第5章　脂環烴

5.1　脂環烴的定義和命名

具有環狀結構的碳氫化合物總稱為環烴，分為脂環烴和芳香烴，本章介紹性質與開鏈脂肪烴相似的環烴，即脂環烴。具有脂環結構的化合物在自然界里廣泛存在并且具有非常重要的作用，如香精、維生素、激素等。

各種脂環烴的分類如下：

為了方便書寫，脂環烴中的碳環一般用簡單的幾何圖形表示，環上的側鏈可用結構簡式，也可用折線式表示。例如：

單環脂環烴的命名：環烷烴的命名與烷烴相似，根據成環碳原子數稱為“某烷”，并在某烷前面冠以“環”字，叫環某烷。環上帶有側鏈時，一般以環為母體，側鏈為取代基進行命名，若環上有兩個或更多的取代基時，則需給環上碳原子編號，把取代基的位置標出，并以取代基的位序數加和最小為原則，同時根據中文命名原則一般較小的取代基用較小的數字標出（但按IUPAC的命名法，則按基團所含字母的先后順序排列）。例如：

另外，由于碳鏈成環，環上C—C單鍵不能自由旋轉，如果不同碳原子上連有兩個或兩個以上的取代基時會有順反異構體，命名時應該標明。例如：

脂環烴環上有不飽和鍵時，可以分別叫做環烯烴和環炔烴。編號一般從不飽和碳原子開始，并通過不飽和鍵編號。帶有側鏈的環烯烴命名時，碳原子的編號順序是首先保證雙鍵的位序最小，同時以側鏈位序的加和數較小為原則，但如果只有一個不飽和碳原子上有側鏈，則必須使該碳原子編號為1。例如：

環上側鏈比較復雜時，環烴部分也可以作為取代基來命名。如：

取代單環環烷烴的順反異構和命名：環烷烴中，由于碳環的限制，碳碳單鍵不能自由旋轉。因此，取代環烷烴除了存在取代基的位置異構外，還存在像烯烴一樣的順反異構（cis-，trans-）。

取代環烷烴順反異構的命名原則是：如果兩個取代基在環的同側，名稱最前面標明“順-”（cis-），在異側則記為“反-”（trans）。如果環上有多個取代基時，選擇定位次序最低者為對照基團，其位次前加“r”（reference）表示，其他取代基位次前則用“順-”或“反-”表示其與對照基團同側或異側。例如：

螺環烴的命名：在多環烴中，兩個環以共用一個碳原子的方式相互連接，稱為螺環烴，其共用的碳原子叫做螺原子。螺環烴的命名原則是：根據螺環中碳原子總數稱為螺［a.b］某烴（a≤b）。其中，a是小環上除螺原子以外的碳原子數，b是大環上除螺原子以外的碳原子數。小環數字在方括號中排在前面，大環數字排在后面，數字之間以圓點隔開，并均用阿拉伯數字標明。如果環上有不飽和鍵和取代基，則須給環編號，編號時先找到螺原子，從與螺原子相連的碳開始，沿小環編到大環，同時應該使不飽和鍵及取代基的位序盡量小。例如：

橋環烴的命名：在多環烴中，兩個環共用兩個或兩個以上碳原子時，稱為橋環烴。二環（雙環）化合物在結構上都有兩個共用的碳原子（簡稱“橋頭碳”）和三條連在“橋頭碳”上的“碳橋”（連接兩橋頭原子的碳鏈稱為橋或臂）。命名時以雙環（或二環）為詞頭，再根據橋環中碳原子總數稱為雙環［a.b.c］某烴（a≥b≥c）。方括號中的a、b、c分別是各橋碳原子數（橋頭碳原子除外），按由多到少的順序標明，并用圓點隔開各數字。橋環烴需要編號時，從一個橋頭碳原子開始（這一點與螺環烴不同），沿最長的橋路編到另一個橋頭碳原子，再沿次長橋編回橋頭碳原子，最后編短橋并使不飽和鍵及取代基的位次較小。如：