有机化学杂环的命名.doc

１7．１ 杂环化合物的分类和命名　　１7．１．１分类１7．１．２命名1．音译法 以口字傍为杂环标志2．系统命名法　　3．取代杂环的命名 　① 杂环的编号从杂原子起依次1,2,3 ……（或：α,β,γ……） 　② 如环上不止一个杂原子时，则从O、S、N的顺序依次编号 　③ 有两个相同杂原子的，应从连有H原子或取代基的开始编号　　④ 编号时注意杂原子或取代基的位次之和最小１7．２ 五元杂环化合物　——　吡咯、呋喃、噻吩１7．２．１结构1．经典结构2．分子结构　　据现代物理方法证明： ① 呋喃、吡咯、噻吩是一个平面结构 ② 环上的C原子和杂原子都是以SP2杂化轨道成键的 ③ 五个没有杂化的P轨道垂直于环平面，形成闭合共轭体系 ④ 属于富电子芳环 ⑤ 环形π电子分布于杂环平面的上、下两方 ⑥ 共轭能苯噻吩吡咯呋喃共轭能kJ/mol152125.590.471.13．芳香性 ① 符合休克尔规则，π电子数为6 ② 芳香性比较（易取代、难加成、难氧化）： 苯＞噻吩＞ 吡咯＞呋喃 ③ 解释 环的稳定性：苯　＞ 　噻吩　＞　 吡咯　＞　呋喃 １7．２．2呋喃、噻吩、吡咯的制备　　帕尔-诺尔合成法：用1,4-二酮合成。

１7．２．3化学性质1．亲电取代反应①　卤代 ② 硝化 　　乙酰硝酸酯是较为温和的砂化剂，用时临时制备 ③ 磺化 噻吩在室温下可直接磺化，生成溶于水的α-噻吩磺酸这个反应常用来除去粗苯中的噻吩吡咯和呋喃对酸敏感，吡咯在酸性条件下易聚合；呋喃遇酸要开环，故需与吡啶三氧化硫为磺化剂④ 乙酰化 　⑤ 亲电取代反应小结　a．亲电取代反应的活性 　　　　　　　　　　　 　　吡咯 ＞　呋喃　＞　噻吩　＞＞　苯 溴化相对速度： 3*1018 6*1011 5*1011 1 五元杂环溴化(25℃)三氟乙酰化(75℃)乙酰化(75℃)甲醛化(75℃)呋 喃111-吡 咯4.6×1063.8×105--噻 吩8.3×10-37.1×10-38.4×10-29.7×10-2　B．亲电基团一般进入杂原子的邻位静态时，α-位上的电子云密度较其它位大2．加成反应 　　　呋喃加成反应的较容易3．特征反应①　呋喃的双烯特征②　吡咯的弱酸性和弱碱性弱酸性 吡咯N原子上的H原子都有微弱的酸性 　酸性比较： 　 苯酚　＞　吡咯　＞　乙醇 　Ka： 1.3*10-10 10-15 10-18 弱碱性 　　 苯胺 ＞ 吡咯 Kb 3.8*10-10 2.5*10-144．鉴别反应① 呋喃使盐酸浸过的松木片显绿色。

② 噻吩和吲哚醌在硫酸作用下发生兰色反应 噻吩在浓硫酸的作用下与松木片能呈现兰色反应③ 浸盐酸的松木片遇吡咯蒸气显红色１7．２．4糠醛（α—呋喃甲醛）1．制备　2．化性① 催化加氢 ② 氧化 顺丁烯二酸酐 ③ 歧化 ④ 安息香缩合　⑤ 合成四氢呋喃作为溶剂　 3．糠醛遇苯胺醋酸盐溶液显深红色4．用途：①糠醛是良好的溶剂；②广泛用于油漆及树脂工业；③合成苯酚糠醛塑料１7．２．５噻唑和咪唑1．噻唑：是稳定的环，在空气中不会自动氧化 青霉素G中四元环内酰胺很不稳定，对酸、碱都很敏感，特别容易被酸水解口服后在胃中水解，β内酰胺的四元环打开而失效，现口服青霉素就是将其中-CH2C6H5换为2．咪唑① 碱性比噻唑强 可与强酸生成稳定的盐② 有微弱的酸性③ 易发生亲电取代反应④ 互变异构现象１7．２．６吲哚1．结构靛蓝为蓝色固体，熔点391℃，不溶于水，是我国古代使用得很广泛的一种蓝色染料医药上可用作清热解毒剂，治疗腮腺炎。

由于靛蓝不溶于水，因此染色时应先用保险粉(Na2S2O4)将它还原为靛白，靛白能溶于碱溶液，对纤维有很强的亲和力，可以附着于织物上将浸过靛白溶液的织物，取出晾干，靛白在空气中很容易被氧化成靛蓝，并牢固地附着在织物纤维上靛蓝现已由苯胺为原料合成2．性质 与吡咯相似① 弱碱性② 也有松木片反应呈红色③ 在空气中颜色变深，渐渐变成树脂状④ 亲电取代反应（β位）β位的电子云密度较α位大，故进β位　　吡咯亲电取代是进入α位１7．３　六元杂环化合物１7．３．１吡啶1．吡啶的来源和制取吡啶存在于煤焦油、页岩油、骨焦油中吡啶的衍生物广泛存在于自然界例维生素PP、维生素B6辅酶Ⅰ及辅酶Ⅱ也含有吡啶环工业上从煤焦油提取吡啶和甲基吡啶工业上大量的合成：重要的实验室合成法：（汉茨施Hantzsch合成法）2．结构 　　　　　　吡啶的键合情况和苯相似它们的碳原子和氮原子都认为是sp2杂化的，吡啶环中五个碳原子和一个氮原子各供一个p电子，它们的p轨道与环的平面垂直，互相重叠而成闭合共轭体系3．性质①　碱性及其成盐 　　　　　　　　　　　　 吡啶 ＞　吡咯 三甲胺 ＞ 吡啶 ＞ 苯胺 PKb 4.2 8.8 9.4苯胺分子中的氮原子上的未共用的电子对和苯环产生p-π，使N原子上的电子云密度减小，而吡啶分子中N原子上的未共用的电子对，不参与环上的共轭体系，所以吡啶的碱性比苯胺强。

由于吡啶分子中氮原子的未共用的电子对处于sp2杂化轨道上，而脂肪胺分子中氮原子的未共用的电子对处于sp3杂化轨道上sp2杂化轨道s成份大于sp3杂化轨道s成份，离核近，电子更靠近核，不容易与质子结合，所以吡啶的碱性比脂肪胺弱② 亲电取代 　·比苯难 　··进入吡啶环的β位 　　　　　　　　　···H+介质对亲电取代不利　③亲核取代 ·比苯容易 ··进入α位 　④ 氧化 吡啶环对氧化剂稳定⑤ 还原 较苯容易 吡啶和吡咯性质比较：pH亲电取代亲核取代氧化遇 酸吡咯中性易（α）难易不稳定易聚合成树脂吡啶弱碱难（β）易（α）难１7．３．２嘧啶1．结构　　２．性质① 无色结晶，熔点22℃，易溶于水② 碱性比吡啶弱得多③ 亲电取代反应比吡啶困难④ 亲核取代反应比吡啶容易１7．４喹啉1．结构２．制备——Skraup合成法３．化性①　碱性比吡啶稍弱，可与酸成盐（pKa=9.1）②　亲电取代③　亲核取代　　④　还原　　⑤　氧化１7．５嘌呤及其衍生物 1． 尿酸2． 黄嘌呤3． 咖啡碱、茶碱和可可碱4． 腺嘌呤、鸟嘌呤1。