《有机化学 教学课件 ppt 作者 张良军 孙玉泉 主编第12章 杂环化合物》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机化学 教学课件 ppt 作者 张良军 孙玉泉 主编第12章 杂环化合物（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、广西工业职业技术学院 有机化学精品课程组,Organic chemistry,有机化学,第十二章 杂环化合物,学习目标,1。掌握常见杂环化合物的音译法命名； 2。掌握杂环化合物中呋喃、吡咯、噻吩、吡啶的化学性质，了解它们的结构； 3。了解杂环化合物的衍生物糠醛及稠杂环化合物喹啉。,环状化合物是指由碳原子和非碳原子共同组成的环状化合物。非碳原子常见的有氧、硫和氮，我们称这些非碳原子为杂原子。,酸酐、环氧、内酯、内酰胺不属杂环化合物,自然界分布,血红素、叶绿素,B=,生物碱、天然或合成药成分 维生素、植物色素、植物染料,第一节 杂环化合物的分类及命名,一 、杂环化合物的分类,单环,五元环,含一个杂
2、原子,呋喃 吡咯 噻吩,含两个杂原子,噁唑 咪唑 噻唑,异噁唑 吡唑 异噻唑,六元环,含一个杂原子：,吡啶 吡喃,含两个杂原子：,哒嗪 嘧啶 吡嗪,稠杂环,喹啉 异喹啉 蝶啶 吖啶,吲哚 嘌啉 咔唑,1. 音译名 （同音汉字加“口”字旁）,2. 当作碳环芳香化合物的衍生, 如：,3. 环上原子的编号顺序 从杂原子开始 1，2，3，4 不止一个杂原子，按O，S，N顺序编号 取代基位次之和最小原则,二、杂环化合物的命名,1. 结构特点,（1） 杂原子p轨道上一对未共用电子参与环上共轭56,具有芳香性（闭合共轭大 键，p电子数为6）,第二节 五元杂环化合物,（2） 芳香性顺序：,电负性 O N S
3、3.5 3.0 2.5,杂原子电负性比C大，周围电子云密度较大。 环上电子云分布不均，芳香性不如苯。 O电负性最大，呋喃芳香性最差, NMR 化学位移低 环电流的存在，各向异性去屏蔽,偶极矩：,芳香性证据：,芳香性不如苯：,键长不完全平均化 电子云密度分布不均,（3） 环上电子云密度比苯大，,亲电取代反应的活性大于苯,二、呋喃、吡咯、噻吩的性质,（一）物理性质,呋喃存在于松木焦油中,是无色、易挥发的液体，难溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，沸点32，其蒸气能使被盐酸浸过的松木片呈绿色，这叫做松木反应，可用来鉴定呋喃的存在。 吡咯存在于骨焦油中，为无色油状液体，沸点131，有微弱的类似苯胺的气
4、味，难溶于水，易溶于醇或醚等有机溶剂，在空气中被氧化而颜色变深。吡咯的蒸气或醇溶液能使被盐酸浸过的松木片呈红色，此反应可用于检验吡咯。 噻吩存在于煤焦油的粗苯中，常温下为无色液体，沸点84，难溶于水，易溶于有机溶剂。在浓硫酸存在条件下，与靛红一起加热显蓝色，此反应灵敏，可用于检验噻吩。,（二）化学性质,1。亲电取代反应,取代一般发生在-位,2。加成反应,1. 吡啶的结构,5C、1N共面，都是sp 杂化， 6个p轨道侧面交叠形成闭合大 键。,2,第三节 六元环化合物,一、吡啶及其衍生物, N上一对未成键电子在sp2杂化轨道上， 未参与形成环上共轭体系，可接受H碱性, 可发生亲电取代，活性不如苯，
5、主要在间位 邻对位可发生亲核取代 邻对位的侧链-H有酸性 比苯难氧化，但易还原,N的电负性C，吸电子使环上电子云密度降低（性质与硝基苯相似）,（二）吡啶的性质,1。物理性质,吡啶存在于煤焦油、叶岩油、骨焦油中，是具有特殊臭味的无色液体，沸点是115，相对密度0.982，由于吡啶环上的氮原子能与水分子之间形成氢键，所以能以任何比例与水混溶，也能溶于有机溶剂；同时大多数极性和非极性有机化合物能溶于吡啶，甚至某些无机盐也可以溶于吡啶，所以吡啶又是有广泛应用价值的溶剂。,2. 吡啶的化学反应,（1）亲电取代反应,（2） 亲核取代,（3） 氧化还原反应,还原比苯易,（4）侧链-H的反应性： 2,4,6-
6、位有烷基取代，其 -H有酸性,跟引入的N原子与另一杂原子的相对位置和性质有关：,1,3-唑：另一杂原子在间位，诱导吸电子弱，碱性较强。,1,2-唑：另一杂原子在邻位，诱导吸电子大得多， 碱性较1,3-唑弱，但比吡咯强。,（5）碱性,（三）重要的吡啶衍生物,二、嘧啶及其衍生物 （一）嘧啶的结构与性质,嘧啶为无色晶体，熔点为22，能与水形成氢键，易溶于水。,嘧啶的碱性比吡啶弱，亲电取代反应比吡啶困难，一般是在环被第一类定位基活化后，才能顺利进行。亲核取代反应比吡啶容易，主要发生在2，4，6位。,（二） 重要的嘧啶衍生物,1.尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶,2.磺胺嘧啶是一种含有嘧啶环的药物，主要用于抗菌
7、消毒。,第四节 重要的杂环化合物及其衍生物,一 、糠醛 呋喃甲醛是呋喃的重要衍生物，俗称糠醛。纯糠醛为无色液体，有刺激性气味，沸点162，熔点-38.7，相对密度1.160。糠醛可溶于水，并能与醇、醚等有机溶剂混溶。在酸性条件或有铁离子催化条件下易被空气氧化，颜色逐渐变深，依次为黄色、棕色、黑褐色。 糠醛与苯胺在醋酸作用下显红色，可用来检验糠醛。,糠醛的化学性质类似于苯甲醛，可发生氧化、还原、银镜、歧化等反应。,二、喹啉 喹啉是苯环和吡啶环稠合而成的杂环化合物，存在于煤焦油和骨焦油中，可用稀硫酸提取，也可化学合成。喹啉是无色液体，有特殊臭味，沸点238，微溶于水，易溶于有机溶剂，是一种高沸点溶
8、剂。 喹啉在一定条件下，既可以发生亲电取代反应又可以发生亲核取代反应。由于吡啶环上的氮原子电负性较强，使得吡啶环上的电子云密度低于苯环，所以亲电取代反应主要发生在苯环上，亲核取代反应主要发生在吡啶环上。,亲电取代反应主要发生在喹啉环的5位或8位上。,亲核取代反应主要发生在喹啉环的2位上。,当用强氧化剂高锰酸钾氧化时，喹啉分子中的苯环被氧化。,喹啉在不同的还原条件下得到的产物不同。,本章小结 1. 五元杂环化合物 呋喃、吡咯、噻吩在不同条件下均可发生下列反应。 （1）亲电取代反应,卤化反应,硝化反应,乙酸酐,-5-30,乙酸/乙酐,0,磺化反应,傅克酰化反应,（2）加成反应,（3）吡咯的酸碱性,2. 六元杂环化合物 （1）吡啶 亲电取代反应,卤化反应,硝化反应 磺化反应,亲核取代反应,氧化还原反应,（2）嘧啶 亲电取代反应 亲核取代反应,3杂环化合物的芳香性 苯噻吩吡咯呋喃,
