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* ShiHeZi University 化学化工学院 杂环化合物的分类及命名 4 1 2 3 重要的杂环化合物 单杂环化合物的性质 单杂环化合物的构性分析 第四节 芳香杂环化合物 杂环化合物? 常见的杂原子：O 、N 、S 等 O S N 杂环化合物在自然界中分布很广 如：叶绿素、血红素、核酸等等 尿嘧啶(U) 胞嘧啶(C) 第一节 杂环化合物的分类和命名 分类 单杂环 稠杂环 五元杂环 六元杂环 O S N N N N N N N N N N NH2 H 命名: 一、译音命名法 呋喃 furan 噻吩 thiophene 吡咯 pyrrol 吡啶 pyridine 系统命名法 译音命名法 规则： 1、母体名称 Pyran 吡喃 2、编号 ① 杂原子的位次尽可能小； ② 环中几个杂原的编号顺序：O — S — N N -CH3 CH3- N N N CH3 2 3 4 1 5 N-甲基吡咯 N-methylpyrrol (1-甲基吡咯) 4-甲基咪唑 4-methylimidazole 2 3 4 1 5 3-甲基吡啶 3-methylpyridine (β-甲基吡啶) 1 2 3 4 5 6 α β N S CH3- N OH 8-羟基喹啉 8-hydroxyquinoline 2 3 4 5 6 7 8 1 5-甲基噻唑 5-methylthiazole 1 2 3 4 5 N N CH3 1 2 3 4 5 N-甲基吡唑 N-methylpyrazole 嘌呤purine 6 1 5 7 2 4 9 8 3 吗啡对中枢神经有麻醉作用，有强镇痛效力，但容易成瘾，医药上常用于局部麻醉。 4. 吗啡碱 存在于罂粟科植物鸦片中。 O RO R/O N-CH3 R = R/ = H 吗啡 R = CH3 ，R/ = H 可待因 R = R/ = -COCH3 海洛因 5. 叶绿素和血红素 二 五元杂环化合物 一、五元杂环的构性相关分析 呋喃 furan 噻吩 thiophene 吡咯 pyrrol 呋喃、噻吩、吡咯分子中所有的原子共平面，具有与苯环类似的结构。 N 吡咯 ·· H · · · · · · N —H 不等性SP2杂化 2P 吡咯分子中所有的原子共平面，具有与苯环类似的结构-闭合的共轭体系，具有芳香性。 五元杂环中， 杂原子上的一对p电子与σ平面垂直，与未参与杂化的p轨道平行，形成 π56的大π键，这种大π键由于含有6个π电子，符合休克尔4n+2规则的要求，所以它们具有一定的芳香性（可发生环上的亲电取代反应）； 由于环上的5 个原子共享6个π电子，电子云密度比苯环大，发生亲电取代反应的速度也比苯快得多。 O 呋喃 ·· · · · · · · · · O S 噻吩 ·· · · · · · · · · S 均具有芳香性 不等性SP2杂化 2P 不等性SP2杂化 3 ① 键长数据　 呋喃、噻吩、吡咯都具有一定程度的键长平均化： 注：普通C＝C键长0.133nm；普通C－C键长0.154nm。 ② 离域能 以上的数据或实验事实说明，芳香性： 呋喃、吡咯、噻吩的性质： 1. 亲电取代： 卤代、硝化、磺化、傅-克反应等 芳香性： O 、 N 、 S 电负性： 3.5 3.0 2.6 ①芳香性大小： ＞ ＞ ＞ O S N H ②亲电取代活性： ③亲电取代位置： 取代主要在α-位 诱导效应： 共轭效应： O N S N O S 综合：N贡献电子最多，O其次，S最少。 2. 加成反应 如: 加H2 、 1，4-加成等 3. N 吡咯 ·· H · · · · · · N —H →显弱酸性 吡啶 吡啶在有机化学中是一种常用的溶剂，它能溶解许多有机化合物和部分无机盐；吡啶可与水、乙醇、乙醚等混溶。 吡啶及其衍生物在自然界分布较广，在药物中也常见吡啶及其衍生物： 第十七章 杂环化合物 六元杂环的构性相关分析 有芳香性： 7N： 1S2 2S2 2P3 ＜ 吡啶 · · · · · · · · N ↑↓ ↑ ↑ SP2杂化 不等性SP2杂化 ↑ 2P 吡啶的极性： μ≠0 三 六元杂环化合物 位置： ——β-位; ② 亲核取代 ③ 氧化及还原反应 →能与酸成盐； ④ 碱性