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第十一章 杂环化合物 一 杂环化合物的分类和命名 二 杂环化合物的结构和芳香性 三 杂环化合物的化学性质 四 重要的杂环化合物 （五）吲哚及其衍生物 吲哚 ? -甲基吲哚 （粪臭素） ? -吲哚乙酸 （IAA） （六）嘌呤的重要衍生物 腺嘌呤(A) 6-氨基嘌呤 鸟嘌呤(G) 2-氨基-6-羟基嘌呤 * * 学习要求： 1.掌握几种常见杂环化合物的命名 2.掌握吡咯、吡啶的结构 3.掌握吡咯、吡啶的化学性质 4.了解几种常见杂环化合物的一般性质 本章所要讨论的是环比较稳定，且具有不同 程度芳香性的杂环化合物。 定义：由碳原子和杂原子组成，结构与芳香族化合物相 似、具有一定稳定性和芳香性的环状化合物，统称为杂 环化合物。 等 等 杂环是由碳原子和非碳原子共同组成的环。参与组 成杂环的非碳原子称为杂原子。常见的杂原子有O、 N、S等。 （一）分类 杂环化合物 单杂环 稠杂环 五元杂环化合物 六元杂环化合物 苯环与单杂环稠并化合物 两个以上单杂环稠并化合物 O N ★（二）命名 1、母体杂环的命名（音译法） 呋喃 噻吩 吡咯 吡啶 Furan Thiophene Pyrrole Pyridine N N H N O S N H N H N 一、 杂环化合物的分类和命名 pyran 吡喃 pyrimidine 嘧啶 purine 嘌呤 indole 吲哚 quinoline 喹啉 Imidazole 咪唑 2、含取代基杂环的命名 1 2 5 N -NO2 1 3 O CH3 H5C2 （1）编号的原则：含一个杂原子的单杂环，一般从杂原 子开始，依次用阿拉伯数字将环上的原子编号，并尽可能 使取代基的位次较小；也可以用希腊字母α、β、 γ编 号，靠近杂原子的碳原子为α位，依次为β位、γ位 对于环上有取代基的杂环化合物，命名时一般以杂环 为母体，有时也把杂环当作取代基来命名，把杂环上的原 子依次编号而确定取代基的位次。 2 3 4 3-硝基吡啶 (β-硝基吡啶) 2-甲基-5-乙基呋喃 咪唑 若杂原子不同，从杂原子开始，以 O→S→N为序，使杂原子编号最小 若含两个相同杂原子，使 杂原子的编号尽可能小，并使 杂原子上连有H原子或取代基 的杂原子的位次最小。 某些杂环的特殊编号 1 3 4 9 5 6 7 8 2 1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌呤 N N H 1 3 4 5 2-甲基-5-乙基呋喃 1,4 –二甲基-5-溴咪唑 5-甲基噻唑 （2）命名 原则 杂环为母体 O -CHO 2-呋喃甲醛 （糠醛） O -CH=CH-COOH 3-(α-呋喃)丙烯酸 5-喹啉磺酸 环上有-CHO、-COOH、--COOR、-SO3H等时，常以醛、羧酸、酯、磺酸为母体，杂环 作取代基。 6-氨基嘌呤 O -CH2OH 2-呋喃甲醇 α-呋喃甲醇 3.双键氢化产物的命名 四氢吡咯 六氢吡啶 四氢呋喃 二、 杂环化合物的结构 （一）五元杂环化合物的结构 以吡咯为例说明它们的结构： 等性杂化 基态 激发态 在这个闭合共轭体系中,每个碳原子提供一个p电子, 杂原子提供两个p电子,大π键中的π电子总数为6个,符 合休克尔规则,所以具有芳香性。 苯＞噻吩＞ 吡咯＞呋喃 离域能：151 121 88 66 1.环上π电子数= 6，符合休克尔规则，有芳香性。 2. 由于杂原子的电负性较碳原子大，所以环上π电子 云的分布不均匀，杂环的芳香性和稳定性不如苯。 五员杂环化合物的结构特征为： 3.是富电子的芳杂环，亲电取代反应比苯 容易发生, 吡咯的结构相当于苯酚或苯胺， 亲电取代发生在?-位。 （二）六元杂环化合物的结构 不等性杂化 符合休克尔规则，具有芳香性。 电子云密度有较大程度的平均 化，但仍未完全平均化（由于N 原子电负性较大 ）。 六元杂环化合物的结构特征: 1.缺电子的芳杂环，亲电取代反应、 氧化反应比苯难发生。 2.吡啶的结构相当于硝基苯，亲电 取代反应发生在β位 三、 杂环化合物的化学性质 （一）亲电取代反应 五元杂环属于富电子芳杂环，亲电取代反应比苯容易。 主要发生在?-位 六元杂环吡啶属于缺电子芳杂环，亲电取代反应活性 比苯小，与硝基苯类似 ，且取代反应一般发生在β位。 杂环化合物发生亲电取代反应的活性顺序是： 噻吩＞吡咯＞呋喃＞苯＞吡啶 1.卤代 较难控制在一卤代阶段 H2O 2. 硝化