第1章杂环化合物ppt课件.ppt

第十八章第十八章 杂环化合物杂环化合物 (Heterocyclic compounds) 构成环的原子除碳原子外还有其它原子的一类环状化合物构成环的原子除碳原子外还有其它原子的一类环状化合物 最常见的杂原子：氧、氮和硫最常见的杂原子：氧、氮和硫 一一.分类和命名分类和命名 [命名] 音译名 编号从杂原子开场遇两一样杂原子, 那么由带取代基(或H)的 杂原子开场含多个不同杂原子, 那么按 O S N 顺序编号 咪唑咪唑 噻唑噻唑 噁唑噁唑 嘧啶嘧啶 •稠杂环的编号稠杂环的编号 吲哚吲哚 嘌呤嘌呤 喹啉喹啉5-硝基硝基-2-呋喃甲醛呋喃甲醛 N,N-二乙基二乙基-3-吡吡 啶甲酰胺啶甲酰胺1,3,7-三甲基嘌呤三甲基嘌呤-2,6-二酮二酮 将取代基称号连同位号置杂环名前或名后。

将取代基称号连同位号置杂环名前或名后 [环上有取代基的杂环环上有取代基的杂环] 噻吩并吡咯噻吩并吡咯 萘并呋喃萘并呋喃 5-苯基咪唑并苯基咪唑并[2,1-b]噻唑噻唑噻吩并噻吩并[3,2-b]吡咯吡咯 萘并萘并[1,2-b]呋喃呋喃 二二. 五元杂环化合物五元杂环化合物 1. 含一个杂原子的五元杂环化合物含一个杂原子的五元杂环化合物1) 呋喃、吡咯、噻吩的构造与物理性质呋喃、吡咯、噻吩的构造与物理性质 碳原子碳原子P轨道中有一个电子，轨道中有一个电子， 杂原子杂原子P轨道中有两个电子，轨道中有两个电子， 构成环状离域大构成环状离域大键 电子数电子数:6 有芳香性有芳香性 离域能离域能 环上氢核的化学位移出如今低场环上氢核的化学位移出如今低场 偶极矩偶极矩 [酸碱性酸碱性]吡咯没有碱性吡咯没有碱性, 具有一定程度的酸性具有一定程度的酸性(pka=17.5) (1) 亲电取代反响亲电取代反响 杂原子具有杂原子具有+C效应，活化杂环效应，活化杂环 亲电取代反响活性顺序：亲电取代反响活性顺序： 吡咯吡咯 > 呋喃呋喃 > 噻吩噻吩 > 苯。

苯2) 呋喃、噻吩、吡咯的反响呋喃、噻吩、吡咯的反响 试推断呋喃、吡咯、噻吩发生亲电取代反响，试推断呋喃、吡咯、噻吩发生亲电取代反响，比苯容易发生比苯容易发生 还是难发生？还是难发生？  位比位比 位活泼亲电取代主要发生在位活泼亲电取代主要发生在 位 亲电取代发生在亲电取代发生在位还是位还是位？位？[分析分析] 中间体共振构造杂化体的稳定性中间体共振构造杂化体的稳定性 取代呋喃、噻吩、吡咯的定位效应取代呋喃、噻吩、吡咯的定位效应 试写出试写出5-甲基甲基-2-甲氧基噻吩和甲氧基噻吩和3-硝基吡咯的一硝硝基吡咯的一硝化产物的结化产物的结 构式并解释之构式并解释之 (2) 加成反响3) 呋喃、噻吩、吡咯的制备呋喃、噻吩、吡咯的制备 1,4-二羰基化合物TsOH(或P2O5)，P2S5，NH3 4) 呋喃、吡咯、噻吩的衍生物呋喃、吡咯、噻吩的衍生物 (1) 糠醛糠醛 给出以下反响的产物构造、称号及反响类型给出以下反响的产物构造、称号及反响类型 灵菌红素灵菌红素 卟吩胆色素原卟吩胆色素原卟吩由四个吡咯和四个次甲基卟吩由四个吡咯和四个次甲基(=CH)(=CH)交替相交替相连组成的共轭体系。

连组成的共轭体系卟吩呈平面构造，环中间的空隙里四个氮原卟吩呈平面构造，环中间的空隙里四个氮原子可分别以共价键、配价键与不同的金属离子可分别以共价键、配价键与不同的金属离子结合2) 叶绿素、血红素和维生素叶绿素、血红素和维生素B12 2. 含两个杂原子的五元杂环化合物含两个杂原子的五元杂环化合物 吡唑吡唑 噻唑噻唑 噁唑噁唑 异噁唑异噁唑(3) 电致发光资料电致发光资料 1). 构造与物理性质构造与物理性质 [碱性碱性] 试推测噁唑与咪唑及试推测噁唑与咪唑及1,2唑与相应的唑与相应的1,3唑的碱性大小唑的碱性大小< 试比较咪唑与吡咯酸碱性的不同，并指出试比较咪唑与吡咯酸碱性的不同，并指出咪唑哪一个咪唑哪一个N原子原子 是碱性中心是碱性中心 [互变异构互变异构] 2) 唑的亲电取代反响唑的亲电取代反响 1,2-唑亲电取代发生在唑亲电取代发生在C-4位；位； 1,3-唑主要发生在唑主要发生在C-4位 试分析中间体正离子的稳定性试分析中间体正离子的稳定性 教材教材p888 3) 唑的衍生物唑的衍生物 维生素维生素B1 青霉素青霉素G 三三. 六元杂环化合物六元杂环化合物1) 构造与物理性质构造与物理性质1. 吡啶吡啶A. 吡啶有无芳香性？吡啶有无芳香性？B. 吡啶能否具有碱性？吡啶能否具有碱性？C. 吡啶盐有无芳香性？吡啶盐有无芳香性？D. 为什么哌啶的碱性比吡啶强？为什么哌啶的碱性比吡啶强？环氮氮的的碱碱性性与与亲核核性性 2) 吡啶环上的亲电取代反响吡啶环上的亲电取代反响 反响发生在反响发生在 位。

位 、、 位不发生反响位不发生反响吡啶的亲电取代反响活性是大于苯还是小于苯？假设吡啶的亲电取代反响活性是大于苯还是小于苯？假设发生亲电取代发生亲电取代, 那么反响发生在哪一个位？那么反响发生在哪一个位？ 试经过共振式分析中间体正离子的稳定性教材 p898 3) 吡啶环上的亲核取代反响吡啶环上的亲核取代反响 吡啶环容易发生亲核取代反响吡啶环容易发生亲核取代反响 、、位，以位，以位为主[分析中间体的共振构造分析中间体的共振构造] 亲核试剂进攻亲核试剂进攻位：位：教材：教材：901[问题问题] 3-氯吡啶和氯吡啶和CH3ONa能发生亲核能发生亲核取代反响吗？取代反响吗？ 4) 氧化与复原氧化与复原烟碱烟碱(尼古丁尼古丁) 烟酸烟酸 烟酰胺烟酰胺γ-γ-吡吡啶甲酸甲酸哌啶哌啶(六氢吡啶六氢吡啶) 2. 嘧啶嘧啶N(sp2)成环的碳、氮都以一个成环的碳、氮都以一个P电子参与共电子参与共轭易发生亲核取代，不易进展亲电取代易发生亲核取代，不易进展亲电取代 尿嘧啶尿嘧啶 胞嘧啶胞嘧啶 胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧胸苷脱氧胸苷 四四. 吲哚、嘌呤、喹啉、异喹啉吲哚、嘌呤、喹啉、异喹啉 [试分析试分析] 亲电取代发生在苯环还是杂环上亲电取代发生在苯环还是杂环上? 并指出详细位置。

并指出详细位置 亲电取代主要发生在杂环亲电取代主要发生在杂环3位位 1. 吲哚吲哚利血平利血平 -吲哚丁酸吲哚丁酸色氨酸色氨酸 2. 嘌呤嘌呤 两个互变异构体的平衡体系两个互变异构体的平衡体系 9H-嘌呤嘌呤 7H-嘌呤嘌呤 核酸中存在的嘌呤环系：核酸中存在的嘌呤环系： 腺嘌呤腺嘌呤 鸟嘌呤鸟嘌呤 腺嘌呤核苷〔腺苷〕腺嘌呤核苷〔腺苷〕 3. 喹啉、异喹啉喹啉、异喹啉 1) 亲电取代反响亲电取代反响 试推测亲电试剂进入的位置试推测亲电试剂进入的位置 2) 亲核取代反响亲核取代反响 3) 氧化及复原氧化及复原 衍生物衍生物 扑疟喹啉 10-羟基喜树碱。