环烷烃的化学性质及特性

环烷烃的化学性质与烷烃类似，可发生氧化和取代反应，但由于碳环的存在，还具有一些与烷烃不同的特性。例如，三元和四元环烷烃由于分子中存在张力，所以化学性质上比较活泼，它们与烯烃相似，可以发生开环加成反应生成链状化合物。

1.加成反应

环丙烷、环丁烷性质与烯烃相似，虽然没有双键，但可以发生开环加成反应，这是小环烷烃的特殊反应。

（1）催化加氢　在催化剂的作用下，环丙烷、环丁烷可以与氢发生开环加成反应，得到开链的烷烃。环戊烷也可以与氢发生开环加成，但需要的条件更强烈，环己烷及更高级的烷烃则很难发生反应。例如：

由上述反应条件可以看出，环的大小不同，其稳定性也不相同。发生开环加成反应时，环烷烃的活性顺序是：三元环＞四元环＞五元环、六元环。

（2）与X2的加成　环丙烷、环丁烷及其衍生物可以与溴发生开环加成反应，环戊烷及更大的环则很难与卤素发生开环反应，温度升高时则发生自由基取代反应。例如：

溴一般用其水溶液或四氯化碳溶液，呈红棕色，反应后红棕色褪去，所以可以用该反应进行小环烷烃的定性鉴定。

（3）与HX的加成　环丙烷及其烷基取代衍生物也容易与卤化氢发生开环加成反应。例如：

当环丙烷上带有烷基取代基时，与卤化氢发生开环加成反应的位置应在连接氢原子最多与连接氢原子最少的两个成环碳原子之间。加成时，卤素加到含氢较少的碳原子上，氢加到含氢较多的碳原子上（即遵循马氏规则）。例如：

环丁烷及更大的环烷烃难与卤化氢发生开环加成反应。(www.xing528.com)

2.取代反应

在光或热的引发下，环烷烃与卤素作用，可以发生自由基取代反应，生成相应的卤代物。例如：

3.氧化反应

在常温下，环烷烃与一般的氧化剂如高锰酸钾水溶液或臭氧等不能发生反应，即使是环丙烷，也很稳定，因此，可以用高锰酸钾水溶液来鉴别烯烃和环烷烃。

强氧化剂在加热条件下或空气在催化剂存在下可以将环烷烃氧化，随着氧化条件的不同，氧化产物也各有不同。例如：

己二酸是合成尼龙-66的单体。

综上所述，环丙烷、环丁烷易发生加成反应，而环戊烷、环己烷及高级环烷烃易发生取代反应和氧化反应。它们的化学性质可概括为“小环似烯，大环似烷”。

思考题1-13　用简明的化学方法区别化合物丙烷、环丙烷。