分解，
污染环境造成积累性中毒，现已禁用。
六氯环己烷 (六六六 )
N iH 23+
C l
C l
C l
C l
C l
C l
C l 23+ 紫 外 光
或 加 热
加成反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
【例如】
甲苯等苯的同系物 在强氧化剂如酸性 KMnO4溶液或酸性 K2Cr2O7溶
液作用下，苯环上 含 α-H的侧链能被氧化成 苯甲酸 。
C(CH3)3
叔丁基苯中侧链
上无 α -H,不发
生氧化反应
C O O H
C O O H
C O O H
K M n O
4
/ H
C H
3
C H C H
3
C H
2
C H
3
C H ( C H
3
)
2
C O O HC H 3
氧化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
取代反应 ——主要发生在 ?-位
卤代
?-氯萘
硝化
?-硝基萘
C l 2
C l
H C l
F e C l 3+
+
H N O 3
H 2 S O 4
C
O~
3 0 6 0
+ +
N O 2
H 2 O
取代反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
?-萘磺酸β -萘磺酸
傅 —克酰基化
磺化
?-乙酰萘 β -乙酰萘
为可逆反应，温度不同产物不同
硝基苯为溶剂，主要生成 β -酰化产物
H 2 S O 4
S O 3 H
O
1 6 0 C C6 5
O
H 2 S O 4S O 3 H
C O C H 3C O C H 3
1 5C S 2,
A lC l3
O
C H 3 C C l C ++
2 0 0C 6 H 5 N O 2,
C O C H 3A lC l3O
C H 3 C C l C+
取代反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
1,4-二氯化萘 1,2,3,4-四氯化萘
1-氯化萘 1,4-二氯化萘
萘在常温下与 Cl2和 Br2反应，生成二卤及四卤化物。加成产物遇热
则分解并重排成卤萘
C l C l
H C l H C l，,
C l
2
低 温
C l
C l
C l
C l
C l
C l
H
H
H
H
H
C l H
低 温
C l
2+
取代反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
邻苯二甲酸
萘在五氧化二钒的催化作用下氧化得 邻苯二甲酸酐
在较缓和条件下，萘可氧化为萘醌
C O O H
O 2 V 2 O 5
3 7 5 3 8 0 O
C~
,
C
O
C
O
O
H 2 O
C O O H
1 51 0
C r O 3 / C H 3 C O O H
~ C
O
O
氧化反应
本章同步测试参考答案
环烃 ——具有环状结构的碳氢化合物。
环 烃
脂 环 烃
芳 香 烃
第二节 芳香烃
第一节 脂环烃
第三章 环烃
学习要求
知识目标：
能力目标：
1.能正确区分和命名单环、螺环和桥环脂环烃
2.能区分环己烷及其取代环己烷的优势构象以及竖键和横键
第一节 脂环烃
1.掌握脂环烃的定义、分类和命名
2.了解脂环烃的结构、稳定性和环烷烃的构象
3.掌握脂环烃的化学性质（取代、加成、氧化）
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（一）脂环烃的分类
脂 环 烃
饱 和 脂 环 烃 — — 环 烷 烃
不 饱 和 脂 环 烃 环 烯 烃
环 炔 烃
（ 含 双 键 ）
（ 含 叁 键 ）
脂 环 烃
单 环 烃
多 环 烃
螺 环 烃
桥 环 烃
（ 两 环 共 用 一 个 碳 原 子 ）
（ 两 环 共 用 两 个 或 两 个
以 上 碳 原 子 ）
第三章 环烃
第一节 脂环烃
【例如】
桥环烃 螺环烃
环丙烷 环戊二烯 环丁炔
H 2
C
H 2 C C H 2
C
H 2
H C C H
C C H 2H C C H
C C H 2
一、脂环烃的分类和命名
（一）脂环烃的分类
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
1．单环脂环烃的命名
环烷烃与烯烃互为同分异构体 通式为 CnH2n
【例如】 丙烯 和环丙烷，分子式均为 C3H6,结构式：
CH3–CH=CH2 H 2C
H 2 C C H 2
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
1．单环脂环烃的命名
(1)按照开链烃命名，前面加, 环, 字，称, 环某烷,
(2)从特征官能团处编号，并使取代基位次最小
(3)环上含有复杂取代基时，可将脂环作为取代基
【例如】
环丙烷 环丁烷 环戊烷 环己烷
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
【例如】
C H 3 C H 2 C H 2 C H C H C H 3
C H 3
C H 3 C H 3
3-甲基 -2-环戊基己烷 2,5-二甲基 -1,3-环己二烯
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
1．单环脂环烃的命名
二取代和多取代的脂环烃可产生顺、反两种构型异构体
两个取代基 位于环平面的同侧,称为 顺式 异构体；
位于环平面的异侧,称为 反式 异构体。
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
【例如】
顺 -1,2-二甲基环丙烷 反 -1,2-二甲基环丙烷
H
H
C H 3
C H 3
HH
H 3 C H 3 C
第三章 环烃
第一节 脂环烃
写出下列化合物的名称或结构
(1) C H
3 C H 2 C H C H 2 C H C H 3
C H 3
(2)
CH3
CH3
(3) 1,4-二环丙基丁烷
1,2-二甲基环戊烷
2-甲基 -4-环丙基己烷
C H 2 C H 2C H 2C H 2
课堂练习
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
2,螺环烃的命名
命名规则, (1) 根据螺环上碳原子的总数称为, 螺某烃
(2)方括号内用阿拉伯数字标明除螺原子外的
碳原子数目，数字之间在下角用圆点隔开
(3)编号顺序①螺原子邻位碳原子 → ②较小环 →
③螺原子 → ④较大环
(4)使环上的特征官能团和取代基位次最小
书写顺序,取代基 —螺 —[小, 大环碳数 ]—母体
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
2,螺环烃的命名
【例如】
1
2
3
4
56
7 8
H 3 C
9 10
C H 2 C H 3
1 2
34
5
67
8
6-甲基 -螺 [3.4]辛烷 3-乙基 -螺 [4.5]-1,6-癸二烯
第三章 环烃
第一节 脂环烃
(2) 3-乙基 -螺 [4.5]-1,6-癸二烯
2-甲基 -螺环 [4.5]癸烷(1)
1 2
3
4
5
67
8
9 1 0
C H 2 C H 3
1 09
8
7 6
5 4 3
21
写出下列化合物的名称或结构,
课堂练习
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
3,桥环烃的命名
命名规则, (1) 根据环的数目称为, 几环某烃,
(2) 编号顺序①第一个桥头碳原子 → ②大环 → 小环
→ ③另一个桥头碳原子 → ④回到第一个桥头碳原子
(3) 使环上的特征官能团和取代基位次最小
书写顺序,取代基 —环数 —[大, 中, 小环碳数 ]—母体
第三章 环烃
第一节 脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二 ） 脂环烃的 命名
3,桥环烃的命名
【例如】
二环 [4.4.0]癸烷 二环 [2.2.1]庚烷 6-甲基 -二环 [2.2.2]-2-辛烯
C H 3
8
7
6
5 4 3
21
5
7
6
4
3
2
11 0
9
8
7
6
5
4
3
2
1
第三章 环烃
第一节 脂环烃
写出下列化合物的名称或结构
(1)
13
2
4
5
6 7
8
9
(2) 二环 [4.3.1]-3-癸烯
二环 [4.3.0]壬烷
12
3
4
5 6 7
8
9
1 0
课堂练习
第三章 环烃
第一节 脂环烃
（一 ） 脂环烃的物理性质
环烷烃的物理性质与烷烃相似
溶解性 环烷烃不溶于水，
溶于乙醚等有机溶剂
三元、四元环 ——气态
五元、六元环 ——液态
大环环烷烃 ———固态
沸点、熔点和相对密度 环烷烃比相应的开链烷烃高
状态（常温下）
二、脂环烃的性质
第三章 环烃
第一节 脂环烃
（一 ） 脂环烃的化学性质
二、脂环烃的性质
结构特征
化性特征
化学反应
环烷烃的碳为 sp3杂化，正常键角为 109.5?；
两个 sp3杂化轨道必须向内弯曲才能成键，不能沿键
轴方向最大限度地重叠；成键比较弱，此键有断裂恢
复原有键角的趋势，因此使整个分子具有张力，此张
力称为角张力（又称为拜尔张力）。
第三章 环烃
第一节 脂环烃
二、脂环烃的性质
（二 ） 脂环烃的化学性质
化性 特征
结构特征
化学反应
环烷烃与烷烃相似，能发生自由基取代反应；
环烯烃与烯烃相似，易发生加成和氧化等反应；
环丙烷和环丁烷及其烷基衍生物不稳定，易开环，发
生类似烯烃的加成反应。
第三章 环烃
第一节 脂环烃
二、脂环烃的性质
（二 ） 脂环烃的化学性质
化学反应
结构特征
化性特 征
1.环烷烃的
2.三元、四元环的
3.环烯烃的
取代反应 。
加成反应 。
氧化反应 。
第三章 环烃
第一节 脂环烃
戊 烯2
1 2,二 甲 基 环 丙 烷
环 戊 烷
K M n O 4 溶 液
褪 色
无 变 化
无 变 化
B r 2 水 褪 色
无 变 化
2-戊烯,1,2-二甲基环丙烷和环戊烷
1,用化学方法鉴别下列化合物,
课堂练习
第三章 环烃
第一节 脂环烃
+ B r 2 C C l 4 B r C H 2 C H 2 C H 2 B r
B r 2+ B r光照或高温
2,完成下列反应式：
环丙烷、环己烷分别与溴作用
课堂练习
第三章 环烃
三、环烷烃的结构和稳定性
通过环烷烃的开环反应可以看出：
环的 反应活性 为,三元环＞四元环＞五、六、七元环
即环烷烃的 稳定性顺序 为,六元环 >五元环 >四元环 >三元环
第一节 脂环烃
（一）环烷烃的稳定性
第三章 环烃
第一节 脂环烃
三、环烷烃的结构和稳定性
张力学说 假定, 1.烷烃是正四面体结构
2.环的结构是平面的
3,碳原子是 sp3杂化的，键角都 109o28′
结论, 与正常键角 109.5o偏差越大,环越不稳定。环有恢复正常键角
的力，这种力叫 角张力 （又称为 拜尔张力 ）。
为什么脂环烃会表现出上述化学性质？ 1885年 拜尔 （ J.Baeyer）
提出了 张力学说。
（二）环烷烃的结构
第三章 环烃
第一节 脂环烃
三、环烷烃的结构和稳定性
（二）环烷烃的结构
键角 60o 90o 108o 120o
【例如】 环丙烷 环丁烷 环戊烷 环己烷
以上环烷烃分子结构中形成的都是 弯曲键,其 成键 电子云
重叠程度小, 键的稳定性差, 容易开环 。
所以当 C-C-C 键角约等于 109.5o时, C—Cσ 键是正常的 σ
键，此时环系稳定。例如,环戊烷和环己烷。
第三章 环烃
第一节 脂环烃
四、环己烷 及其衍生物的构象
（一）环己烷的构象
1.椅式构象
每个碳原子均含一个垂直于平面的
C-H键，称为 垂直键、竖键,a键
0 2 5 n m.
3个碳原子分布在 上面的平面内
3个碳原子分布在 下面的平面内
每个碳原子还含有另外一个 C-H键，
称为 平伏键、横键,e键
第三章 环烃
第一节 脂环烃
四、环己烷 及其衍生物的构象
（一）环己烷的构象
2.船式构象
船底 4个碳原子在同一平面
相邻的碳原子为重叠式构象
两个船头碳上有伸向环内侧的 2个氢原子
C C
C C
HH
第三章 环烃
第一节 脂环烃
四、环己烷 及其衍生物的构象
（一）环己烷的构象
椅式构象和船式构象的纽曼投影式：
H
H
C H 2
H
H C H 2
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
C H 2
C H 2
椅式构象 船式构象
椅式构象比船式构象的能量低 29.7 kJ.mol-1,是最稳
定的一种构象，称为 优势构象
第三章 环烃
第一节 脂环烃
（二）一取代环己烷的构象
环己烷上的一个氢原子，被其他原子或基团取代，取代基
可处于横键 e键 或竖键 a键 。
【例如】
C H 3
C H 3
稳定性,甲基处于 e键 的构象 ＞ 甲基处于 a键 的构象
四、环己烷及其衍生物的构象
第三章 环烃
第一节 脂环烃
四、环己烷 及其衍生物的构象
（二）一取代环己烷的构象
① 椅式构象是最稳定的构象；
取代环己烷的 优势构象 有如下规律：
③ 取代基不同，大基团在 e键的构象最稳定。
②取代基相同,e键最多的构象最稳定；
第三章 环烃
学习要求
1.掌握芳香烃的定义、分类、命名和, 芳香性,
2.了解苯、萘、蒽、菲的结构以及苯环的稳定性和环 状闭合的 ?-?
共轭体系
3.掌握芳香烃的化学性质（取代、加成、氧化）
能力目标：
1.能正确分类和命名苯及其同系物
2.能正确应用苯环上取代基的定位效应
第二节 芳香烃
知识目标：
第三章 环烃
第二节 芳香烃
芳香烃简称芳烃，是芳香族化合物的母体。
芳香烃是具有,芳香性” 的环状碳氢化合物。
“芳香性” 是指环具有特殊稳定性，不易破裂，化学性质
表现为,难加成、难氧化、容易发生取代反应。
芳香烃中最典型的代表物 ——苯
分子式 C6H6 结构式
第三章 环烃
第二节 芳香烃
一、芳香烃的分类
芳香烃
苯型芳香烃（含苯环结构）例如：
非苯型芳香烃（不含苯环结构，但化学性质
与苯相似）例如：
相当比例的合成药物及天然药物中都含苯型芳香烃
C
N
N
C l
克 霉 唑
（ 抗 真 菌 药 ）
C O N H
N O 2
C lO H
C l
氯 硝 柳 胺
（ 驱 肠 虫 药 ）
[18 ]轮烯
(据是否具
有苯环分类 )
第三章 环烃
第二节 芳香烃
一、芳香烃的分类
芳香烃
单环芳烃（ 含有一个苯环 ）例如：
多环芳烃（ 含两个或两个以上独立苯环 ）例如：
稠环芳烃（ 两个或两个以上苯环间通过相邻
两个碳原子连接 ）例如：
C H 3 C l
甲苯 氯苯
C H 2 二苯甲烷
蒽
(据所含苯环
的数目分类 )
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（一）苯的结构
1．苯的凯库勒（ Kekulé） 式
1865年，凯库勒（ F.A,Kekulé） 提出了苯的环状结构C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
简写为
6个碳原子连结成六元环
碳原子间以单双键间隔
每个碳原子连接 1个氢原子
碳的化合价为 4价
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（一）苯的结构
苯的凯库勒式的不能解释的现象,
(1)苯分子既然含有 3个双键却难发生加成反应
(2)苯的二元取代物不只一种
苯的凯库勒式反映的客观事实是：
(1)苯分子是六元环结构
(2)苯分子中 6个氢原子是完全等同的
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（一）苯的结构
2.苯的结构及苯环的稳定性
现代物理方法证明,
(1)苯是一个平面分子,6个 C和 6个 H都在同一平面上
(2) 6个等长的 ?键，组成正六边形
(3)键角为 120?,键长为 139 pm介于 C-C单键及 C=C双键间
HH
o1 3 9 p m
1 2 0
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（一）苯的结构
2.苯的结构及苯环的稳定性
杂化轨道理论认为：
(1) 6个碳原子都为 sp2杂化
(2) 相邻碳原子形成 C-C ? 键
(3) 碳氢原子间形成 C-H ? 键
(4) 每个碳原子上剩下的一个 p轨道垂直于苯环平面并侧面
相互重叠，形成一个 环状闭合的 ?-?共轭体系,称为 大
π 键 。电子离域，电子云密度完全平均化。
C
C C
C C
C
H
HH
H
H
H
??
?
sp2
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（一）苯的结构
2.苯的结构及苯环的稳定性
苯分子大 ?键的形成及电子云分布图
共轭体系的形成使苯分子的内能降低，使苯环具
有特殊的化学稳定性，表现出具有, 芳香性, 。
C C C CH
H H
H
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物的命名
苯的同系物：苯分子中的氢原子被烃基取代的衍生物
以苯环为母体，烷基作为
取代基，称为, 某烷基苯,
二元取代物
多元取代物
一元取代物
甲苯 乙苯 异丙苯
C H 3C HH 3 CC H 2 C H 3C H 3
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物的命名
一元取代物
二元取代物
多元取代物
二元取代物可产生三种异构体
邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
（ 1,2-二甲苯） （ 1,3-二甲苯 （ 1,4-二甲苯）
（ o-二甲苯 ） （ m-二甲苯 ） （ p-二甲苯）
C H 3
C H 3
C H 3
C H 3
C H 3C H 3
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物和命名
一元取代物
二元取代物
多元取代物
如：三元取代物可产生三种异构体
连三甲苯 偏三甲苯 均三甲苯
（ 1,2,3-三甲苯） （ 1,2,4-三甲苯） （ 1,3,5-三甲苯）
C H 3
C H 3
C H 3 C H
3
C H 3
C H 3C H 3
C H 3
C H 3
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物和命名
以甲苯为母体的命名,母体官能团的位置编号为 1,取代基
的编号最小，按次序规则小基团优先
【例如】
C H 3 C H 3
C H 3H 3 C C H C H 2 C H 3
C H 2 C H 3
4-异丙基甲苯 2,4-二乙基甲苯
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物和命名
将苯作为取代基的命名,当苯环上连接不饱和烃基，命名
时以不饱和烃基作为母体
【 例如 】 C H
3H C C H 2 C C H C C H 2
苯乙烯 苯乙炔 2-苯丙烯
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物和命名
【 例如 】
以烃为母体的命名,分子含有较复杂的烃基或含一个以上 苯环
的化合物
2-甲基 -3-苯基己烷 三苯甲烷
C H
C H 3 C H C H C H 2 C H 2 C H 3
C H 3
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（二）苯的同系物和命名
芳香基,芳香烃分子中去掉一个氢原子形成的基团。
苯基 邻甲苯基 间甲苯基 对甲苯基 苄基
C H 3C H
3
C H 3 C H 2
第三章 环烃
第二节 芳香烃
(3) C H 2 B r
(1) CH2CH3
C H 2 C H 3C H 3 C
C H 2 C H 3
(2)
写出下列化合物的名称或结构式,
乙苯 3-甲基 -3-苯基戊烷
溴化苄或苄基溴
课堂练习
第三章 环烃
第二节 芳香烃
CH3
Br
C H C H C HC H
C H C HC C C H 3
C H C H 3C H 3
(4) 3-溴甲苯或间 -溴甲苯
(5) 1,4-二苯基 -1,3-丁二烯
(6) 3-苯基 -3-戊烯 -1-炔
(7) 异丙苯
第三章 环烃
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（三 ） 苯及其同系物的性质
1.苯及其同系物的物理性质
状态, 液体，有特殊气味
溶解性, 不溶于水,易溶于有机溶剂，液态芳烃可做溶剂
可燃性, 易燃
沸点, 随着相对分子量的增加而升高
相对密度, 小于 1
毒性, 高浓度苯蒸气，作用于中枢神经引起急性中毒
低浓度苯蒸气，损害造血器官引起白细胞数减少
苯并芘（致癌物）
【例如】
第三章 环烃
结构特征
化性特征
化学反应
(1) 环状闭合的 ?-?共轭体系 —— 大 π键
(2) π电子离域,碳原子电子云密度和键长完全平均化
(3) 6个氢原子完全等同
(4) 共轭体系使苯分子的内能降低,苯环稳定
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（三 ） 苯及其同系物的性质
2.苯及其同系物的化学性质
第三章 环烃
化性特征
结构特性
化学反应
特殊的“芳香性”,易发生取代反应,难发生加
成反应,难发生氧化反应。
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（三 ） 苯及其同系物的性质
2.苯及其同系物的化学性质
第三章 环烃
化学反应
结构特性
化性特征
第二节 芳香烃
二、单环芳烃
（三 ） 苯及其同系物的性质
2.苯及其同系物的化学性质
② 硝化
(1)亲电取代反应：
① 卤代 (α-H的卤 代反应 )
③ 磺化
④ 傅 -克烷基化
⑤ 傅 -克酰基化
(2)加成反应
(3)氧化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
(1)
K M n O 4 / H
C ( C H 3 ) 3
C H C H 2 COOH
C(CH 3)3
试写出下列反应的主要产物,
课堂练习
第三章 环烃
第二节 芳香烃
+
C H 3
C l 2
光 照
F e C l 3
(2)
+
C H
3
C H
2
C l
C H
3
C H
3
C l
课堂练习
第三章 环烃
第二节 芳香烃
(3)
SO3H
C H 3
C H 3C
O
C H 2 C H(4)
C H 2 C H 3C
O(5)
+ 浓 H 2 S O 4
+ C lC H 3C H 3 C H C H 2 C
O
A l C l 3无 水
+ O A l C l 3无 水
C H 3 C H 2
C H 3 C H 2 C
C
O
O
课堂练习
第三章 环烃
第二节 芳香烃
(2)
(1) 苯
异丙苯
KMnO4/H 无明显变化
高锰酸钾紫红色褪去
Br2/CCl4
无明显变化
无明显变化
红棕色褪去
KMnO4/H
无明显变化
紫红色褪去
NO 2
用化学方法鉴别下列各组化合物,
课堂练习
第三章 环烃
第二节 芳香烃
萘 蒽 菲
三、稠环芳香烃
稠环芳香烃 是由两个或两个以上苯环共用 2个相邻
碳原子稠合而成的芳香烃。
【例如】
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
1．萘的结构和命名
（一）萘 分子式为 C10H8
1,4,5,8位是等同的，又称为 ?位
2,3,6,7位是等同的，又称为 ?位
1
2
3
45
6
7
8
结构特点 (1)与苯相似,平面分子，碳原子均为 sp2杂化，封闭
的共轭体系
(2)与苯不同,C=C双键的键长和电子云密度没有完
全平均化,?-位电子云密度要比 ?-位
的电子云密度大
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
1．萘的结构和命名
（一）萘
命名时可以用阿拉伯数字标明取代基的位置，也可以用
希腊字母标明取代基的位置。
【例如】
1-溴萘 3-氯萘 1,5-二硝基萘
?-溴萘 ?-氯 萘
B r
C l
N O 2
N O 2
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（一）萘
2,萘的性质
状态,萘为白色片状结晶，有特殊气味
熔点,80.3℃
沸点,218℃,易升华
溶解性,不溶于水，易溶于乙醚、苯等多种有机溶剂中
(1) 萘的物理性质
第三章 环烃
结构特征
化性特征
化学反应
① 为平面分子，碳原子均为 sp2杂
② 封闭的共轭体系
③ C=C双键的键长和电子云密度没
有完 全平均化 ?-位电子云密度要比 ?-位的电子
云密度大
第二节 芳香烃
(2) 萘的化学性质
三、稠环芳香烃
（一）萘
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（一）萘
(2) 萘的化学性质
结构特征
化学反应
化性特征
具有芳香性，性质比苯活泼；
亲电取代反应、加成反应及氧化
反应都比苯容易进行。
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（一）萘
(2) 萘的化学性质
结构特征
化性特征
化学反应
①
②
③
亲电取代反应 。
氧化反应 。
加成反应 。
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（二） 蒽和菲 分子式都为 C14H10 互为异构体
菲蒽
蒽和菲都为无色的结晶，不溶于水，微溶于醇及醚中，
易溶于热苯中。
1
2
3
456
7
8
9 1 0
1
2
3456
7
8
9 1 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0或
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（二） 蒽和菲
蒽和菲 芳香性比苯及萘都差，容易发生氧化、加成及
取代反应。蒽和菲的 9,10位最活泼，易氧化成醌。
氧化
加成
9,10-二溴蒽
O
O
K 2 C r 2 O 7,H 2 S O 4
B r
B r
C0
B r 2,C C l 4
H
H
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（三）致癌芳香烃
致癌芳香烃主要是稠环芳香烃及其衍生物
C H 3
苯并 [b]芘 10-甲基 -1,2-苯并蒽
【例如】
苯并 [b]芘为特强致癌物
第三章 环烃
第二节 芳香烃
三、稠环芳香烃
（三）致癌芳香烃
【例如】
C H 3
2-甲基 -3,4-苯并菲 1,2,3,4-二苯并菲
第三章 环烃
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A C A D C B D C B A
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
D D C A B A B A C C
一、单项选择题
本章同步测试参考答案
第三章 环烃
二、分析题
1.(1)
B r 2 / C C l 4 无 明 显 变 化
无 明 显 变 化
腿 色
腿 色 [ A g ( N H
3 ) 2 N O 3
C H C H 2
C C H 白 色
(2) N O 2
C H 3
K M n O 4
B r 2 / C C l 4 无 明 显 变 化
无 明 显 变 化
腿 色
/ H
无 明 显 变 化
腿 色
本章同步测试参考答案
第三章 环烃
二、分析题
C是
C H 2 C H 2 C H 3 CH(CH3)22,A是
或
CH3
C2H5
CH3
C2H5
CH3
C2H5
B是
或 或
C H 3 C H 3
C H 3
本章同步测试参考答案
第三章 环烃
第一节 脂环烃
环烷烃与烷烃相似，在光照或高温条件下，能发生自
基取代反应。
1-氯环己烷
+ C l 2 C l + H C l
光照
取代反应
第三章 环烃
第一节 脂环烃
小环环烷烃分子不稳定,易开环发生与烯烃类似的加成反应
【例如】
反应活性顺序为,环丙烷 > 环丁烷 > 环戊烷
+ H 2
N i
8 0 c
C H 2 C H 2 C H 2
H H
+
H 2
H 2
N i
N i
2 0 0
c
c
C H 3 C H 2 C H 2 C H 3
+
3 0 0
C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H 3
环烯烃、环炔烃能发生与烯、炔烃类似的加成反应,
小环的加成反应
第三章 环烃
第一节 脂环烃
【例如】
环烷烃与烷烃相似,不易发生氧化反应 ；环烯烃与烯烃
相似，在酸性条件下，容易被高锰酸钾氧化。
己二酸
利用此反应，可以鉴别环烷烃与烯烃
H
K M n O 4 C H 2
C H 2C H 2
C H 2
C O O H
C O O H
氧化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
苯与卤素发生亲电取代反应 制备 氯代苯 和 溴代苯
甲苯比苯容易发生卤代反应,生成邻位和对位卤代产物
邻 -溴甲苯 对 -溴甲苯
55～ 60℃ H C l+
C lF e C l 3C l 2+
+
B r
C H 3C H 3
H B rB rF eB r 2
C H 3
++
卤代反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
在光照或加热的条件下，甲苯与卤素发生 α -或称苄基氢
取代反应
1-苯基 -1-溴乙烷
+
C H C H 3B r
C l 2
C H 2 C H 3
光 照
芳烃侧链的卤代反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物（称为混酸）发生 硝化反应
硝基苯
甲苯比苯易硝化，生成 邻硝基甲苯和对硝基甲苯
H 2 ON O 2H N O 3 ++ 浓 H 2 S O 45 2 C
浓 H 2 S O 4 +
N O 2
C H 3C H 3C H 3
H 2 ON O 2H N O 3 ++
硝化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
苯与浓硫酸在加热情况下，或苯与发烟硫酸（三氧化硫与
硫酸的混合物）作用，发生 磺化反应 。
苯磺酸与过热水蒸气可以发生水解，生成苯和稀硫酸。此
反应为 可逆反应 。
苯磺酸
S O 3 HH 2 S O 4 H 2 O++ S O 3
4 0 C
磺化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
苯与卤代烃 在无水 AlCl3等催化剂作用下反应，结果苯环
上引入了一个 烷基。
【例如 】
仲丁苯（ 66%） 正丁苯（ 34%）
碳正离子稳定性,3° C+ > 2° C+ > 1° C+
H C l RC lR ++ 无 水 A l C l 3
无 水 A l C l 3
C H 3 C H C H 2 C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H 3
C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C l ++
烷基化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
酮基
酰基
无 水 A l C l 3 R
O
C ++ H C lC l
O
CR
苯甲酮
【例如 】
苯与酰卤或酸酐 在无水 AlCl3的催化下反应，在苯环上
引入了一个 酰基而生成芳香酮 。
苯丙酮
无 水 A l C l 3 C H 2 C H 2 C H 3C H
3 C H 2 C H 2
O
C+ C l
O
C
无 水 A l C l 3 C H 3
O
O
OC
C
C H 3
C H 3
O
C+
酰基化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
苯及其同系物在高温、高压或催化剂条件下，可发生
加成反应,生成脂环烃及其衍生物。
【例如】
六氯环己烷曾用作杀虫剂，由于它性质稳定，难以分解，
污染环境造成积累性中毒，现已禁用。
六氯环己烷 (六六六 )
N iH 23+
C l
C l
C l
C l
C l
C l
C l 23+ 紫 外 光
或 加 热
加成反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
【例如】
甲苯等苯的同系物 在强氧化剂如酸性 KMnO4溶液或酸性 K2Cr2O7溶
液作用下，苯环上 含 α-H的侧链能被氧化成 苯甲酸 。
C(CH3)3
叔丁基苯中侧链
上无 α -H,不发
生氧化反应
C O O H
C O O H
C O O H
K M n O
4
/ H
C H
3
C H C H
3
C H
2
C H
3
C H ( C H
3
)
2
C O O HC H 3
氧化反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
取代反应 ——主要发生在 ?-位
卤代
?-氯萘
硝化
?-硝基萘
C l 2
C l
H C l
F e C l 3+
+
H N O 3
H 2 S O 4
C
O~
3 0 6 0
+ +
N O 2
H 2 O
取代反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
?-萘磺酸β -萘磺酸
傅 —克酰基化
磺化
?-乙酰萘 β -乙酰萘
为可逆反应，温度不同产物不同
硝基苯为溶剂，主要生成 β -酰化产物
H 2 S O 4
S O 3 H
O
1 6 0 C C6 5
O
H 2 S O 4S O 3 H
C O C H 3C O C H 3
1 5C S 2,
A lC l3
O
C H 3 C C l C ++
2 0 0C 6 H 5 N O 2,
C O C H 3A lC l3O
C H 3 C C l C+
取代反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
1,4-二氯化萘 1,2,3,4-四氯化萘
1-氯化萘 1,4-二氯化萘
萘在常温下与 Cl2和 Br2反应，生成二卤及四卤化物。加成产物遇热
则分解并重排成卤萘
C l C l
H C l H C l，,
C l
2
低 温
C l
C l
C l
C l
C l
C l
H
H
H
H
H
C l H
低 温
C l
2+
取代反应
第三章 环烃
第二节 芳香烃
邻苯二甲酸
萘在五氧化二钒的催化作用下氧化得 邻苯二甲酸酐
在较缓和条件下，萘可氧化为萘醌
C O O H
O 2 V 2 O 5
3 7 5 3 8 0 O
C~
,
C
O
C
O
O
H 2 O
C O O H
1 51 0
C r O 3 / C H 3 C O O H
~ C
O
O
氧化反应
