医第十四章杂环化合物与维生素

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1、第十四章杂环化合物与维生素第一节芳香杂环化合物*第二节维生素一分类和命名二芳香六元杂环三芳香五元杂环四稠杂环化合物一维生素概述二脂溶性维生素三水溶性维生素上页下页1“杂环”就是组成环的原子除C外，还含有其它元素的原子，这些非碳原子统称为杂原子。原则上二价以上的元素都可成为杂原子,但最常见的是O、S和N。前面学过的环氧化合物、环状酸酐、内酯、内酰胺等:因其性质与相应的脂肪族化合物较相似，因此并入脂肪族化合物中讨论,而不列为杂环化合物。第十四章杂环化合物和维生素第十四章杂环化合物和维生素上页下页首页2本章讨论的杂环

2、化合物主要指环系较稳定，包括杂原子在内的环是平面型，环内有4n+2个p电子处于环闭共轭体系中，统称为芳(香)杂环化合物。呋喃噻唑嘧啶嘌呤其它不具芳香性的杂环化合物，统称为非芳香杂环化合物或杂脂环化合物。杂脂环第十四章杂环化合物和维生素上页下页首页3一、分类和命名六元杂环:五元杂环:第一节芳香杂环化合物第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（一、分类和命名）上页下页首页4命名原则：译音＋“口”旁第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（一、分类和命名）FuranThiophenePyrroleThi

3、azoleImidazolePyrazoleOxazole呋喃噻吩吡咯噻唑咪唑吡唑噁唑上页下页首页5PyridinePyrimidinePyridazine吡啶嘧啶哒嗪QuinolineIsoquinoline喹啉异喹啉IndolePurine吲哚嘌呤第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（一、分类和命名）上页下页首页61.单杂环的编号从杂原子开始。杂环的编号规则：第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（一、分类和命名）呋喃吡啶吡咯43(b)512(a)43(b)512(a)53(b)612(a

4、)4(g)2-甲基呋喃3-硝基吡咯4-乙基吡啶(-甲基呋喃)(-硝基吡咯)(-乙基吡啶)上页下页首页72.有多个杂原子时,按O、S、N(N-R;N-H;N)顺序编号第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（一、分类和命名）4-甲基咪唑5-甲基噻唑4-甲基嘧啶1-甲基吡唑3.稠杂环的编号一般和稠环芳烃相同,但少数有例外喹啉吖啶嘌呤上页下页首页8芳香六元杂环包括环中有1个杂原子的六元杂环(如吡啶)和环中有多个杂原子的六元杂环(如嘧啶)。吡啶是具有特殊臭味的无色液体。存在于煤焦油、骨焦油中,其衍生物广泛存

5、在于自然界。工业上主要从煤焦油的轻油部分提取吡啶。（一）吡啶(C5H5N)的结构二、芳香六元杂环第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（二、六元杂环）上页下页首页9N的p轨道含1个电子,组成环闭共轭体系孤电子对占据sp2杂化轨道5C1N共面,取sp2杂化;都有一个垂直于分子平面的p轨道,侧面交叠形成环闭大π键。吡啶的结构模型第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（二、六元杂环）上页下页首页10π电子云向电负性较大的N原子转移,使N带部分负电荷,C带部分正电荷,π电子云出现的几率密度如下：吡啶环中

6、C上p电子密度比苯低，这类芳杂环亦称为“缺p芳杂环”。表现在性质上，亲电取代变难，亲核取代变易；氧化变难，还原变易；另外sp2杂化N上的孤电子对具有一定程度的碱性，可成盐。亲电试剂进攻位点1.00139pm0.841.431.010.87134pm139pm140pm亲核试剂进攻位点？第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（二、六元杂环）上页下页首页11(二)吡啶的性质1.水溶性解释下列吡啶类化合物的水溶性现象？水溶度：∞1:11:1微溶答:吡啶能与水形成氢键。羟基或氨基取代的吡啶因分子间氢键的形成而降

7、低了水溶度。第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（二、六元杂环）上页下页首页122.碱性：吡啶环N原子的孤电子对处于sp2杂化轨道上，而一般脂肪胺N上的孤电子对处于sp3杂化轨道。前者碱性较弱(pKb=8.8)。碱性比较：脂肪胺>>>≈苯胺pKb：3~4.58.89.3第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（二、六元杂环）上页下页首页133.亲电取代与亲核取代反应由于氮原子的电负性大,吡啶环上碳原子的电子云密度较苯低，尤其与质子或Lewis酸结合使N带正电荷后，环上C的电子云密度更低。吡啶的亲

8、电取代反应要比苯难得多，与硝基苯相似，亲电取代反应主要进入位。-硝基吡啶-溴吡啶-吡啶磺酸第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（二、六元杂环）上页下页首页14亲核取代比苯容易，主要发生在α位上。当α或γ位上有易离去基时，较弱的亲核试剂就能发生亲核取代反应。第十四章杂环化合物和维生素第一节芳香杂环化合物（二、六元杂环）上页下页首页154.氧化与还原吡啶环对氧化剂较苯环稳