第十七章杂环化合物综述.ppt

第十七章 杂环化合物;第十七章 杂环化合物; 杂环化合物是一大类有机物，占已知有机物的三分之一。杂环化合物在自然界分布很广、功用很多。例如，中草药的有效成分生物碱大多是杂环化合物；动植物体内起重要生理作用的血红素、叶绿素、核酸的碱基都是含氮杂环；部分维生素，抗菌素；一些植物色素、植物染料、合成染料都含有杂环。;1993年发现的一种高效抗癌物质; 本章讨论的就是那些环为平面型，环内π电子数符合 4n+2规则，具有一定芳香性的芳杂环化合物。;（一）杂环化合物的分类;P411;（二） 杂环化合物的命名; 当环上有不同杂原子时，按O→S→N的次序编号。若 环上连有不同的取代基，其编号按次序规则和最低系列。 ;如：;吡咯;*平面结构。环上每个C原子的p轨道上有1个电子，杂原子的p轨道上有2个电子，由5个p轨道构成6电子的大?键 。; 五元杂环化合物具有芳香性的另一个标志就是环上的氢受离域电子环流的影响，其核磁共振信号都出现在低场区。α- H 由于受杂原子吸电子诱导效应的影响，其δ值较大。;; 1. 五元杂环化合物; (1) 由此可见，苯分子中的键长完全平均化，而五元 杂环化合物分子中的键长只是有一定程度的平均化。因 此，五元杂环化合物的芳香性比苯差。其芳香性次序是：; (2) 五元杂环化合物是富电子体系，而苯环为等电子 体系，故环上的电子云密度比苯高，其亲电取代反应比苯 容易，尤其易发生在α- 位。杂原子的存在相当于在环上 引入了― NH2、―OH、 ―SH 等活化基团而使环活化， 故进行亲电取代反应的活性顺序是：;呋喃、噻吩、吡咯相互比较： 1.三者一定程度上具有不饱和性；所以有加成反 应（类似二烯烃） 2.O、S、N原子半径不同，电负性不同，芳香性不同 噻吩吡咯呋喃 呋喃、噻吩、吡咯与苯比较 1.与苯相似：符合4n+2规则，有芳香性 2.与苯相异：多π芳杂环，亲电取代比苯容易杂 原子存在，键长一定程度上平均化, α位比β易取代; ; 17.3 五元杂环化合物; 五元杂环化合物进行亲电取代反应的特点是：使用较为温和的试剂或反应条件。;;2-取代呋喃不管是邻位或是间位定位基，第二个基团均进入C-5位。因芳香性低，易形成2,5-加成产物。;三、常见的五元杂环化合物; 呋喃在Ni催化下，易于加氢生成四氢呋喃(THF) ——良好的溶剂和重要的有机合成原料。; 呋喃甲醛又称糠醛，是呋喃的重要衍生物。; 糠醛的化学性质与苯甲醛类似，可发生Cannizzaro反应、与含α-H的醛或酮的交错缩合反应等。;2、噻吩（P417）; 3. 吡咯;; 17.4 六元杂环化合物 (P423); 如果用非质子的硝化试剂、磺化试剂，或用卤素、卤 代烷、酰氯与吡啶环进行反应，也将形成相应的吡啶盐：;2. 吡啶环上的亲电取代反应; 显然，当吡啶环上连有供电子基团时，将有利于亲电 取代反应的发生；反之，就更加难以进行亲电取代反应。; 3. 吡啶环上的亲核取代反应;哌啶(六氢吡啶);余下自学;二、常见的六元杂环化合物;;那么为什么α-位、γ-位的侧链氢酸性强？;; β- 甲基吡啶; 2. 喹啉; 若用邻羟基苯胺代替苯胺，则可制备8-羟基喹啉。; (1)亲电取代反应; (2) 亲核取代反应