第12章杂环化合物2.ppt

1,第十二章 杂环化合物,1、掌握杂环化合物的命名。2、掌握呋喃、噻吩、吡咯、吡啶的结构 与芳香性的关系。3、掌握呋喃、吡咯、噻吩、吡啶的化学 性质。4、了解生物碱的结构、性质和用途。,2,定义：除碳原子外，环中还含有其它原子的环状化合物。,种类、数目繁多，占有机物1/3 左右，具重要生理功能和用途。,呋喃 吡咯 吡啶 噻吩,12.1 杂环化合物,3,芳杂环化合物：具有不同程度芳香性，环稳定，性质似苯。,而内酯、内酰胺、内酐、环氧化物结构属杂环、性质似酯、酰胺、醚等。,杂环化合物有芳香性和非芳香性 之分。,4,12.1.1 杂环化合物的分类和命名,1、分类：,按环数多少分:单杂环和稠杂环两大类,嘌呤,呋喃,单杂环化合物又分为五元杂环和六元杂环,5,（2）编号,含1个杂原子：从杂原子开始编号。,相同：从带取代基的杂原子或离取代基最近的杂原子开始,不同：按O,S,N顺序，先使杂原子位次和最小，再使取代基位次和最小。,部分稠杂环编号：遵习惯：吲哚、喹啉、嘌呤,2、命名：(1)译音法：口+译音（英文）用于杂环母核命名。见P245 表12-1,6,（3）杂环衍生物,R,NO2,X,NH2,OH时,杂环为母体.,CHO,SO3H,COOH,CONH2时,杂环为取代基.,7,2-氯吡咯-氯吡咯,2-呋喃甲醛-呋喃甲醛,3-吡啶甲酸-吡啶甲酸,8,【问题121】,（2）命名下列化合物：,3氯吡啶 3硝基喹啉 3吡啶甲酰胺 2,6 二胺基嘌呤,9,12.1.2 杂环化合物的结构,C：sp23个键,1、五元杂环化合物的结构,如：吡咯,10,N：先激发再以sp2杂化，余1个p轨道（2e）,三个sp2杂化轨道分别与C、C、H成键，有两个电子在p轨道上，垂直于键所在的平面，相互“重叠”形成大键,杂原子有两个电子在p轨道上,11,N上孤电子对参与共轭，杂环上电子云密度比苯高，化学性质比苯活泼，比苯更容易发生亲电取代反应，尤其是在杂原子的位,形成闭合富电子共轭体系（5轨道6电子），具芳香性，比苯易取代，且位位。,其它五元杂环化合物如呋喃，噻吩类似于吡咯.,12,C：sp2杂化3个键，,2、六元杂环化合物的结构,13,N：1s22s22p3不激发即以sp2杂化，余1个单电子p轨道,14,闭合缺电子共轭体系（6轨道6电子），具有芳香性。,虽具芳香性,N电负性C，吸电子，与苯环相比，共轭体系电子云密度降低。,其它六元杂环化合物类似吡啶,15,12.1.4 杂环化合物的化学性质,1、酸碱性,（1）吡咯：,由于氮原子电负性较大，使NH键有较强的极性，使NH键的氢有解离成质子的倾向，故表现出弱酸性,氮原子上的孤对电子参与形成大键，结合质子的能力减弱，因此吡咯的碱性很弱,16,碱性（pKb=13.6）苯胺（pKb=9.3）,孤电子对参与共轭，H+易解离显弱酸性能与固体强碱成盐。,酸性比苯酚弱,17,碱性（pKb=8.8）苯胺，孤电子对未参与共轭，能吸H+与强酸、与碘代烷可成盐。,（2）吡啶：,18,【问题122】（1）为什么吡咯具有仲胺的结构，而碱性比仲胺弱得多？,（2）苯胺、氨、吡咯、吡啶的碱性由强到弱排列,答案：N上的孤对电子参与形成大键，结合质子的能力减弱，故碱性减弱,答案：吡啶，氨，苯胺、吡咯、,19,吡咯：比苯易取代且在位吡啶：比苯难取代且在位,2、取代反应：,杂环化合物具有芳香性,性质与苯相似.,20,21,22,3、加成反应,六氢吡啶（pKb=2.88）,芳性比苯弱，加成比苯易，产物失芳性，碱性似仲胺,23,4、氧化反应,侧链易氧化,缺电子杂环难氧化,氧化时杂环比苯环稳定,富电子杂环易氧化，破环，无意义,24,25,【问题123】,（1）比较下列化合物进行亲电取代反应的活性：,26,（2）完成下列反应式：,-取代,-取代,侧链氧化,27,12.1.5 重要杂环化合物及衍生物,1、呋喃及其衍生物,工业制法：,-呋喃甲醛 糠醛,松木反应,28,2、吡咯,鉴别,29,作业1，3，4，5,