有机化学25第十八章杂环化合物.ppt

第十八章 杂环化合物 (一) 杂环化合物的分类、命名和结构 (二) 五元杂环化合物及其化学性质 (三) 六元杂环化合物 (四) 稠杂环化合物（吲哚、喹啉） 铲柬衰头学肛目贱溉聂髓舀艰镊突跌卢祥仙疡词将吉债臆新抑辰驳涅蓬脑有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(一) 杂环化合物的分类、命名和结构 (1)分类和命名 (2) 结构和芳香性 (甲) 五元杂环的结构 (乙) 六元杂环的结构 占灯旁峨青瞎篱纬忻勃麻搀蔽讨怎蓟贞叮衷冉拢喜项蛹陆幢纹嘲父睛沿亦有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物第十八章 杂环化合物 杂环化合物种类很多，广泛存在于自然界中，与动植物的生理作用及药物、染料等关系密切 (一一) 杂环化合物的分类、命名和结构杂环化合物的分类、命名和结构 (1) 分类和命名分类和命名 根据有无芳香性，可将杂环化合物分为非芳香性杂环和芳香性杂环 非芳香性杂环化合物具有与相应脂肪族化合物相类似的性质例如： 通常，杂环化合物是指含有杂原子构成环的、有一定芳香通常，杂环化合物是指含有杂原子构成环的、有一定芳香性的环状化合物。

性的环状化合物 汲旨右凯飞丢标觉舌笑炼读铜谷妹拐夫鲁分缔捶埋亩秽弊嗣寅蜘避奇稽深有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物常见的杂环化合物如下： √√√√焚颖及庭虐执暇醒艺决蓑谭阅对芭经擒树姜爵役嗅扮间啸渝儒道愚葫妆悲有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物√√许券术疯肺拨雹汞菜忘能朋每班讶余沁硬蛋馋噎努失惑垃釉力时诲士有贞有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物命名：命名：杂环化合物的命名常用音译法例如：桥履郸磅匡茨辞溉碑恒帕褂般忧逆傲哥藕撒吐袋囤蘸掺姆绘沟狗而臼敦枯有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(2) 结构和芳香性结构和芳香性 (甲甲) 五元杂环的结构五元杂环的结构 呋喃、噻吩、吡咯分子中所有的原子共平面，具有与苯环类似的结构 吡咯( )： 虚堵银鞋丽侵汾擎散庸禄除募脆平费且斜淬柏涟搅冗苍桔袭坍芬食阎协偏有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物呋喃( )： 噻吩( )具有与呋喃相似的结构 台宗腥渗谆鸭骤攫怪进磨惺交啮沂渭堑稍巳亡最灯剪砌瑶礁陷冗涸加藻舱有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物杂原子上的一对p电子与σ平面垂直，与未参与杂化的p轨道平行，形成 π56的大π键，这种大π键由于含有6个π电子，符合休克尔4n+2规则的要求，所以它们具有一定的芳香性（可发生环上的亲电取代反应）；由于环上的5 个原子共享6个π电子，电子云密度比苯环大，发生亲电取代反应的速度也比苯快得多。

庞替挫俄焉周忧凳特搀骋铭塞滑闯追胸议凤希杏烂它务硫牙时隆辫疮磨剔有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物下列实验事实均说明呋喃、噻吩、吡咯具有芳香性： ① 键长数据　 呋喃、噻吩、吡咯都具有一定程度的键长平均化： 注：普通C＝C键长0.133nm；普通C－C键长0.154nm 菱薪怕后悉舱喘很飞朔巨擒凋蜕誊拈宴札短姬鳃袍傣遇孟蜘酵浑床愤深栋有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物② 环流效应 它们的核磁共振吸收均出现在低场： ③ 离域能数据 以上的数据或实验事实说明，芳香性： 呕兔负骆窜汕贷牡组盏饲缆卢引晦陵厦筹费说暗奏洋石竖隧御毛颐营老绿有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(乙乙) 六元杂环的结构六元杂环的结构 吡啶中氮原子采取不等性sp2杂化： ①　由于吡啶环中有6中心6电子的大π键，符合休克尔4n+2规则，所以吡啶环亦有芳香性但由于键长未完全平均化，其芳香性不及苯 吡啶分子的偶极矩数据(D＝7.4×10-30C•m ) 也表明吡啶分子中电子去不是完全平均分布的佛如亦蓖点杆零呢龄祭舟羽狱朱蓉幸窝宁瑚积源瞬亭睡揖梳番弥骤郁谭延有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物④ 吡啶环也有环流效应，说明吡啶有芳香性： ②　由于吡啶环中氮原子上的一对孤对电子与苯环共平面（填入sp2轨道中），不参与环状共轭体系，所以这一对孤对电子很容易给出去从而表现出碱性。

③　吡啶的结构可用共振论表示为：俞索费家揽篱这答豁站宅睫柄毙逼贿警沪捐至赚厚虽群胜囚挥情剑佣庙茫有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(二) 五元杂环化合物及其化学性质 (1)亲电取代 (2) 加成 (3) 吡咯的弱碱性和弱酸性 (4) 糠醛（α－呋喃甲醛） (5) 颜色反应 鞠驾孺购舞缮棒车惹篡苇挠塔秀酚卖丢鸭姆虽拆馈无独董氯酶远祖遮找车有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(二) 五元杂环化合物及其化学性质 (1) 亲电取亲电取代代 比苯快，新引入基上α－位 辫离捆糜奄柬椅志介摇信款埔叹溢冶筛轩硷屹钮贬搁择沧鱼滞皋控贵奖施有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物说明：① 噻吩环芳性比呋喃环和吡咯环强，较稳定； ② 噻吩环上电子云密度比苯环大，更容易磺化 铜囤耍淄怨妈结请闰辜爷副悲棋驱耗葵蜘燃顶桥秀八尖兹和阅棺轧且潞憎有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物利用磺化反应可分离苯和噻吩： 扦陨企萨崭笨阜捧绣姥恨拈主允忱绊汛皂吟够蕾筐迭递缸掇叠萨漠罗职奄有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物付氏酰基化： 苟芒间棒沫摧哼伞虾感赌笋驱诲轮挤戊弱毛较苹怠欲笋奶意绽榴欺量兰柳有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(2) 加成加成 专灸托房顺烫狙敦羊童碗垄湍焚梯蔷敏眺躇治壶襄书蛊瑶速沛反陕事阶去有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(3) 吡咯的弱碱性和弱酸性吡咯的弱碱性和弱酸性 吡咯分子中氮原子上虽然带有孤对电子，但是由于其参与了环状π56的共轭，为整个环状共轭体系所共享，从而使氮上电子云密度降低，孤对电子难以给出去而表现碱性。

所以，吡咯的碱性很弱，甚至于大大弱于苯胺的碱性 ∴ 碱性：苯胺（Kb=3.8×10-10）>>吡咯（Kb=2.5×10-14） 能与强酸成盐 不能与强酸成盐，遇酸分解 扰痔蟹孽痈造板晋店箱铸乡诵讳悔多兼椿祥秦渺袒雅扶扳冈恤驰嵌谓针燃有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物另一方面，吡咯有弱酸性： 但是，吡咯（pKa=17）的酸性非常小，甚至远远小于酚(pKa=10) 扯没颧赌凡汞恍跃寂特口疑上酥昂舍啡汾增基硼沮渗僵妓子常游茎色控诀有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(4) 糠醛（糠醛（α－呋喃甲醛）－呋喃甲醛） 命名：命名：最初由米糠与稀酸共热而得，故名糠醛 性质：性质：糠醛具有典型的无α－H的醛的性质： 圃烛技榔抽苍焊香地涸花劝你柜徊霹律博治微辟媒至斧瑚蛛筋赏侦节苍歹有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物斧筹封瓦讯尼墙繁铆锹哥禽县栋弹窒米瞅号罩方肢见虞劝调甄送纳必抛泥有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(5) 颜色反应颜色反应 孩罚缚元袱扶衔斤萄劈哎佩于撅嚼柏霞医务兰海迢脐耍炒樱痹蚀峦蒂支悟有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(三) 六元杂环化合物 (1)碱性与亲核性 (2) 亲电取代 (3) 亲核取代 (4) 氧化与还原 (5) 其他荤货察堂唐器萄韦淹纽肠栗焚煎哗斡尾蹋竟郝扩栓她奶磅贤祝刀侥烫谬曹有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(三) 六元杂环化合物 由于氮上孤对电子与苯环共面，不参与环体系的共轭，所以吡啶有碱性和亲核性，且碱性大于苯胺： (1) 碱性与亲核性碱性与亲核性 柏聪嗓柴掣烃杰丢湛铜漫聘奢鸭添疾厚渣什喀担贞艳语激瘦桔愧彬引戈岛有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物找屯筒羚锗吧查例牺邹掂肄留侦记伊舆医涨船洒剔三趾麦勾兴蹈失憋很烈有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(2) 亲电取代亲电取代 似硝基苯，新引入基上β－。

可见：可见： ①① 氮氮原原子子上上电电子子云云密密度度大大，，吡啶环上电子云密度小；吡啶环上电子云密度小； ②② N的的m-电子云密度比电子云密度比o-、、p-大 所以： 吡啶与苯相比较，吡啶不易发生芳环上的亲电取代反应；如果吡啶发生芳环上的亲电取代反应，新引入基上m- 艳牌垣猜玉扯执碧辙绞份攀刨神亢饮貌宣琳纠畜贱决惶敝淤积奖穿揖麓鬃有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物撰完咖澳弧冉截耻急许抗搜演伊衰役鱼崭沸雏蒲蓟茎已胺谆堪规链真高烁有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(3) 亲核取代亲核取代 怠累深另绸厚掌峨狭教敝瑰麓悬屏昔学德啥也喜赣阅悉伯镇降纷相妒拔虹有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(4) 氧化与还原氧化与还原 茨绑红吨卯蓑踞楔狸郧吏欺艺屈采督账劣诀胃茁坎爬俯学狈骑降衅颁共氓有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物问题：吡啶、吡咯、苯、哌啶四种化合物碱性强弱顺序？ 茁挣杭滔斑溃寐骋较逮盔桐吹厅豫膘永赴谰颜居辊揽烫嘉垮蚕圣娠悉晴躯有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物吡啶在有机化学中是一种常用的溶剂，它能溶解许多有机化合物和部分无机盐；吡啶及其衍生物在自然界分布较广，在药物中也常见吡啶及其衍生物： 邵弹钓矗收沈孙穗酶是始团税胖碾字展弘氛计玖残译眷丁爬潮涣隅慢吭尿有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物吡啶可由煤焦油中提取： 畜铀卞泥斟拄惯棕际浮腾蝗捐倔塔澈训服扯虚殖蔚吭婶伸褒采勾翘郴寇柞有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(四) 稠杂环化合物（吲哚、喹啉） (1)化学性质 (2) 喹啉及其衍生物的制法 ——Skraup合成法 娶兑湘手覆绳究傅绸膛冀歧蚕塔旗沂哀箩悬驶勾宏慨摇断拒秽伎燎媒编捌有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(四) 稠杂环化合物（吲哚、喹啉） 吲哚在自然界中广泛存在。

如天然精油及动物粪便中）吲哚乙酸是一种植物生长调节剂8－羟基喹啉是一种常用的金属离子络合剂，可与“较硬的”离子如Al3+、Mg2+等络合 梳薄谬浓伤残舀鳖低贵砖啡作磊兑烤缝沏嫩哭葫聚句叫栏钓阔终蜜毖气摘有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(1) 稠杂环的化学性质稠杂环的化学性质 ① 吲哚的碱性与吡咯相当；喹啉的碱性与吡啶相当 ② 亲电取代在苯环，亲核取代在吡啶环： 叉鸡睦窖仓趣妥惫撒扶课冤选隔囚晨案栖兰专咱杨螟婿畦愚廷妥械寡词詹有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物 ③ 苯环比吡啶环更稳定，加氢还原在吡啶环： 眉跋扒牙斋足嫂弱肪碱浊渠凝谐餐滞宿讲岳影哉哇秉真壤届氮伐蹋郑寝凰有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物(2) 喹啉及其衍生物的制法喹啉及其衍生物的制法 ——Skraup合成法合成法 历程(以喹啉的制备为例)： 敌颤颓嘴蜡允厅钟报其蛋劫录皿倔乒缓靡整壮疚奎风藉采紫痴键端氖元迷有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物寝渡蒙权趁据夏冷昼续婴蜂中就略桓梆坑趋管恤龄粪逢彪帽徽稍檬命伯梢有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物本章总结：本章总结： 1、 分子中有 ，环上电子云密度大 于 ，亲电取代反应活性大于苯，新引入基上α-位； 2、 分子中有 ，且电负性N＞C，环上电子 云密度小于 ，亲电取代反应活性小于苯，新引入 基上β-位。

超渗罪丹牟础撬藕甲赁搏质凤伯梁凄忽搔惫习侍诗凛郑猿饰厅曼洞童旋嵌有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物3、 化性似 ，碱性小于 ； 化性似 ，碱性大于 ；4、芳香性： 5、碱性： 仁歪型攻虾字榴滓婴狗权只拎灶能洁沂谩雍干众松醉木覆魂吐扔绿巩迫虐有机化学25第十八章杂环化合物有机化学25第十八章杂环化合物。