有机化学（第7版）焦宇-杂环化合物.pptVIP

（1）结构与物理性质 （2）亲电取代反应 （3）核亲取代反应 （4）氧化还原反应 （5）喹啉合成－斯克劳普(Skraup)法 苯胺、甘油、硫酸和硝基苯等氧化剂一起作用， 生成喹啉的反应称为斯克劳普反应 H 2 S O 4 N H 2 + C H O H C H 2 O H C H 2 O H N N O 2 + F e S O 4 反应过程包括如下步骤： H＋ C H O H C H 2 O H C H 2 O H H 2 S O 4 F e S O 4 C H C H O C H 2 N H 2 + C H C H C H 2 O N H O H N H O N H H O H N H O H H N H O H 2 H 1，2－二氢喹啉 - H 2 O N H + N O 2 N H N H + N H 2 1. 吡啶 2. 喹啉和异喹啉 3. 含两个N原子的六元杂环（二嗪类） 哒嗪 嘧啶 吡嗪 (pyridazine pyridine pyrazine) 尿嘧啶 胞嘧啶 胸腺嘧啶 (RNA) (RNA/DNA) (DNA) 1. 吡啶 2. 喹啉和异喹啉 3. 含两个N原子的六元杂环（二嗪类） 4. 含O原子的六元杂环 4H－吡喃 2H－吡喃 α－吡喃酮 β－吡喃酮 O O O O C H 3 I C H 3 I O O H 3 C C H 3 C H 3 I O O C H 3 H 3 C C H 3 I 香豆素 色酮 黄酮 呋喃(furan) 噻吩(thiophene) 吡咯(pyrrole) O 1 2 3 4 α β 5 α β S 1 2 3 4 5 α β β α 5 N H 1 2 3 4 α α β β 三、含一个杂原子的五元环 当环上有取代基时，对环上的原子编号， 从杂原子开始，使取代基位号尽可能小。 由于环上原子电负性不同，键长不是完全平均化， 其芳香性不如苯环；杂原子共轭效应是给电子的。 诱导效应是吸电子的。 芳香及饱和五元杂环的偶极矩方向及数值如下 S - 6 . 3 3 x 1 0 3 0 C . m - 3 0 . 5 . 7 6 x 1 0 C m 1 . 7 0 x 1 0 - 3 0 C . m 5 . 2 5 x 1 0 - 3 0 C . m O 6 . 0 3 x 1 0 - 3 0 C . m - 2 . 3 3 x 1 0 3 0 C . m O S N H N H 三个五元杂环都能溶于有机溶剂，水溶解度 都小于六元杂环吡啶，这是由于杂原子与水 分子缔合的倾向减弱所致，它们的水溶解度 顺序为： 吡咯 ＞ 呋喃 ＞ 噻吩 1. 酸碱性 吡咯虽具有仲胺结构，但几乎不具有碱性，相反， 吡咯氮上的氢却因此变得较活泼，显示出弱酸性， 其 pKa=17.5。 吡咯能与强碱如金属钾及固体氢氧化钾共热成盐： N H + K O H N K + + H 2 O pKa=7.4 1. 酸碱性 2. 亲电取代反应 这三个化合物是5原子6电子的富电子芳香体系， 其亲电取代反应活性较强。吸电子诱导： O(3.5) N(3.0) S(2.6) 给电子共轭： N O S 综合：N贡献电子最多，O其次，S最少。亲电取 代活性： 三种五元芳杂环较易发生亲电取代反应，但它们对氧 化剂、酸性介质也很敏感，特别是吡咯和呋喃遇强酸 时，容易发生聚合、氧化、开环等副反应，必须用特 殊的试剂。 苯 ＞ 噻吩 ＞ 吡咯 ＞ 呋喃 稳定性和芳香性顺序： （1）卤代反应 O O C l O C l C l + C l 2 - 4 0 C ° S S B r B r 2 , A c O H S I 2 K I H g O O I I I I 呋喃与卤素反应几乎是爆炸式地完成，反应需在 低温、试剂的浓度很低的条件下，才可以顺利进 行。吡咯的活性与苯胺相似，容易生成多卤代物。 与等摩尔的SOCl2进行氯化，也可得到一氯代吡咯 N H + S O C l 2 N H C l 8 0 % 0oC （1）卤代反应 （2）硝化反应 呋喃, 噻吩和吡咯易氧化, 一般不用硝酸直接硝