芳香杂环化合物.ppt

第一页，共十九页，2022年，8月28日 四、咪唑的结构 第四节 稠杂环化合物 第三节 芳香五元杂环 一、吡咯、呋喃和噻吩的结构 二、吡咯、呋喃和噻吩的性质 三、吡咯衍生物 第二页，共十九页，2022年，8月28日 前几章所学的内酰胺、内酯、环醚等，它们易发生开环反应，其理化性质与链状化合物相似，不列入杂环化合物。本章主要讨论的是环较为稳定，且具有芳香性的杂环化合物。 前言： 在环状有机化合物中，成环的原子除了碳原子之外，还含有杂原子的化合物称为杂环化合物(heterocyclic compounds)。 第三页，共十九页，2022年，8月28日 第一节 芳香杂环化合物的分类与命名 1、杂环化合物的分类 按杂原子数目分为一个、两个或多个杂原子的杂环；按环的形式分为单环和稠环两类，单环又可分为五元杂环和六元杂环。 五元单杂环 六元单杂环 稠环 第四页，共十九页，2022年，8月28日 2、杂环化合物的命名 （1）命名较复杂，常采用音译法： 在同音汉字左边 + 口字。 吲哚 pyran pyridine pyrimidine indole purine 吡喃 吡啶 嘧啶 嘌呤 furan pyrrole thiophene imidazole 呋喃 吡咯 噻吩 thiazole 咪唑 噻唑 第五页，共十九页，2022年，8月28日 （2）杂环及环上取代基的编号： A、 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。 第六页，共十九页，2022年，8月28日 B、当环上有两个或两个以上相同杂原子，要使杂原子编号最小；含不同杂原子时，按O→S→N的次序编号。从含有氢的杂原子开始编号。 第七页，共十九页，2022年，8月28日 稠杂环的编号一般与稠环芳烃相同，但有 例外，如 命名下列化合物 异喹啉 嘌呤 吖啶 第八页，共十九页，2022年，8月28日 第二节 芳香六元杂环 一、吡啶的结构 环中的五个碳原子和一个氮原子均以sp2杂化轨道相互重叠形成σ键，每个原子提供一个p轨道相互平行形成大π键。 符合Hückel规则，具有芳香性。由于N的电负性较强，电子云密度分布不均匀。 第九页，共十九页，2022年，8月28日 二、吡啶的性质 1、水溶性 与水互溶，引入的羟基或氨基的数目越多水溶性越低。（氢键缔合） 2、碱性 较苯胺强，比氨和脂肪氨弱，与无机酸生成盐。 3、亲电取代与亲核取代反应 吡啶环上碳原子的电子云密度较苯低，亲电取代反应较难，主要进入β位。 第十页，共十九页，2022年，8月28日 较易进行亲核取代反应，主要生成α位取代产物。 环上有较易离去的基团，弱亲核试剂就能反应。 第十一页，共十九页，2022年，8月28日 4、吡啶类化合物侧链氧化反应 环上连有烷基侧链时，侧链可被氧化成羧酸。 5、还原反应 （六氢吡啶） 六氢吡啶又称哌啶，性质与脂肪族伯胺相似，碱性较吡啶强，与水互溶。 第十二页，共十九页，2022年，8月28日 三、嘧啶及其衍生物 嘧啶是无色固体，熔点22℃，易溶于水，具有弱碱性（比苯胺还弱）。 环上电子云密度比吡啶还低，亲电取代反应更困难。 结构： pKb=11.30 衍生物： 胞嘧啶 (cytosine) 尿嘧啶 (uracil) 胸腺嘧啶 (thymine) 酮 烯醇 第十三页，共十九页，2022年，8月28日 第三节 芳香五元杂环 一、吡咯、呋喃和噻吩的结构 每个原子都是sp2杂化，杂原子提供两个电子形成六电子大π键，符合Hückel规则，具有芳香性，但比苯弱。（由于杂原子N、O、S电负性比碳大，环上电子云密度不均匀） 杂环上的电子密度比苯环大，容易进行亲电取代。 第十四页，共十九页，2022年，8月28日