芳香杂环化合物.ppt

第十五章芳香杂环化合物,Ciprofloxacin,构成环的原子除碳原子外还有O、S、N、P等杂原子的环状化合物称为杂环化合物。90%以上药物和60%以上的有机化合物为杂环化合物：碳水化合物（为生命提供能量）、叶绿素（为植物提供绿色，合成物质）、血红素(赋予血液以鲜红的颜色)都是杂环化合物。核酸中的杂环（嘧啶和嘌呤）部分对DNA的复制起着至关重要的作用并使生命得以代代相传。杂环化合物通常是酶和辅酶中催化生化反应的活性部位。,叶绿素a(R=CH3)叶绿素b(R=CHO),1993年被发现的一种高效抗癌物质,伊沙匹隆,第一节分类和命名,一分类,杂环,单杂环,稠杂环,五元环,六元环,苯并单杂环,两个非苯杂环稠和,二命名五元环,1,2,3,4,5,呋喃,furan,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,thiophene,pyrrole,噻吩,吡咯,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,噻唑,吡唑,咪唑,thiazole,pyrazole,imidazole,噁唑,异噁唑,isoxazole,oxazole,六元环,pyridine,4H-pyran,pyrimidine,pyridazine,pyrazine,吡啶,4H-吡喃,嘧啶,哒嗪,吡嗪,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,具有特定名的稠杂环,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,3,4,5,6,7,喹啉,异喹啉,吲哚,quinoline,isoquinoline,indole,嘌呤,purine,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1.以环中杂原子位次为1，开始顺序编号，既可以用阿拉伯数字，也可以用希腊字母,编号原则,pyridine,吡啶,2.若有多个相同杂原子时，应使它们的位次编号之和最小,pyrimidine,嘧啶,3.若有多个不同杂原子时，则按O、S、NH、N的先后顺序编号,吡唑,pyrazole,噻唑,thiazole,4.有些有特定名称的稠杂环母体的编号是固定的,喹啉,quinoline,嘌呤,purine,5C上相连的多于1个的H需要标出位置,2H-吡喃,4H-吡喃,6含活泼氢的杂环及其衍生物，可能存在互变异构体，命名时需要标明其两种可能的位号,5-甲基咪唑,4-甲基咪唑,取代杂环的命名参考苯的命名，一般选杂环为母体，按照编号标出取代基位置，个数，名称,N-甲基-5-巯基咪唑,3-甲基吲哚,杂环也可以作为取代基,2-呋喃甲醛糠醛,3-吡啶甲酸烟酸,第二节六元杂环,一吡啶(一)结构,杂原子以sp2杂化，另外每个原子各有一个未杂化轨道和环垂直，类似苯形成大键,N原子起吸电子作用，类似硝基吡啶发生亲电取代反应较苯困难，主要发生在位。相对来说，吡啶较易发生亲核取代反应，取代基往往进入位。(二）化学性质1碱性,1.碱性吡啶环上氮原子有一对未共用电子没参加环上的共轭体系，能与质子结合，和强酸成盐，具有弱碱性（强于苯胺）,碱性：苯胺吡啶氨噻吩苯,由于它们的高度活泼性以及呋喃和吡咯对于无机强酸的敏感性，其亲电取代反应需要比较温和的条件。,（一）化学性质,1酸碱性,吡咯具有弱酸性，比醇强，比酚弱,呋喃在酸性条件下极易水解破坏，吡咯在酸的催化作用下易形成聚合物对氧化剂，呋喃、吡咯均较敏感，在空气作用下可以缓慢开环：,2.亲电取代反应（1）卤代,(2)硝化-使用温和的硝乙酐,（3）磺化反应吡啶与三氧化硫反应生成的盐作为磺化剂进行反应,相对稳定的噻吩可以直接磺化,（4）傅克-酰基化反应烷基化反应无实际意义。但进行傅克-酰基化时，可以得到一元取代的酰基产物。,碱性条件,（5）有关定位效应3位上有取代基，第二个基团进入环的2位或5位(即a-位)，取代基进入1位还是5位取决于环上原有取代基的性质。,3Reimer-Tiemann反应4D-A反应,5加氢还原,四氢吡咯,四氢呋喃,五元杂环衍生物,呋喃甲醛（糠醛）,呋喃甲醇（糠醇）,二含两个杂原子的五元杂