第17章杂环化合物.pptVIP

费歇尔(Fischer)合成法醛、酮、酮酸、酮酸酯与芳肼在路易斯酸催化下加热。第31页，共43页，星期日，2025年，2月5日第17章杂环化合物第1页，共43页，星期日，2025年，2月5日17.1杂环化合物的分类和命名17.2杂环化合物的结构和芳香性17.3五元杂环化合物(呋喃、噻吩、吡咯、吲哚的结构及其化学性质)17.4六元杂环化合物(吡啶、喹啉、异喹啉的结构及其化学性质)17.5嘧啶、嘌呤及其衍生物第2页，共43页，星期日，2025年，2月5日在环上含有杂原子(非碳原子)的有机物称为杂环化合物。杂环化合物的简介1.脂杂环—没有芳香特征的杂环化合物第3页，共43页，星期日，2025年，2月5日2.芳杂环—具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环本章介绍的是具有不同芳香性的杂环化合物(简称芳杂化合物)连续共轭共平面4n＋2电子亲电取代不易加成第4页，共43页，星期日，2025年，2月5日17.1杂环化合物的分类和命名按骨架分类：五元杂环、六元杂环；单杂环和稠杂环。1.音译名（同音汉字加“口”字旁）第5页，共43页，星期日，2025年，2月5日2.当作碳环芳香化合物的衍生，如：第6页，共43页，星期日，2025年，2月5日3.环上原子的编号顺序①从杂原子开始1,2,3,4…或用α,β,γ,δ…编号;2,5-二甲基呋喃α,α-二甲基呋喃3-甲基噻吩β-甲基噻吩2-呋喃甲醛α-呋喃甲醛2-乙酰基吡咯α-乙酰基吡咯3-吡啶甲酸β-吡啶甲酸2-乙酰基吲哚α-乙酰基吲哚第7页，共43页，星期日，2025年，2月5日②不止一个杂原子，按O，S，N顺序编号；使杂原子位次之和最小5-甲基噻唑第8页，共43页，星期日，2025年，2月5日3-甲基-1-苯基-5-吡唑酮4-甲基咪唑③含有两个或以上的相同杂原子的单杂环衍生物，编号从连有取代基(或氢原子)的那个杂原子开始，顺序定位，使另一个杂原子的位次保持最小：1,2,3-三氮唑1,2,5-三氮唑第9页，共43页，星期日，2025年，2月5日17.2杂环化合物的结构与芳香性吡咯X=O,S(1)五元杂环：闭合共平面的、连续共轭、五中心六电子第10页，共43页，星期日，2025年，2月5日饱和化合物C－C：0.154nm；C＝C：0.133nm；C－O：0.143nm；C－N：0.147nm；C－S：0.182nm；离域能呋喃：67kJ/mol；吡咯：88kJ/mol；噻吩：117kJ/mol。键长、离域能、1HNMR第11页，共43页，星期日，2025年，2月5日总结：呋喃、噻吩、吡咯分子中所有的原子共平面；体系中含有6个π电子，符合休克尔4n+2规则，所以它们都具有一定的芳香性,可以发生亲电取代反应；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。第12页，共43页，星期日，2025年，2月5日呋喃、噻吩、吡咯的亲电取代反应*1取代反应主要发生在α-C上；+C效应为主，环上电子密度比苯大，称为多π芳杂环；亲电取代反应活性比苯高；亲电取代多发生在α-位。第13页，共43页，星期日，2025年，2月5日*3吡咯、呋喃对酸及氧化剂比较敏感，选择试剂要注意；*4噻吩、吡咯的芳香性较强，所以易取代而不易加成；呋喃的芳香性较弱，虽然也能与大多数亲电试剂发生亲电取代，但在强亲核试剂存在下，能发生亲核加成。①电子密度

②σ-络合物吸电子诱导：O(3.5)N(3.0)S(2.6)给电子共轭：NOS综合：N贡献电子最多，O其次，S最少*2亲电取代反应的活性顺序为：离域能呋喃：67kJ/mol；吡咯：88kJ/mol；噻吩：117kJ/mol第14页，共43页，星期日，2025年，2月5日下列化合物哪些具有芳香性？第15页，共43页，星期日，2025年，2月5日17.3五元杂环化合物17.3.1呋喃存在于松木焦油中，为无色液体，难溶于水，易溶于有机溶剂。松木反应，用于鉴定呋喃的存在。显绿色第16页，共43页，星期日，2025年，2月5日(1)呋喃的制备α-呋喃甲醛的催化脱羰；α-呋喃甲酸的催化脱羧。第17页，共43页，星期日，2025年，2月5日(2)呋喃的化学性质亲电取代第18页，共43页，星期日，2025年，2月5日加成反应Diels-Alder反应，[4+2]催化