杂环化合物(7)

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1、第十一章杂环化合物生命科学与技术学院主要内容第一节杂环化合物的分类和命名第二节六元杂环化合物第三节五元杂环化合物生命科学与技术学院第一节杂环化合物的分类和命名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)（一）分类生命科学与技术学院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生命科学与技术学院(二)命名命名原则:杂环的命名常用音译法，

2、是按外文名词音译成带“口”字旁的同音汉字。当环上有取代基时，取代基的位次从杂原子算起依次用1,2,3,…(或α,β,γ…)编号。如杂环上不止一个杂原子时，则从O、S、N顺序依次编号。编号时杂原子的位次数字之和应最小。生命科学与技术学院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(indole)实例:生命科学与技术学院六元杂环吡啶(pyridine)吡喃(pyran)γ-吡喃酮(γ-pyrone)α-吡喃酮(α-pyrone)哒嗪(pyr

3、idazine)嘧啶(pyrimidine)吡嗪(pyrazine)生命科学与技术学院杂环并杂环喹啉(quinoline)异喹啉(isoquinoline)苯并吡喃(benzopyran)苯并--吡喃酮(benzo--pyrone)嘌呤(purine)六元杂环苯并环系生命科学与技术学院(一)吡啶共轭效应和诱导效应都是吸电子的孤电子对在sp2杂化轨道上。结构：吡啶N是sp2杂化，孤电子对不参与共轭。反应：碱性较强。环不易发生亲电取代反应但易发生亲核取代反应。发生亲电取代反应时，环上N起间位定位基的作用。发生亲核取代反应时，环上N起邻对位定位基的作用。1电子结构第

4、二节六元杂环化合物生命科学与技术学院2物理性质氮原子的电负性较大,使吡啶有较大极性,其偶极距数值较大.=2.20D=1.17D吡啶能与水以任意比例混溶,又能溶解大多数极性或非极性有机化合物,甚至许多无机盐类,是一个良好的溶剂。生命科学与技术学院3碱性吡啶N是sp2杂化，孤电子对不参与共轭，可以与质子结合或给出电子，显弱碱性。利用它的碱性，可从混合物中分离吡啶类化合物，在化学反应中还可用作催化剂和除酸剂。生命科学与技术学院4化学反应(1)氮原子上的反应生命科学与技术学院生命科学与技术学院(2)亲电取代反应吡啶环上氮原子为吸电子基，故吡啶环属于缺电子的芳杂环，和硝

5、基苯相似。其亲电取代反应很不活泼，反应条件要求很高，不起傅-克烷基化和酰基化反应。亲电取代反应主要在β-位上。生命科学与技术学院由吡啶的共振式分析:结论:1.环上带正电,不利于亲电取代2.b位的正电荷密相对较低解释原因:生命科学与技术学院由取代反应的中间体稳定性分析1.取代在a位生命科学与技术学院2.取代在b位3.取代在g位中间体较为稳定生命科学与技术学院实验事实：钝化和b取代生命科学与技术学院其它反应现象环上有给电子基时反应相对较易进行生命科学与技术学院(3)亲核取代反应取代主要发生在a位生命科学与技术学院当a或g位有其它离去基团时，反应易发生生命科学与技术学院

6、(4)氧化和还原反应氧化在侧链上生命科学与技术学院氧化在N上复习：叔胺的氧化吡啶的类似反应生命科学与技术学院N-氧化吡啶的性质：比吡啶易与亲电试剂或亲核试剂反应(a)与亲电试剂的亲电取代(b)与亲核试剂的亲核加成生命科学与技术学院为什么N-氧化吡啶既有亲电性又有亲核性(a)由共振结构分析（有两种形式的共振式）有苯氧基负离子特点，环上的2,4,6三个位置负电荷密度较大生命科学与技术学院保留吡啶的特点，氧负离子使环上的正电荷密度增大生命科学与技术学院(b)由反应过程分析（中间体的稳定性分析）亲电取代及进一步的反应过程对比：吡啶的直接亲电取代不稳定生命科学与技术学院(二

7、）喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉：1结构与物理性质：结构：*杂环部分性质象吡啶(碱性和亲和性、亲电取代、亲核取代、氧化反应、还原反应、支链上的反应)*碳环部分性质象萘(亲电取代及其取代定位作用)碱性强弱：喹啉＜吡啶＜异喹啉生命科学与技术学院喹啉在常温时是无色油状液体，有类似吡啶的恶臭，沸点238℃，异喹啉为低熔点的固体，气温类似于苯甲醛，熔点26℃，沸点243℃。物理性质：生命科学与技术学院（1）亲电取代反应:反应产物受介质的影响。若反应在酸性介质中进行，取代主要在苯环上发生。喹啉主要发生在C-5与C-8位，而异喹啉以C-5产物为主。若反应在有机溶剂中进行，取代在杂环上

8、发生。2化