杂环化合物(5)

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1、第十七章杂环化合物409页exit学习要求：1.掌握杂环化合物的分类和命名。2.掌握杂环化合物的化学性质。3.理解杂环化合物的结构与芳香性。4．理解吡咯、吡啶的结构与性质的关系。5．了解嘧啶、喹啉、嘌呤及吲哚。6．了解几种重要生物碱（麻黄素、烟碱、阿托品、咖啡碱和茶碱）。作业1：P4291，2，3，5，7，8，10，11引言环化合物是指组成环的原子中含有除碳以外的原子(杂原子——常见的是N、O、S等)的环状化合物。杂环化合物不包括极易开环的含杂原子的环状化合物，例如：本章我们只讨论芳香族杂环化合物。杂环

2、化合物是一大类有机物，占已知有机物的三分之一。杂环化合物在自然界分布很广、功用很多。例如，中草药的有效成分生物碱大多是杂环化合物；动植物体内起重要生理作用的血红素、叶绿素、核酸的碱基都是含氮杂环；部分维生素，抗菌素；一些植物色素、植物染料、合成染料都含有杂环。17.1杂环化合物的简解和命名17.1.1杂环化合物简解17.1.2五元杂环化合物的命名17.1.3唑的命名17.1.4六元杂环化合物的命名17.1.1杂环化合物的简介1脂杂环没有芳香特征的杂环化合物称为脂杂环。三元杂环四元杂环五元杂环七元杂环(氮

3、杂环丙烷)(β-丙内酯)(β-丙内酰胺)(顺丁烯二酸酐)(氧杂)(1H-氮杂)(环氧乙烷)在环上含有杂原子（非碳原子）的有机物称为杂环化合物。2芳杂环具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环苯并杂环杂环并杂环五元杂环六元杂环呋喃噻吩吡咯噁唑噻唑咪唑吡唑吡啶嘧啶吡喃(无芳香性)吲哚喹啉异喹啉嘌呤17.1.2五元杂环化合物的命名410页五元杂环五元杂环苯并体系呋喃(furan)噻吩(thiophene)吡咯(pyrrole)苯并呋喃(benzofuran)苯并噻吩(benzothiophene)苯并吡咯吲哚(in

4、dole)17.1.3唑的命名含有两个杂原子的五元杂环，若至少有一个杂原子是氮，则该杂环化合物称为唑。命名时的编号原则是：1）让杂原子的位号尽可能小；2）当两个杂原子不相同时，编号的次序是：价数小的在前，大的在后；3）价数相等时，原子序数小的在前，大的在后。O　　S　　N2价3价原子序数小原子序数大O、S、N的次序如左：异噻唑(isothiazole)吡唑(pyrazole)异噁唑(isoxazole)1,2-唑噁唑(oxazole)噻唑(thiazole)咪唑(inidazole)1,3-唑17。1。

5、4六元杂环化合物的命名六元杂环吡啶(pyridine)吡喃(pyran)γ-吡喃酮(γ-pyrone)α-吡喃酮(α-pyrone)哒嗪(pyridazine)嘧啶(pyrimidine)吡嗪(pyrazine)杂环并杂环喹啉(quinoline)异喹啉(isoquinoline)苯并吡喃(benzopyran)苯并--吡喃酮(benzo--pyrone)嘌呤(purine)六元杂环苯并环系2-噻吩甲醛4－甲基咪唑3－吡啶甲酸8－羟基喹啉也可以用希腊字母表示位置，与杂原子相邻位为α－位，依次为β，γ

6、位。α－噻吩甲醛杂环大体可分为：单杂环和稠杂环两类411页表17-117.2.1呋喃、噻吩、吡咯的结构17.2.2呋喃、噻吩、吡咯的反应17.2.3呋喃、噻吩、吡咯的制备17.2杂环化合物的结构与芳香性17.2.1呋喃、噻吩、吡咯的结构呋喃，噻分，吡咯的电子结构和光谱性质电子结构：这三个杂环化合物中，碳原子和杂原子均以sp2杂化轨道互相连接成σ健，并且在一个平面上，每个碳原子及杂原子上均有一个p轨道互相平行，在碳原子的p轨道中有一个p电子，在杂原子的p轨道中有两个p电子，形成一个环形的封闭的π电子的共轭

7、体系。这与休克尔的4n+2规则相符，因此这些杂环或多或少的具有与苯类似的性质，故称之为芳香杂环化合物。吡咯的结构孤电子对在p轨道上。吡咯结构：吡咯N是sp2杂化，孤电子对参与共轭。反应：碱性较弱，环易发生亲电取代反应，环上相当有一个邻对位定位基。共轭效应是给电子的。诱导效应是吸电子的。呋喃、噻吩的结构请同学自己分析。芳香性大小,试验结果表明:光谱性质：IR:νc-H=3077~3003cm-1,νN-H=3500~3200cm-1(在非极性溶剂的稀溶液中，在3495cm-1，有一尖峰。在浓溶液中则于34

8、00cm-1,有一尖峰。在浓和淡的中间浓度时，两种谱带都有),杂环C＝C伸缩振动:1600~1300cm-1（有二至四个谱带）。NMR：这些杂环化合物形成封闭的芳香封闭体系，与苯环类似，在核磁共振谱上，由于外磁场的作用而诱导出一个绕环转的环电流，此环电流可产生一个和外界磁场方向相反的感应磁场，在环外的质子，处在感应磁场回来的磁力线上，和外界磁场方向一致，在去屏蔽区域，故环上氢吸收峰移向低场。化学位移一般在7ppm左右。呋喃：α－Hδ=7.4