第十三章杂环化合物及生物碱.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第十三章杂环化合物及生物碱,（4）,稠杂环又,分为芳环并杂环和杂环并杂环,（3）单杂环根据杂原子的数目不同又分为含一个杂原子、含两个杂原子的单杂环等,芳环并杂环,杂环并杂环,2.命名,译音命名法:,按外文名称的译音来命名，并用带“口”旁的同音汉字来表示环状化合物。,呋喃 噻吩 吡咯 咪唑 噻唑,(furan)(thiophene)(pyrrole)(imidazole)(thiazole),吡喃 吡啶 嘧啶,(pyran)(pyridine)(pyrimidine),吲哚 喹啉 嘌呤,(indole)(quinoline)(purine),五元杂环的硝化，一般用比较温和的非质子硝化剂-乙酰基硝酸酯，并在低温下进行，硝基主要进入-位。,在一定条件下有利于亲核试剂（如NH2-、OH-、R-）的进攻而发生亲核取代反应，取代基主要进入电子云密度较低的-位。,吡啶是缺电子芳杂环，不易发生亲电取代反应。,（3）如果环上有多个不同杂原子时，按氧、硫、氮的顺序编号,吲哚 喹啉 嘌呤,第十三章杂环化合物及生物碱,5-硝基-2-呋喃甲醛,杂环上有取代基时命名原则,三、杂环化合物的化学性质,环编号仍从杂原子开始，并使作母体的基团的位次尽可能的低。,(furan)(thiophene)(pyrrole)(imidazole)(thiazole),（4）稠杂环又分为芳环并杂环和杂环并杂环,吡啶在硫酸汞催化和加热的条件下才能发生磺化反应。,环编号仍从杂原子开始，并使作母体的基团的位次尽可能的低。,吡啶的硝化反应需在浓酸和高温下才能进行，硝基主要进-位。,（1）杂环上有-R、-X、-NO,2,、-OH、-NH,2,等取代基时，以杂环为母体。环编号从杂原子开始。,2,5,-,二甲基呋喃,杂环上有取代基时命名原则,2-羟基呋喃,（2）,含有两个或两个以上相同杂原子的单杂环编号时，把连有氢原子的杂原子编号为1，并使其余杂原子的位次尽可能小。,4 甲基咪唑,（3）,如果环上有多个不同杂原子时，按氧、硫、氮的顺序编号,4,5二甲基噻唑,(4)当只有1个杂原子时，也可用希腊字母编号，靠近杂原子的第一个位置是-位，其次为-位、-位等。,-甲基,呋喃 ,-,甲基吡啶,(5)当环上连有-COOH、-SO,3,H、-CHO、CH,2,OH等基团时，将这些基团作母体，将杂环当作取代基来命名。环编号仍从杂原子开始，并使作母体的基团的位次尽可能的低。,4-吡啶甲酸,5-硝基-2-呋喃甲醛,2-呋喃甲醇,二、杂环化合物的结构,呋喃,吡咯,噻吩,呋喃、噻吩、吡咯电子数（6）符合休克尔规则（4n+2），因此具有芳香性,。,在呋喃、噻吩、吡咯分子中，是由5个原子，6个电子组成的共轭体系，使环上碳原子的电子云密度增加，所以称为富电子芳杂环。,呋喃、噻吩、吡咯分子中各原子间的键长并不完全相等，因此芳香性比苯差。,电负性强弱顺序是：氧氮硫，,芳香性强弱顺序是：苯噻吩吡咯呋喃。,呋喃、噻吩、吡咯电子数（6）符合休克尔规则（4n+2），因此具有芳香性。,吡啶比苯易还原，用金属钠和乙醇可使其还原。,5-硝基-2-呋喃甲醛,第十三章杂环化合物及生物碱,(furan)(thiophene)(pyrrole)(imidazole)(thiazole),第十三章杂环化合物及生物碱,吲哚 喹啉 嘌呤,（2）含有两个或两个以上相同杂原子的单杂环编号时，把连有氢原子的杂原子编号为1，并使其余杂原子的位次尽可能小。,吡啶是缺电子芳杂环，不易发生亲电取代反应。,环编号仍从杂原子开始，并使作母体的基团的位次尽可能的低。,呋喃的芳香性最弱，显示出共轭双烯的性质，与顺丁烯二酸酐能发生双烯合成反应（狄尔斯-阿尔德反应），产率较高。,电负性强弱顺序是：氧氮硫，,（3）单杂环根据杂原子的数目不同又分为含一个杂原子、含两个杂原子的单杂环等,呋喃、吡咯均可进行催化加氢反应，噻吩中的硫能使催化剂中毒，需使用特殊催化剂加氢。,呋喃、吡咯均可进行催化加氢反应，噻吩中的硫能使催化剂中毒，需使用特殊催化剂加氢。,2.六元杂环,sp,2,杂化,吡啶,吡啶电子数（6）符合休克尔规则，具有芳香性。,吡啶分子中，氮原子的电负性比碳大，使吡啶环上碳原子的电子云密度相对降低，所以此类杂环称为缺电子芳杂环。,吡啶的芳香性不如苯。,三、杂环化合物的化学性质,1.,亲电取代反应,富电子芳杂环,亲电取代反应比苯容易,主要发生在-位上；缺电子芳杂环，亲电取代反应比苯难,主要发生在-位上。,（1）卤代反应,吡咯,呋喃对酸很敏感，强酸能使它们开环聚合，常用温和的非质子磺化试剂：吡啶与SO3的加成物。,（3）单杂环根据杂原子的数目不同又分为含一个杂原子、含两个杂原子的单杂环等,杂环上有取代基时命名原则,呋喃、吡咯均可进行催化加氢反应，噻吩中的硫能使催化剂中毒，需使用特殊催化剂加氢。,呋喃和吡咯对氧化剂很敏感，在空气中就能被氧化，环被破坏。,在一定条件下有利于亲核试剂（如NH2-、OH-、R-）的进攻而发生亲核取代反应，取代基主要进入电子云密度较低的-位。,吡啶是缺电子芳杂环，不易发生亲电取代反应。,环编号仍从杂原子开始，并使作母体的基团的位次尽可能的低。,呋喃 噻吩 吡咯 咪唑 噻唑,二、杂环化合物的结构,电负性强弱顺序是：氧氮硫，,喹啉催化加氢，氢加在杂环上，说明杂环比苯环易被还原。,吡啶是缺电子芳杂环，不易发生亲电取代反应。,吲哚 喹啉 嘌呤,富电子芳杂环,亲电取代反应比苯容易,主要发生在-位上；,-溴代吡啶,吡啶溴代反应比苯难，不但需要催化剂，而且要在较高温度下进行,。,（2）硝化反应,五元杂环的硝化，一般用比较温和的非质子硝化剂-乙酰基硝酸酯，并在低温下进行，硝基主要进入-位。,吡啶的硝化反应需在浓酸和高温下才能进行，硝基主要进-位。,（3）磺化反应,吡咯,呋喃对酸很敏感，强酸能使它们开环聚合，常用温和的非质子磺化试剂：吡啶与SO,3,的加成物。,噻吩比苯容易磺化，因此可在室温下用浓硫酸洗去苯中含的少量噻吩。,吡啶在硫酸汞催化和加热的条件下才能发生磺化反应。,（4）,傅氏酰基化反应,吡啶一般不进行傅氏酰基化反应。,吡啶是缺电子芳杂环，不易发生亲电取代反应。在一定条件下有利于亲核试剂（如NH,2,-,、OH,-,、R,-,）的进攻而发生亲核取代反应，取代基主要进入电子云密度较低的-位。,2.加成反应,呋喃、吡咯均可进行催化加氢反应，噻吩中的硫能使催化剂中毒，需使用特殊催化剂加氢。,吡啶比苯易还原，用金属钠和乙醇可使其还原。,喹啉催化加氢，氢加在杂环上，说明杂环比苯环易被还原,。,呋喃的芳香性最弱，显示出共轭双烯的性质，与顺丁烯二酸酐能发生双烯合成反应（狄尔斯,-,阿尔德反应），产率较高。,呋喃和吡咯对氧化剂很敏感，在空气中就能被氧化，环被破坏。噻吩相对要稳定些。吡啶对氧化剂相当稳定，比苯还难被氧化。,3.氧化反应,