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杂环化合物

杂环化合物. 单杂环：（五元杂环和六元杂环） 稠杂环：（苯环与单杂环或由两个以上 单杂环稠并而成）. 杂环：. 杂环化合物的分类和命名. 命名：音译法（带“口”旁的同音汉字）. 编号： （杂环上有取代基时），从杂原子算起 依次用1，2，3，4，5…编号。（ α，β， γ… 则从杂原子相邻的碳原子依次编号） 如杂环上不止一个杂原子时，则从 O、S、 N 顺序编号。编号时杂原子的位次数字之 和应最小. 4. 3. β. β’. 5. 2. α. α’. 1. 五元杂环化合物. 一、吡咯、呋喃和噻吩的结构.

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  1. 杂环化合物

  2. 单杂环：（五元杂环和六元杂环） 稠杂环：（苯环与单杂环或由两个以上 单杂环稠并而成） • 杂环： 杂环化合物的分类和命名 • 命名：音译法（带“口”旁的同音汉字） • 编号： （杂环上有取代基时），从杂原子算起 依次用1，2，3，4，5…编号。（α，β， γ…则从杂原子相邻的碳原子依次编号） • 如杂环上不止一个杂原子时，则从O、S、 N顺序编号。编号时杂原子的位次数字之 和应最小

  3. 4 3 β β’ 5 2 α α’ 1 五元杂环化合物 一、吡咯、呋喃和噻吩的结构 呋喃 吡咯 噻吩 • 杂原子（O、S、N）杂化态均为sp2杂化 二、吡咯、呋喃和噻吩的性质 • 物理性质 • 偶极矩：

  4. 2. 光谱性质 • 1HNMR：δH ~7 • 芳香性比较：苯>噻吩>吡咯>呋喃 • 判据：一般来说，杂原子与碳原子的电负性 越接近，其相应的五元芳香杂环的芳香 性越强，其共轭能也越大。 S N O C 电负性：2.5 3.0 3.5 2.5 芳香性：噻吩>吡咯>呋喃 共轭能： 苯 > 噻吩 > 吡咯 > 呋喃 KJ.mol- 150121.1 88.7 66.1

  5. 其π电子云密度比苯大，故比苯容易亲电取代 (Z=O,NH,S) 3. 化学性质 （1）亲电取代反应（以α取代为主） α-取代：

  6. β-取代 *亲电取代反应的活性顺序： 吡咯 > 呋喃 > 噻吩 > 苯 （2）加成反应（催化加氢、狄—阿反应） 共轭二烯性：呋喃 > 吡咯 > 噻吩 （3）吡咯的弱碱性和弱酸性 弱碱性：由于N上未共用电子参与环的共 轭，碱性极弱，弱于苯胺

  7. +KOH（固） +K+NH2- +RMgX 或 可合成吡咯衍生物 弱酸性： 1.81D

  8. （对比 ） 三、糠醛（α-呋喃甲醛）

  9. 4 3 5 6 2 1 7 4 3 5 6 2 1 吲哚 化学性质 • 氮原子上H的弱酸性：可被金属取代(如RMgX) • 亲电取代反应在3-位进行，若3-位被占，则进入2-位，在强酸溶液中，亲电取代在5-进行 吡啶 一、结构

  10. 由于孤电子对在sp2杂化轨道中，孤电子对的s成分高，不易给出电子，接受质子的能力弱，为弱碱。由于孤电子对在sp2杂化轨道中，孤电子对的s成分高，不易给出电子，接受质子的能力弱，为弱碱。 二、物理性质 • 偶极矩 • b.p • 1HNMR 三、化学性质 1. 弱碱性与亲核性

  11. 吡咯、呋喃、噻吩 为富电子芳杂环，故比苯容易亲电取代 • 吡啶 （N吸电子能力较强）， 为缺电子芳杂环，故比苯难亲电取代，和硝基苯相似 2. 吡啶环上的亲电取代 *亲电取代反应主要在3-位（β-位）发生； *只有在极强的条件下才能发生硝化、磺化及卤化反应。但不发生F-C烷基化、酰化反应； *吡啶环上有烷氧基，氨基等给电子基时，有助于亲电取代反应的进行，但反应活性仍低于相应的苯系化合物；

  12. *氧化吡啶的亲电取代比吡啶容易进行，取代基进入4-位，产物可用PCl3脱氧得到4-硝基吡啶。*氧化吡啶的亲电取代比吡啶容易进行，取代基进入4-位，产物可用PCl3脱氧得到4-硝基吡啶。 3. 氧化还原反应 （1）吡啶环对氧化剂稳定（对氧化作用比苯环更稳定） 进一步说明吡啶环电子密度低，为缺电子芳环

  13. （2）吡啶为3O胺，易被过氧化物（如过氧酸或过氧化氢的醋酸溶液）氧化成氧化物（2）吡啶为3O胺，易被过氧化物（如过氧酸或过氧化氢的醋酸溶液）氧化成氧化物 （3）还原反应：吡啶对还原剂比苯环活泼

  14. 8 1 7 2 2.亲电取代（类似于硝基萘 ） 6 3 5 4 4. 吡啶环上的亲核取代反应 吡啶环由于电子密度低，易与Nu-发生亲核取代，取代在α-位发生 若两个α-位已有基团，则发生在γ-位 喹啉和异喹啉 一、结构 二、化学性质 • 弱碱性

  15. 5 4 6 3 7 2 8 1 亲电体进入5,8-位 5 4 6 3 7 2 8 1 3. 亲核取代：主要发生在吡啶环（2或4位） 4. 氧化反应： （苯环被氧化） 5. 还原反应： （吡啶环被还原） 三、合成

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