《杂环化合物》PPT课件(I)

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1、第十四章杂环化合物杂环化合物：形成环的原子除碳外，还有O,S,N等杂原子。丁二酸酐丁二酰亚胺δ-戊内酯易开环，性质上与相应的开链化合物相似，属于相应的脂肪族化合物。本章所讨论的杂环化合物：环系比较稳定，具有芳香性的杂环。一.分类和命名（一）分类1.按环的大小分为：五元环，六元环2.按环的数目和连接方式分为：①单杂环：②稠杂环:单杂环与苯环稠合而成呋喃喹啉噻吩（二）命名（其他国家多用习惯法我国：音译法。同音汉字加“口”字）1.杂环母体的命名(掌握)呋喃furan吡咯pyrrole噻吩thiophene吡啶pyridineindolebe

2、nzofuranbenzothiophene吲哚苯并呋喃苯并噻吩quinoline（喹啉）carbazoledibenzofurandibenzothiophene咔唑二苯并呋喃二苯并噻吩2.取代杂环的命名以杂环为母体，将杂环上的原子编号。1）单杂环：一般从杂原子开始，将杂原子编为1，依次为2、3、……,或与杂原子相邻的碳编为α，依次为β、γ……。并使取代基的位次尽可能小。3-甲基吡啶(β-甲基吡啶)2，4-二甲基吡咯(α,β’-二甲基吡咯)2-甲基呋喃(α-甲基呋喃)规则：2）稠杂环：一般是编完杂原子所在的环，再编另一环.3-甲基喹

3、啉4-氯异喹啉当杂环侧链较复杂或有-COOH,-CHO等官能团时，杂环作取代基:4-甲基-2-呋喃基甲酸2-呋喃甲醛(α-呋喃甲醛)糠醛3-吡啶甲酸(β-吡啶甲酸)二.五元杂环化合物的结构与性质1.结构sp2杂化O或S的p轨道有2个电子X=O,SN原子采取sp2杂化N的p轨道有2个电子三者都符合4n+2规则，具有芳香性芳香性的检测：环上的氢的化学位移分别是:2.芳香性比较：（掌握）<<<离域能:66.887.8117.04150.7KJ/mol芳香性都比苯差（有一定程度的不饱和性及不稳定性）。解释:由于电负性：O>N>S。呋喃中的O原

4、子最不愿提供电子给环构成共轭π键，故芳香性最差。3.性质芳香性——亲电取代呋喃表现出共轭二烯的性质1）亲电取代（速度比苯快，主要发生在α-位）A.卤代α-取代：进攻α-位比进攻β-位所形成的中间体稳定，α-位中间体有三个共振式，β-位中间体有二个共振式：B.硝化（硝化试剂：CH3COONO2乙酰硝酸酯或硝酸乙酰酯）因呋喃、吡咯环稳定性较差，遇强酸后质子参与反应，使杂环失去芳香性，表现出二烯的性质:二烯分子间聚合生成焦油状聚合物；通常用温和硝化剂和磺化剂，如：吡啶三氧化硫复合物、乙酰基硝酸酯等：C.磺化（磺化试剂：三氧化硫-吡啶）应用：

5、从苯中分离噻吩（噻吩主要存在于粗苯中）分离b.p84℃80℃(精馏法难分开)油层苯浓H2SO4酸层H2OD.付氏反应（烷基化产率较低）酰基化：一般不用AlCl32）加成a.加氢四氢呋喃（THF）四氢吡咯，也称为吡咯烷吡咯烷具有仲胺的性质，是较强的碱，可以进行彻底甲基化，然后再进行Hoffmann分解，生成1，3-丁二烯。N-甲基吡咯烷酮：抽提芳烃的溶剂：甲基以乙烯基代替，则生成N-乙烯基吡咯烷酮：聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯吡咯烷酮是线状聚合物,涂抹在头发上，增加了头发的刚性,保持形状(定型作用),同时是水溶性的高分子,容易洗去.b.呋喃的特

6、有反应呋喃芳香性最弱，具有共轭二烯的性质,可以与顺酐发生双烯合成反应:3）吡咯的弱酸性参与了环的共轭，所以碱性极弱，相反具有一定的弱酸性（pKa=13.6）4.重要化合物：糠醛α–呋喃甲醛最初从米糠、玉米芯、玉米杆、棉耔壳制取和稀酸共热具有一般醛的性质：具有醛的性质，同时又是没有α-H的醛，能发生交叉的羟醛缩合，Cannizarro反应。另外，在醋酸作用下，与苯胺作用显红色。—检验糠醛及苯胺sp2π66符合4n+2规则，具有芳性。由于一对孤对电子未参与共轭，显碱性。三.六元杂环化合物（吡啶）1.结构2、物理性质：无色液体，具有恶臭味。

7、与水混溶，与水形成共沸物不能用无水CaCl2干燥，但可以用NaOH干燥3.吡啶的化学性质与苯相似，但由于环上N原子的存在，环上电子云密度降低，不易进行亲电取代反应；显碱性，可与RCl季铵化1）碱性（pKb=8.8）碱性芳性（比苯的弱）碱性由大到小>>R4NOH>脂肪胺>NH3>+-pKb4.78.89.313.6a.与无机强酸形成盐必须掌握b.与卤代烷成季铵盐2)亲电取代（不如苯活泼，活性类似于硝基苯；发生于β–位，反应条件苛刻。）注意：不发生付氏反应3)亲核取代（与强亲核试剂反应,主要在α–位）4）氧化与还原侧链氧化：（比苯稳定，环

8、的氧化比苯难，吡啶同系物可被氧化）3-吡啶甲酸（烟酸）还原：六氢吡啶（哌啶）溶于水，碱性大于吡啶.3-吡啶甲酸（烟酸）维生素B族之一（2º胺）总结1、杂环化合物命名2、五元杂环具有芳性芳性大小：<<<3、双烯合成掌握4、