《杂环化合物》PPT课件.ppt

第十七章 杂环化合物,一 分类和命名 二 五元杂环化合物 三 六元杂环化合物 四 稠杂环化合物 五 生物碱,本章作业 P342： 1，10（a-g），13,杂环化合物 (Heterocyclic compounds),构成环的原子除碳原子外还有其它原子的一类环状化合物。,最常见的杂原子：氧、氮、硫。,一. 分类和命名,命名 音译名,编号从杂原子开始.遇两相同杂原子, 则由带取代基(或H) 杂原子开始. 含多个不同杂原子, 则按 O S N 顺序。,咪唑 噻唑 噁唑 嘧啶,稠杂环的编号,吲哚 嘌呤 喹啉,杂环作母体：,噻吩并吡咯 萘并呋喃 噻吩并3,2-b吡咯 萘并1,2-b呋喃,5-硝基-2-呋喃甲醛 N,N-二乙基-3-吡啶甲酰胺,1,3,7-三甲基嘌呤 -2,6-二酮,杂环作取代基：,“指示氢” 和稠合边的表示,二. 五元杂环化合物,1. 含一个杂原子的五元杂环化合物,1) 呋喃、吡咯、噻吩的结构,碳原子p轨道中有一个电子， 杂原子p轨道中有两个电子， 形成环状离域大键. Z: +C -I 效应; 电子数:6 有芳香性。,离域能,2) 呋喃、噻吩、吡咯的性质,吡咯没有碱性, 具有一定程度的酸性(pka=17.5),(1) 吡咯的酸碱性,为什么吡咯具有弱酸性？,(2) 亲电取代反应,杂原子具有+C效应，活化杂环。,试推断呋喃、吡咯、噻吩发生亲电取代反应，比苯容易 还是难？,位比位活泼。亲电取代主要发生在位。,亲电取代发生在位还是位？,亲电取代反应活性顺序： 吡咯 呋喃 噻吩 苯。,碘不活泼，要用催化剂才能发生一元取代,说明： 吡咯、呋喃、噻吩的亲电取代反应，对试剂及反应条件必须有所选择和控制。 卤代反应 不需要催化剂，要在较低温度和进行。 硝化反应 不能用混酸硝化，一般是用乙酰基硝酸酯(CH3COONO2)作硝化试剂，在低温下进行。 磺化反应 呋喃、吡咯不能用浓硫酸磺化，要用特殊的磺化试剂吡啶三氧化硫的络合物，噻吩可直接用浓硫酸磺化。,应用：苯与噻吩的分离和鉴别 （二者沸点接近，噻吩84，苯80，但噻吩比苯易磺化，加入H2SO4后噻吩因反应而溶于浓H2SO4）,(3) 加成反应,3) 呋喃、吡咯、噻吩的衍生物,(1) 糠醛,试给出下列反应的产物结构、名称及反应类型。,灵菌红素 卟吩胆色素原,卟吩由四个吡咯和四个次甲基(=CH) 交替相连组成的共轭体系。,卟吩呈平面结构, 环中间空隙里四个氮 原子可分别以共价键、配价键与不同的 金属离子结合。叶绿素(镁), 血红素(铁)。,(2) 叶绿素和血红素,三. 六元杂环化合物,Kekules structure,Aromaticity ?,电子云的分布,E.S. 变难,N.S. 变易,Oxidation 难,Reduction 易,Basicity,Six-membered Heterocyclic compounds,2. Physical properties,(1) (偶极矩) Dipole moment, = 7.4110-38 c.m 3.90 10-38 c.m,I,C,方向一致,Six-membered Heterocyclic compounds,(2) Solubility:,吡啶可以与水以任意比例互溶,3. Chemical reactions,a. Basicity of Pyridine,Basicity,Six-membered Heterocyclic compounds,Six-membered Heterocyclic compounds,Pyr.SO3,磺化试剂,酰化试剂,甲基化试剂,b. Electrophilic Substitution:,N的-I,钝化环,反应条件剧烈,取代反应 发生在3-位（）,Six-membered Heterocyclic compounds,Six-membered Heterocyclic compounds,c. Nucleophilic Substitution,2, 4, 6-位的影响,X的取代,Six-membered Heterocyclic compounds-Pyridine,Six-membered Heterocyclic compounds,E. Chichibabin Reaction,H-的取代,Six-membered Heterocyclic compounds-Pyridine,Six-membered Heterocyclic compounds-Pyridine,d. Reactions of side chain,Side Chain,Acidity of -H,Six-membered Heterocyclic compounds,e. Oxidations & Reductions,侧链的氧化,烟碱,烟酸,烟酰胺,N-氧化物 Pyridine-N-oxide,3-甲基吡啶N-氧化物,Six-membered Heterocyclic compounds-Pyridine,Six-membered Heterocyclic compounds-Pyridine,哌啶piperidine,Reduction,Six-membered Heterocyclic compounds-Pyrimidine,嘧啶Pyrimidine,sp2,碱性,水溶性,取代反应,Six-membered Heterocyclic compounds-Pyrimidine,2, 4, 6-positions,(Uracil, U)尿嘧啶,胞嘧啶 (Cytosine, C),胸腺嘧啶(Thymine. T),tautomerism,Six-membered Heterocyclic compounds-Pyrimidine,Vitamin B2,Sulfadiazine SD 磺胺嘧啶,苯巴比妥 Phenobarbital,Moxonidine 莫索尼定,Six-membered Heterocyclic compounds-Pyrimidine,Antimetabolic Agents,Fluorouracil 5-FU,Tegafur,Cytarabine阿糖胞苷,司他夫定 Stavudine,Zidovudine 齐多夫定,拉米夫定 Lamivudine,Antiviral Agents