第十四章-杂环化合物课件.ppt

1、第十四章第十四章 杂环化合物杂环化合物第一节第一节 杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名第二节第二节 五元杂环化合物五元杂环化合物第三节第三节 六元杂环化合物六元杂环化合物第四节第四节 稠杂环化合物稠杂环化合物第一节第一节 杂环化合物杂环化合物一、一、杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名（一）分类（一）分类杂环化合物杂环化合物 单杂环单杂环 稠杂环稠杂环 五元杂环五元杂环 六元杂环六元杂环 ONNHNNN苯稠杂环苯稠杂环 稠杂环稠杂环 NNNNNH（二）命名（二）命名1杂环化合物的命名，通常采用外文音译法。杂环化合物的命名，通常采用外文音译法。2采用系统命名时，编号一般从杂原子

2、开始。当有两采用系统命名时，编号一般从杂原子开始。当有两 个杂原子时，按氧、硫、氮顺序编号。个杂原子时，按氧、硫、氮顺序编号。3环上只有一个杂原子，有时也以环上只有一个杂原子，有时也以、编号，编号，靠近在杂原子的碳为靠近在杂原子的碳为-位。位。CH3NH-甲基吡咯甲基吡咯 NCOOH-吡啶甲酸吡啶甲酸 OCHO2-呋喃甲醛呋喃甲醛第二节第二节 六元杂环化合物六元杂环化合物N一、吡啶的结构和性质一、吡啶的结构和性质HHHCCNCCCHH孤对孤对电子电子 组成六元环的原子在一个平面，所有原子均为组成六元环的原子在一个平面，所有原子均为sp2杂化，形成杂化，形成6个原子个原子6个电子的个电子的共轭体

3、系共轭体系，环上电子云密度大，易于取代难于加，环上电子云密度大，易于取代难于加成。吡咯成。吡咯N上的孤对电子上的孤对电子未参与杂化未参与杂化，氮原子电负性大，因而，氮原子电负性大，因而N上上电子云密度高，具有碱性。电子云密度高，具有碱性。吡啶的碱性比吡咯、苯胺强，但比氨、脂肪叔胺弱。吡啶的碱性比吡咯、苯胺强，但比氨、脂肪叔胺弱。吡啶氮原子上一对未共用电子能与水形成氢键，吡啶吡啶氮原子上一对未共用电子能与水形成氢键，吡啶能与水混溶，但吡啶环上引入羟基或氨基后，化合物水溶能与水混溶，但吡啶环上引入羟基或氨基后，化合物水溶性却明显降低，原因是溶质分子间缔合抑制了与水分子间性却明显降低，原因是溶质分子

4、间缔合抑制了与水分子间的缔合。的缔合。（一）吡啶的水溶性（一）吡啶的水溶性（二）吡啶的碱性（二）吡啶的碱性ClNHCl+NH（三）吡啶的亲电取代反应（三）吡啶的亲电取代反应 吡啶环上氮原子的吸电子作用，使环上碳原子的电子吡啶环上氮原子的吸电子作用，使环上碳原子的电子云密度较苯低，不易进行取代反应，亲电取代主要发生在云密度较苯低，不易进行取代反应，亲电取代主要发生在位位。300+Br2BrNN 吡啶环上氮原子的吸电子作用，使环上碳原子的电子吡啶环上氮原子的吸电子作用，使环上碳原子的电子云密度较苯低，不易进行取代反应，亲电取代主要发生在云密度较苯低，不易进行取代反应，亲电取代主要发生在位位。（四）

5、吡啶的氧化反应（四）吡啶的氧化反应COOHKMnO4/HCH3N+NCOOHKMnO4/H+NNHNH2ONNOHNHONCH3OHNHON 胞嘧啶（胞嘧啶（C）尿嘧啶（尿嘧啶（U）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）cytosine uracil thymine二、嘧啶二、嘧啶嘧啶是含两个氮原子的六元杂环化合物。嘧啶是含两个氮原子的六元杂环化合物。NN 嘧啶的衍生物存在于维生素、生物碱及蛋白质中。嘧啶的衍生物存在于维生素、生物碱及蛋白质中。第三节第三节 五元杂环化合物五元杂环化合物一、吡咯、呋喃和噻吩的结构一、吡咯、呋喃和噻吩的结构 组成五元环的原子在一个平面，杂原子为组成五元环的原子在一个平面，杂原子

6、为sp2杂化，杂化，形成形成5个原子个原子6个电子的个电子的共轭体系共轭体系，环上电子云密度大，易，环上电子云密度大，易于取代难于加成。于取代难于加成。CCNCCHHHHH二、五元杂环的性质二、五元杂环的性质（一）吡咯的酸碱性（一）吡咯的酸碱性 吡咯吡咯N上的孤对电子上的孤对电子参与杂化参与杂化，因而，因而N上电子云密上电子云密度降低，与相应的胺比较，碱性较弱，不易溶于水。而度降低，与相应的胺比较，碱性较弱，不易溶于水。而四氢吡咯的碱性较强。四氢吡咯的碱性较强。吡咯在无水条件下可以与固体苛性钾共热成盐。吡咯在无水条件下可以与固体苛性钾共热成盐。H+NKOHNK+H2O（二）亲电取代反应（二）亲

7、电取代反应+Br2BrOOSBrBr2+SBrBrBrHBrBr2+NNH三、重要的五元杂环化合物三、重要的五元杂环化合物NNNNHHPorphin NNNNFeCH3CH2CH2COOHCH CH2CH3CH CH2H3CH3CHOOCCH2CH2血红素血红素 第四节第四节 稠杂环化合物稠杂环化合物 稠杂环化合物是指两个或两个以上杂环稠合或由苯环与杂环稠稠杂环化合物是指两个或两个以上杂环稠合或由苯环与杂环稠合而成的杂环化合物。由苯与杂环化合物稠合而成的杂环化合物又合而成的杂环化合物。由苯与杂环化合物稠合而成的杂环化合物又称为苯稠杂环，常见的促杂环化合物有嘌呤、吲哚、喹啉等及其衍称为苯稠杂环，常见的促杂环化合物有嘌呤、吲哚、喹啉等及其衍生物。生物。嘌呤是由嘧啶和咪唑稠合而成，嘌呤易溶于水，可溶于酒精溶嘌呤是由嘧啶和咪唑稠合而成，嘌呤易溶于水，可溶于酒精溶液。嘌呤呈中性，可分别与酸或碱成盐。液。嘌呤呈中性，可分别与酸或碱成盐。NNNNH123456789 腺嘌呤（腺嘌呤（A）尿嘌呤（尿嘌呤（G）adenine guanine嘌呤在水溶液中可发生互变异构，有两种互变异构体。嘌呤在水溶液中可发生互变异构，有两种互变异构体。NNNNH123456789NNNNH123456789（I）9H-嘌呤嘌呤 （II）7H-嘌呤嘌呤NNNNHOHH2NNNNNHNH2