有机化学---第17章 杂环化合物.ppt

（7） 颜色反应 吡啶环上有供电子基时将使碱性增强。 pka 5.17 5.79 5.68 6.02 （1）碱性与成盐 若用非质子的硝化、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。 吡啶遇酸便形成稳定的盐。 吡啶的亲电取代反应比苯困难，需在较强的条件下方可发生，且发生在β-位。 （2） 吡啶环上的亲电取代反应 β-溴代吡啶 β-硝基吡啶 β-吡啶磺酸 吡啶环也象硝基苯一样，不能发生F―C烷基化和酰基化反应。 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，就更难以进行亲电取代反应。 （3）吡啶环上的亲核取代反应 吡啶环的亲核取代反应主要发生在α-位和γ-位，被取代的可以是氢原子，也可以是易于离去的基团。 (4) 氧化 吡啶的氧化同苯相似，芳杂环保留，而侧链被氧化，产物为吡啶甲酸。 异烟酸 异烟肼 （雷米封） 烟酸 烟酰胺 * 第十七章 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、五元杂环化合物四、六元杂环化合物 一、杂环化合物的分类和命名 1、杂环化合物的涵义 成环原子除碳以外，还有其它如O、N、S、P等杂原子的环状化合物，统称为杂环化合物。 环为平面型共轭体系，环内π电子数符合4n+2规则，具有一定芳香性的杂环化合物。 2、杂环化合物的分类 3、杂环化合物的命名 （1）音译法 ——在同音汉字左边 + 口字旁 呋 喃 furan 吡 咯 pyrrole 噻 吩 thiophene 吡 啶 pyridine 吲 哚 indole 喹 啉 quinoline （2）杂环及环上取代基的编号 ① 母体杂环的编号：杂原子的编号为“1”； 杂原子邻位的碳原子也可依次用α、β、γ…编号。 2-甲基吡咯 2-呋喃甲醛 3-噻吩甲酸 2,3-吡啶二甲酸 α-甲基吡咯 α-呋喃甲醛 β-噻吩甲酸 α,β-吡啶二甲酸 ② 当环上有多个相同杂原子时，应使杂原子位次之和最小； 咪 唑 噁 唑 噻 唑 嘧 啶 imidazole oxazole thiazole pyrimidine 5-甲基咪唑 4-硝基噁唑 4-甲基-5-(2’-羟乙基)噻唑 3 5 3 3 ③ 当环上有不同杂原子时，按O→S→N的次序编号； ④ 若环上连有不同的取代基，其命名遵循“次序规则”和“最低系列原则”。 ⑤ 稠杂环的编号，一般和稠环芳烃相同，但有少数稠杂环另有一套编号方式。 苯并呋喃 苯并吡咯 喹啉 苯并噻唑 3 4 5 6 7 8 9 2, 6, 8-三羟基嘌呤 尿酸 二、杂环化合物的结构与芳香性 1、杂环化合物为何具有芳香性？ 噻吩与呋喃有相似的结构。 （1） 五元杂环化合物 2、具有芳香性的杂环与苯环的异同点 ① 五元杂环化合物分子中的键长一定程度上发生了平均化，且具有一定程度的不饱和性及环的不稳定性。 结 论： ② 五元杂环化合物的芳香性比苯差。其芳香性次序是： 离域能 kJ / mol 150.5 117 88 67 原因：杂原子电负性ONS，故其给电子能力为SNO，环上电子云密度高低顺序为： ③ 五元杂环化合物是富电子体系，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。进行亲电取代反应的活泼顺序是： （2）六元杂环化合物 ① 吡啶环的键长发生了较大程度的平均化，C ―C键虽与苯相似，但C ―N键变化很大，因此，其芳香性也比苯差。 结 论： 原因：氮原子的电负性较大，使得环上的电子云密度降低 ； ③ 吡啶的亲电取代反应发生在电子云密度相对较高的β-位。这一特性很类似于硝基苯。 ② 吡啶和苯虽都属等电子体系，但其亲电取代反应性能比苯差。 ④ 吡啶在α、γ -位可发生亲核取代反应。 三、五元杂环化合物的化学性质 1、亲电取代反应 特点：使用较为温和的试剂或反应条件。 噻吩可直接用浓H2SO4室温磺化 2、常见的五元杂环化合物 （1）呋喃 呋喃存在于松木焦油中，为无色液体，难溶于水而易溶于有机溶剂，b.p为32℃。 性质： ① 较温和条件下发生亲电取代反应； ② 芳香性较弱，具有部分共轭二烯的性质，因而呋喃及其衍生物容易进行Diles-Alder反应和一般的亲电加成反应。 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