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7.10 杂环化合物 内容概要 1 杂环化合物的分类、命名 2 杂环化合物的结构与芳香性 3 杂环化合物的性质 4 五、六元杂环化合物 5 稠杂环化合物（吲哚、喹啉） 杂环化合物种类很多，广泛存在于自然界中，与动植物的生理作用及药物、染料等关系密切。 2）命 名 7.10.2 结构和芳香性 (甲) 五元杂环的结构 呋喃、噻吩、吡咯具有芳香性的实验依据 呋喃、噻吩、吡咯都具有一定程度的键长平均化： 它们的核磁共振吸收均出现在低场，芳香族化合物区域内： ③ 离域能数据 (乙) 六元杂环的结构 吡啶中氮原子采取sp2杂化： (1)亲电取代 (2) 加成反应 (3) 氧化反应 (4) 酸、碱性 (5) 颜色反应 (1) 亲电取代 (2) 加 成 (4) 吡咯的弱碱和弱酸性 另一方面，吡咯有弱酸性： (5) 颜色反应 命名：最初由米糠与稀酸共热而得，故名糠醛。 性质：糠醛具有典型的无α－H的醛的性质： （二）六元杂环化合物 (1) 亲电取代 (2) 亲核取代 (3) 氧化与还原 (4) 碱性 (1) 亲电取代 似硝基苯，新引入基上β－。 (3) 氧化与还原 可见：① 氮原子上电子云密度大，吡啶环上电子云密度小； ② N的m-电子云密度比o-、p-大。 六元杂环吡啶是缺电子芳杂环，因此，其亲电取代反应的活性比苯弱，与硝基苯类似，其取代反应通常发生在β位。 吡啶属于缺电子的芳杂环，不发生付—克反应，也难于发生其它亲电取代反应，但它容易发生亲核取代反应，取代基主要进入α位 --与吡啶相反，五元杂环属于富电子芳杂环，它容易发生亲电取代反应，不容易发生亲核取代反应。 (2) 亲核取代 * * ---除碳原子外，成环原子还包含N、O、S 等杂原子的环状化合物 环系中可以含一个、两个或更多的相同的或不同的杂原子。 环可以是三元环、四元环或更大的环，也可以是各种稠合的环 杂环化合物可按环的大小分类，其中最重要的是五元杂环和六元杂环两大类。 7.10.1 杂环化合物的分类和命名 1）分类 根据有无芳香性，可将杂环化合物分为非芳香性杂环和芳香性杂环。 非芳香性杂环化合物具有与相应脂肪族化合物相类似的性质。 环周边的π电子数符合4n+2，具有一定的芳香性。一般所说的杂环就指的是这类杂环. 芳香性杂环 杂环化合物的命名常用音译法。我国主要采用译音命名，选用同音汉字，并以“口”字旁来表示。 ---以杂环为母体，将杂环上的原子编号，编号原则： （1）杂原子编号最小，从杂原子开始，顺环编号 （2）含有相同杂原子时，按取代基的位号最小顺序编号； 含有不同杂原子，按O，S，N的顺序编号 （3）编号有几种可能时，选择使连有取代基的原子编号最小 环上的位次，可用阿拉伯数字1，2，3，…表示。也可用α，β，γ，…来表示，杂原子相邻的位置是α，其次为β，γ 只掌握常见杂环 有取代基的杂环化合物的命名 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。 共面的闭环共轭体系，π电子数符合4n+2. 具有一定的芳香性。 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，称为富电芳杂环，发生亲电取代反应的速度也比苯快得多。 注：普通C＝C键长0.133nm；普通C－C键长0.154nm。 ① 键长数据　 ② 各向异性（环流效应） 以上的数据或实验事实说明，芳香性： 大小顺序与杂原子的电负性反比 ①　由于吡啶环中有6中心6电子的大π键，符合休克尔4n+2规则，所以吡啶环亦有芳香性。 但由于N的电负性比C大，所以吡啶环上的电子云并不象苯那样均匀分，键长未完全平均化，其芳香性不及苯，称为缺电芳杂环。 ②　由于吡啶环中氮原子上的一对孤对电子与苯环共平面（填入sp2轨道中），不参与环状共轭体系，所以这一对孤对电子很容易给出去从而表现出碱性。 ③ 吡啶环也有环流效应（各向异性）： （一）五元杂环 杂环化合物都具有不同程度的芳香性，因此，在化学性质上和芳香烃有着极为相似的特点。 由于杂环化合物具有缺电子的芳杂环和富电子的芳杂环两种不同类型的芳杂环体系，在化学性质上表现出明显的差异。 7.10.3 杂环化合物的化学性质 比苯快，新引入基上α－位。 芳杂环可以进行“五化”等亲电取代反应。五元杂环是富电子芳杂环，亲电取代反应比苯容易；通常发生在电子云密度较大的α位。 苯 吡咯亲电取代反应的活性最强，噻吩较弱，但比苯的活性强 其发生亲电取代反应的活性顺序是： 比苯快，新引入基上α-位。 ① ② 说明：① 噻吩环芳性比呋喃环