二、脂环烃的立体异构
　　( 一 ) 环烷烃的顺反异构
　　环烷烃分子中环上碳原子所边的氢原子或取代基的伸展方向，总会是在相对于环平面的上方或下方，也就是说由于环平面的出现，就限定了环上碳原子所连原子或基团的空间伸展方向。这种伸展方向的描述方法常以环的某一平面为参考平面，确定空间伸展方向是在环平面的上方或下方。例如，环丙烷上的 6 个 H 原子，其中 3 条 C—H 键在环平面上方， 3 条 C—H 键在环平面下方。又如，环己烷分子有 12 个 H 原子，尽管环己烷中 6 个 C 原子并不在同一平面上，但相对某一参考平面，其中 6 条 C—H 键在环平面上方， 6 条 C—H 键在环平面下方。环丙烷和环己烷的平面结构式分别为：
　　　
　　当环上有取代基时，在命名时就要注意其伸展方向，如在环平面的同侧为顺式，在环平面的异侧为反式。例如：
　　　
　　( 二 ) 环己烷的构象异构
　　关于构象的概念前几章已有叙及。环烷烃 ( 除环丙烷外 ) 分子由于环的 C—C 键的转动也会出现多种构象。环己烷的最稳定构象为椅式构象，最不稳定构象为船式构象，如图 13-1 所示。
　　　
　　I 和 III 分别为环己烷的椅式和船式的纽曼投影式； II 和 IV 分别为环己烷的椅式和船式的透视式。在椅式构象中，相邻碳原子的键均处于交叉式，碳原子上结合的氢原子相距较远，互相间不产生斥力，内能较低；而在般式构象中， C₂ 与 C₃ 、 C₅ 与 C₆ 的键互相处于重叠式， C₁ 与 C₄ 上结合的氢原子相距很近；互相斥力较大，内能较高，故环己烷的椅式构象较船式构象稳定。实验证明，环己烷船式构象的能量比椅式构象高 20.7kJ · mol^-1 。
　　环己烷的椅式构象式中的 12 条 C—H 键可分为两组：一组是垂直于 C₁、 C₃和 C₅( 或 C₂， C₄和 C₆) 所构成平面的 6 条 C—H 键，称为起立键或 α 键，以 α表示；另一组是大致与环平面相平行的 6 条 C—H 键，称为平伏键或 e 键，以 e 表示。
　　由于 C—C 键的转动，一种椅式构象也可转变成另一种椅式构象，翻转后椅式环己烷的α 键与 e 键互变 ( 图 13-2) 。
　　　
　　由于 e 键上的 H 原子与环中同侧的 2 个 α 键上的 H 原子距离较远，所以当环己烷分子中的 H 原子被取代时，取代基较易取代 e 键上的 H 原子。反之，若取代基处于 α 键时，由于它与环同侧 α 键上的 H 原子相距较近，产生斥力较大，能量较高而不稳定。例如，甲基环己烷分子中的甲基结合在 e 键上时，其能量比结合在 α 键上低 7.5 kJ · mol^-1。再如，反 -1 ， 4- 二甲基环己烷就有两种可能构象式：
　　　
　　　II 比 I 要稳定，因为前者 2 个甲基均 e 键上，而 I 的 2 个甲基则均处于 α 键上。