杂环化合物和生物碱 (3).ppt

关于杂环化合物和生物碱 (3) * 第一页，共二十五页，2022年，8月28日 * 杂环化合物的命名有音译法和系统命名法两种。 音译法是按杂环化合物的外文名称音译，以口字旁同音汉字表示。 1. 杂环化合物的分类和命名 单杂环 五元杂环 六元杂环 稠杂环 苯并杂环 杂环并杂环 1. 杂环化合物的分类 2 . 杂环化合物的命名 杂环化合物 第二页，共二十五页，2022年，8月28日 * O S N N N N 单 杂 环 S N H N H N 五元杂环 六元杂环 环戊二烯 杂环分类 碳环母核 重要的杂环 苯 1 6 5 4 3 2 5 4 3 2 1 N N 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 1 呋喃 噻吩 吡咯 噻唑 咪唑 吡啶 嘧啶 吡嗪 编号从杂原子开始, 按O S N的顺序, 使杂原子的序号最低. 吡喃 第三页，共二十五页，2022年，8月28日 * 稠 杂 环 杂环分类 碳环母核 重要的杂环 N H N N N H N 茚 萘 喹啉 异喹啉 吲哚 嘌呤 第四页，共二十五页，2022年，8月28日 * 另一种命名方法是以相应的碳环命名，就是将杂环看作是相应的碳环化合物中碳原子被杂原子代替而成的产物。 N H N 咪唑(1，3-二氮杂环戊二烯) 第五页，共二十五页，2022年，8月28日 * O（S）的杂化 3个SP2 未杂化的P 2S2 2P4 SP2杂化 五元杂环 杂环化合物 呋喃、噻吩、吡咯结构上共同点：五元杂环的环上5个原子都是sp2杂化的，位于同一平面上，碳原子p轨道上有1个单电子，杂原子p轨道上有2个电子，5个p轨道垂直于环所在的平面，侧面交盖形成闭合的共轭体系。 2. 杂环化合物的结构和芳香性 第六页，共二十五页，2022年，8月28日 * 吡咯N的杂化 N的杂化 未杂化的P轨道 SP2杂化 2S2 2P3 3个SP2 杂环化合物 符合休克尔4n+2规则，都具有芳香性。 富电子芳杂环 第七页，共二十五页，2022年，8月28日 * 六元杂环结构和芳香性，以吡啶为例： 吡啶N的杂化 未杂化的P轨道 SP2杂化 2S2 2P3 3个SP2 符合休克尔4n+2规则，具有芳香性。 六元杂环 缺电子芳杂环，亲电取代难发生 第八页，共二十五页，2022年，8月28日 * 1、氧化反应 杂环化合物 呋喃、吡咯对氧化剂都很敏感，在空气中就能被氧化。吡啶对氧化剂相当稳定。 说明吡啶比苯环还要难于被氧化。 3. 杂环化合物的化学性质 第九页，共二十五页，2022年，8月28日 * 2、水溶性 吡咯的水溶性差（1：17）: 氮原子上的未共用电子对是闭合共轭体系的组成部分 吡啶水溶性好。 氮原子上的未共用电子对没有参与闭合共轭体系，氮原子的电负性又强，电子云密度较高，有利于与水形成氢键。 第十页，共二十五页，2022年，8月28日 * 3、吡咯、吡啶的酸碱性 含氮化合物碱性的强弱取决于氮原子上未共用电子对与H+结合的能力。 杂环化合物 由于P-π共轭效应，吡咯中N上电子云密度降低，碱性极弱。在强碱中反而表现极弱的酸性。 在吡啶分子中，氮原子上的未共用电子对未参与环上的共轭体系，与质子的结合能力比较强，因此 吡啶显碱性，与酸能形成盐。 第十一页，共二十五页，2022年，8月28日 * 吡咯的衍生物广泛存在于自然界。如叶绿素、血红素等。 1、吡咯衍生物 基本结构:是由四个吡咯环或氢化吡咯环的α－碳原子通过四个次甲基（—ＣＨ＝）交替连接组成的大环，这个大环叫卟吩环，含卟吩环的化合物叫做卟啉化合物。 卟吩 吡咯存在于煤焦油中，为无色液体，沸点为131℃，不溶于水，能溶于有机溶剂。其蒸气可用浸有HCl的松木片产生红色来鉴别它们的存在。 4. 重要杂环化合物 第十二页，共二十五页，2022年，8月28日 * 吡咯环的衍生物广存于自然界，如血红素、叶绿素，还有维生素B12。它们都有卟吩的基本骨架，卟吩在自然界不存在，它的取代物为卟啉环类化合物 。 其中含亚铁离子的是血红素；含Mg2+的是叶绿素；含Co2+的是维生素B12。 第十三页，共二十五页，2022年，8月28日 * 叶绿素 血红素 杂环化合物 第十四页，共二十五页，2022年，8月28日 * 维生素B12的结构 第十五页，共二十五页，2022年，8月28日 * 3、吡啶及其衍生物 吡啶存在于煤焦油中，是有臭味的液体，能与水、乙醇互溶，吡啶是非常有用的溶剂，能溶