第十八章 杂环化合物.ppt

20051202 1 复习 属于哪类烃 第十八章杂环化合物 主讲 梁桂英 哈师大化学系有机教研室 20051202 3 杂环化合物 指含有杂原子 如N S O等 的环状化合物 几点说明 1 以前所学的丁二酸酐等环状化合物也属于杂环化合物 但这些化合物易开环 性质与链状化合物相似 2 本章重点讨论具有芳香性的杂环化合物 主要是五元和六元的杂环化合物 20051202 4 18 1含一个杂原子的五元杂环化合物 呋喃 噻吩 吡咯 重点 204 一 呋喃 噻吩 吡咯的命名和结构 一 命名 furan呋喃 thiophene噻吩 pyrrole吡咯 20051202 5 杂环化合物命名 呋喃 1 选母体 取代杂环化合物通常以杂环作为母体 例 但当取代基是 CHO COOH SO3H时 则以醛 酸 磺酸为母体 2 编号 1 只含一个杂原子的从杂原子开始编 呋喃甲酸或2 呋喃甲酸或呋喃 2 甲酸 呋喃甲醛 或2 呋喃甲醛 或呋喃 2 甲醛 2 呋喃 噻吩 3 甲基噻吩 20051202 6 2 当两个杂原子不相同时 编号的次序是 O S N化合价数小的在前 大的在后 见下 3 价数相等时 原子序数小的在前 大的在后 即O S N OSN 2价 3价 原子序数小 原子序数大 O S N的次序如左 20051202 7 例 应以连有H或取代基的那个杂原子开始编号见P203 4 如果环上有两个以上相同的杂原子 1 2 3 4 5 20051202 8 含有2个杂原子的五元环 若至少有一个杂原子是氮 则该杂环化合物称为唑 唑的命名 噻唑 咪唑 吡唑 20051202 9 需记住的五元环 呋喃 噻唑 吡唑 咪唑 20051202 10 需记住的六元环 需记住的稠杂环 喹啉 异喹啉 嘌呤 20051202 11 3 命名 例 命名下列化合物 6 氨基嘌呤 NH2 20051202 12 练习 命名或写构造式 1 2 8 二甲基喹啉 4 呋喃甲酸 2 8 羟基喹啉 3 3 5 二甲基 噻吩 2 磺酸 20051202 13 呋喃 噻吩 吡咯 二 电子结构 碳原子 杂原子均为sp2杂化 杂原子的p轨道中有2个p电子 形成一个环状闭合的6 电子共轭体系 5 6 富电子 有芳香性 20051202 14 I C C I 富电子 杂原子X O S N 的电负性较C大 故有 I效应 另外 由于X上有一对电子参与共轭 电子云向碳环上移动 故有 C效应 20051202 15 1HNMR 7表明它们具有一定的芳香性 但由于键长没有完全平均化 故芳香性都比苯弱 芳香性顺序 离域能 kJ mol 152 125 5 90 4 71 1 20051202 16 1 亲电取代反应呋喃 噻吩 吡咯是富电子的芳杂环 C I 亲电取代反应活性都比苯强 亲电取代反应活性顺序 亲电取代反应发生在 位 C 二 呋喃 噻吩 吡咯的化学性质 206 20051202 17 1 硝化 不用硝酸直接硝化 用比较温和的硝酸乙酰酯进行硝化 硝酸乙酰酯 20051202 18 2 硝基吡咯 51 2 硝基噻吩 60 20051202 19 2 磺化 不用硫酸直接磺化 用比较温和的吡啶三氧化硫进行磺化 吡啶三氧化硫 90 吡啶 20051202 20 吡啶的磺酸盐 2 呋喃磺酸 41 86 90 2 吡咯磺酸 2 噻吩磺酸 20051202 21 3 卤代 反应剧烈 易得多卤代产物 要想得一卤代产物 需用温和的条件 78 80 80 2 溴呋喃 20051202 22 4 F C酰基化 60 70 75 92 2 乙酰基呋喃 20051202 23 2 加成反应 呋喃的芳香性较弱 具有共轭双烯的性质 可以发生D A反应 内型 90 20051202 24 共轭二烯性能 呋喃的芳香性较弱 具有共轭双烯的性质 可以发生D A反应 而噻吩及吡咯不能 20051202 25 呋喃 噻吩 吡咯均可进行催化氢化反应 噻吩可使一般的催化剂中毒 四氢呋喃 四氢噻吩 四氢吡咯 20051202 26 3 吡咯的碱性和弱酸性 吡咯 苯胺 弱 吡咯 苯胺 20051202 27 吡咯的碱性极弱 比苯胺弱得多 吡咯N上的H有弱酸性pKa 15 吡咯钾盐 吡咯卤化镁 20051202 28 三 糠醛 自学 P209 六 吲哚 自学 P213 20051202 29 18 2含一个杂原子的六元杂环化合物 吡啶 重点 216 一 吡啶的命名和结构 一 命名 pyridine吡啶 20051202 30 嘧啶 吡喃 无芳香性 20051202 31 吡啶 吡咯 缺电子 吡啶 碱性 吡咯 苯胺 脂肪胺 二 电子结构 C N均为sp2杂化 4n 2电子体系 有芳香性 N上孤对电子未参加共轭 有碱性 苯胺 6 6 20051202 32 练习 下列化合物碱性由强到弱的顺序是 a bcd a b c d B b c d a C c d a b D d a b c A 20051202 33 吡啶属于缺电子的芳杂环 相当于 NO2 钝化的苯环 位 二 吡啶的化学性质 I C I C 缺电子 1 亲电取代反应 比苯 难 亲电在 位 亲电取代反应发生在 20051202 34 1 卤代 2 磺化 3 硝化 3 溴吡啶 39 3 吡啶磺酸 70 3 硝基吡啶 6 20051202 35 2 亲核取代反应 在 位 吡啶环易发生亲核取代反应 反应发生在 位 3 氨基吡啶70 80 20051202 36 3 氧化反应 比苯难于氧化 在酸性氧化剂的作用下 吡啶环比苯环还稳定 甲基吡啶 喹啉 吡啶二甲酸 20051202 37 4 还原反应 比苯易于还原 吡啶对还原剂比苯环活泼 5 吡啶的碱性N上孤对电子未参加共轭 故有碱性 六氢吡啶 季铵盐 20051202 38 由此可知 P222 喹啉性质P223 喹啉环合成法 斯克劳普法 四 嘌呤P224 20051202 39 作业 下列化合物按稳定性由小到大的顺序为 a c bB c b aC c a bD b c a A 20051202 40 下列含氮化合物的碱性由强至弱排列顺序正确的是 吡啶b NH2 CH3c 苯胺d 吡咯 A b a c dB c a b dC a b c dD b c a d