第17章 杂环化合物.ppt

第17章杂环化合物 一 命名 一般采用国际上通用的英文名称的音译法 呋喃 噻吩 吡咯 吡啶 嘧啶 喹啉 吲哚 吡唑咪唑噁唑噻唑PyrazoleImidazoleOxazoleThiazole 2 甲基 5 乙基呋喃 甲基 乙基呋喃 4 甲基吡啶 甲基吡啶 5 硝基 2 呋喃甲醛 硝基 呋喃甲醛 如含有两个不同杂原子 则两杂原子的编号尽可能小 并使杂原子上连有H原子或取代基的杂原子位次最小 1 4 二甲基 5 溴咪唑 如杂环上有取代基 应从杂原子开始编号 并尽可能使取代基的位次较小 若两杂原子不同 则按O S N的顺序编号 5 甲基噻唑 苯并呋喃苯并噻吩苯并吡咯BenzofuranThionapheneIndole 苯并噁唑苯并噻唑苯并咪唑BenzoxazoleBenzothiazoleBenzoimidazole 吡啶哒嗪嘧啶吡嗪PyridinePyridazinePyrimidinePyrazine 喹啉异喹啉吖啶QuinolineIsoquinolineAcridine 二 五元杂环化合物 1 结构和芳香性 呋喃 噻吩 吡咯 一个闭合的环状共轭体系 符合休克尔4n 2规则 都具有芳香性 离域能呋喃 吡咯和噻吩的离域能分别为 67kJ mol 1 88kJ mol 1和117kJ mol 1比苯的离域能 150 5kJ mol 1 低 但比大多数共轭二烯烃的离域能 约12 28kJ mol 1 要大得多 1 亲电取代反应 注意 亲电取代反应活性 吡咯 呋喃 噻吩 苯 反应主要发生在 位 烯丙型较稳定 2 呋喃 噻吩和吡咯化学性质 呋喃 噻吩在室温与氯或溴反应很激烈 得到多卤代物 若在温和条件下 如用溶剂稀释及采用低温 可得到一卤代物 不活泼的碘则需在催化剂作用下进行 1 卤化 吡咯极易卤化生成四卤吡咯 呋喃和吡咯很易被氧化 遇无机酸容易发生聚合 因而不能用硝酸硝化 通常用比较温和的非质子硝化试剂 如用硝酸乙酰酯 2 硝化 3 磺化吡咯和呋喃也不能用硫酸直接磺化 要用温和的非质子磺化试剂 噻吩是这些五元杂环化合物中最稳定的一个 可在室温下直接磺化 苯和噻吩的分离 应用 4 烷基化和酰基化吡咯烷基化反应时易得混合物 因此用途不大 吡咯可用乙酐进行酰基化 5 呋喃的特殊反应 碱性极弱 比苯胺的碱性还要弱得多 2 吡咯的特殊反应 酸性比醇强而比酚弱 含氮化合物的碱性顺序 仲胺 伯胺 叔胺 氨 苯胺 吡咯 糠醛具有一般醛基的性质 如可以发生银镜反应 3糠醛 说明 三 咪唑 吡唑和噻唑 自学 四 一些具有生理活性五元杂环化合物 呋喃唑酮 痢特灵 呋喃丙胺 抗血吸虫药 卟吩胆色素原 通过生物体内特定酶的作用可转变成卟啉 叶绿素和维生素B12等重要生物活性物质 3 吲哚乙酸 植物生长促进剂 长春碱 R CH3 长春新碱 R CHO 抗癌药 维生素B1 青霉素G 五 六元杂环化合物 1 结构和芳香性 sp2杂化 符合休克尔4n 2规则 一个闭合的共轭体系 具有芳香性 2 吡啶的性质 弱碱性 pKb 8 8 碱性 仲胺 伯胺 叔胺 氨 吡啶 苯胺 吡咯 吡啶及其衍生物能溶于强酸 用于鉴别 分离与提纯 2 亲电取代反应 亲电取代反应发生在 位 1 亲电取代反应活性 吡啶 苯环 噻吩 呋喃 吡咯2 吡啶环不能发生傅氏反应 3 亲电取代反应发生在 位 注意 3 亲核取代反应 齐齐巴宾反应 4 氧化还原反应吡啶比苯稳定 不易被氧化侧链可氧化生成相应的吡啶甲酸 例如 吡啶可被催化加氢或用乙醇和钠还原而成为六氢吡啶 烟酰胺 维生素pp 异烟酰肼 雷米封 抗结核药 维生素B6 烟酰二乙胺 可拉明 中枢神经兴奋药 常见吡啶衍生物 六 喹啉和异喹啉 与吡啶类似 喹啉和异喹啉都有弱碱性 喹啉 pKb 9 15 异喹啉pKb 8 86 喹啉和异喹啉的亲电取代反应 如硝化 磺化 溴化等 比吡啶容易 亲电试剂主要进攻苯环部分 亲核取代反应则发生在吡啶环上 其中喹啉主要在2 位取代 而异喹啉主要在1 位