章杂环化合物(己修改)PPT课件.pptx

第十八章杂环化合物(Heterocycles)1.定义:若有机环状分子中除了C、H二元素外，还有其他原子如O、S、N等，则称为杂环化合物。2.特点:环稳定、具有芳香性(也称为芳香杂环)。杂环化合物也包括酸酐、内酯、环内酰胺等。但由于它们与酯、酸酐等性质上无不同，故习惯上不把它们看作杂环化合物。环不稳定、易破裂、不具有芳香性、属于脂杂环环氧乙烷内酰胺酸酐内酯8-methylpyrrolo[1,2-a]-pyrazineZidovudine(AZT)Diazepam(Valium)(安定)Diaminostillbenedisulfonicacid“bleach”(漂白)(二氨基芪二磺酸)第一节杂环化合物的分类与命名分类2)命名(1)音译法Furan呋喃Pyrrole吡咯Thiazole噻唑Thiophene噻吩Imidazole咪唑Pyridine吡啶Pyridazine哒嗪Pyrimidine嘧啶Indole吲哚Quinoline喹啉注意：杂环上有取代基时,取代基的位次从杂原子开始，依次用1,2,3,4,…..或a,b,g,…..编号。2,5-二甲呋喃a,a’-二甲呋喃3-甲基噻吩b-甲基噻吩2-乙酰基吡咯a-乙酰基吡咯(2)若杂环上有两个以上杂原子时，则从O、S、N的顺序编号，编号时取杂原子位次之和的最小值。4-甲基噻唑2,4,二甲基咪唑4-氨基嘧啶2.系统命名法:依据相应的碳环来命名。如五元环相应碳环为“茂”,六元环相应是苯。氧杂茂硫杂茂氮杂苯氮杂茂第二节五元杂环化合物1)结构与芳性呋喃噻吩吡咯①环内C和杂原子均以sp2杂化，相互以σ键相连，处于同一平面。②每个原子还有一个未杂化的p轨道，垂直于环平面，相互平行。③C原子的p轨道有一个p电子，杂原子的p轨道有两个p电子，形成了环闭的共轭体系。结构特点：成环的所有原子在一个平面上；是一个环闭的共扼体系（5原子6电子体系）(即富电子体系);p电子数符合休克尔规则。因此，具有芳性。但因O、S、N原子电负性的不同，参与芳构化的能力也不同。其芳性强若之顺序为:芳香性为何依次降低?由于环内原子的电负性差别，使电子云密度分布不均匀，也使其键长不能完全平均化:饱和化合物2)五元杂环化合物的性质物理性质A.呋喃：无色液体，存于松木焦油中,b.p.31.36oC.遇盐酸浸湿的松木片呈绿色。B.噻吩：无色有特殊气味的液体，存于煤焦油中,b.p.84.16oC.与吲哚醌在硫酸作用下显兰色。C.吡咯：无色液体，存于煤焦油和骨焦油中,b.p.130~131oC.遇盐酸浸湿的松木片呈红色。(2)化学性质五元杂环化合物是(5原子6电子)体系，环上电子云密度比苯环上的大,故比苯更容易发生亲电取代反应，且一般发生在α-位上。总的反应活性:吡咯呋喃噻吩苯为什么？又为什么吡咯、呋喃和噻吩的亲电取代速度却依次降低？又为什么亲电取代反应主要发生在α-位？A.亲电取代反应Br2,0oC二恶烷呋喃CH3CO2NO2-5~-30oCC5H5N+SO3-ClCH2CH2Cl(CH3)2C=CH2ZnCl2,170oC(CH3CO)2OSnCl4,R.T.亲电取代反应都比苯容易噻吩Br2,25oCHOAcCH3CO2NO2HOAc,0oCH2SO4,R.T.C6H5COClAlCl3,R.T.吡咯I2,NaOHCH3CO2NO2-10oCC5H5N+SO3-ClCH2CH2ClSO2Cl2,0oCC6H5N2ClNaOAcB.吡咯的弱碱、弱酸性（1）弱碱性苯胺吡咯四氢吡咯Kb3.8×10-82.5×10-142.0×10-4(Kb值愈大、碱性愈强)(2)弱酸性(3)糠醛（a-呋喃甲醛）制备：糠醛是呋喃的重要衍生物和有机原料，由米糠制得而得名。米糠、玉米芯、杆等含有多聚戊糖,在稀酸作用下水解成戊糖、脱水环化即成糠醛，产率约3~4%。糠醛B.性质a.氧化Cr2O3-CuO150oC,100atm糠醇b.加氢骨架镍180oC,100atmc.歧化d.脱羰e.与酚缩合酚醛树脂(胶粘剂)(5)噻唑与咪唑噻唑:又称1,3-硫氮杂茂,其衍生物广泛存于自然界中.如VB1（嘧啶环）（噻唑环)噻唑为无色有吡啶气味的液体，b.p.117oC,与水混溶.环上的氮原子有碱性,化学性质稳定，不易发生亲电取代反应。硫脲氯乙醛B.咪唑:是吡唑的同分异构体，又称1,3-二氮杂茂。许多重要的天然产物是咪唑的衍生物