杂环化合物的分类和命名

1、7 杂环化合物的分类和命名7分类7命名1音译法 以口字傍为杂环标志。2系统命名法3取代杂环的命名 杂环的编号从杂原子起依次1,2,3 （或：,）。如环上不止一个杂原子时，则从O、S、N的顺序依次编号。 有两个相同杂原子的，应从连有H原子或取代基的开始编号。 编号时注意杂原子或取代基的位次之和最小。7 五元杂环化合物吡咯、呋喃、噻吩7结构1经典结构2分子结构据现代物理方法证明： 呋喃、吡咯、噻吩是一个平面结构。 环上的C原子和杂原子都是以SP2杂化轨道成键的。 五个没有杂化的P轨道垂直于环平面，形成闭合共轭体系。 属于富电子芳环。 环形电子分布于杂环平面的上、下两方。 共轭能苯噻吩吡咯呋喃共轭能

2、kJ/mol152125.590.471.13芳香性 符合休克尔规则，电子数为6。 芳香性比较（易取代、难加成、难氧化）： 苯噻吩 吡咯呋喃 解释 环的稳定性：苯 噻吩 吡咯呋喃 72呋喃、噻吩、吡咯的制备帕尔-诺尔合成法：用1,4-二酮合成。73化学性质1亲电取代反应卤代 硝化乙酰硝酸酯是较为温和的砂化剂，用时临时制备。 磺化 噻吩在室温下可直接磺化，生成溶于水的-噻吩磺酸。这个反应常用来除去粗苯中的噻吩。吡咯和呋喃对酸敏感，吡咯在酸性条件下易聚合；呋喃遇酸要开环，故需与吡啶三氧化硫为磺化剂。 乙酰化 亲电取代反应小结a亲电取代反应的活性 吡咯 呋喃噻吩苯 溴化相对速度： 3*1018 6*

3、1011 5*1011 1 五元杂环溴化(25)三氟乙酰化(75)乙酰化(75)甲醛化(75)呋 喃111-吡 咯4.6×1063.8×105-噻 吩8.3×10-37.1×10-38.4×10-29.7×10-2B亲电基团一般进入杂原子的邻位静态时，-位上的电子云密度较其它位大。2加成反应呋喃加成反应的较容易。3特征反应呋喃的双烯特征吡咯的弱酸性和弱碱性弱酸性吡咯N原子上的H原子都有微弱的酸性酸性比较： 苯酚吡咯乙醇 Ka： 1.3*10-10 10-15 10-18 弱碱性 苯胺 吡咯 Kb3.8*10-10 2.5*10-144

4、鉴别反应 呋喃使盐酸浸过的松木片显绿色。 噻吩和吲哚醌在硫酸作用下发生兰色反应。 噻吩在浓硫酸的作用下与松木片能呈现兰色反应。 浸盐酸的松木片遇吡咯蒸气显红色。74糠醛（呋喃甲醛）1制备2化性 催化加氢 氧化顺丁烯二酸酐 歧化 安息香缩合 合成四氢呋喃作为溶剂3糠醛遇苯胺醋酸盐溶液显深红色。4用途：糠醛是良好的溶剂；广泛用于油漆及树脂工业；合成苯酚糠醛塑料。7噻唑和咪唑1噻唑：是稳定的环，在空气中不会自动氧化。青霉素G中四元环内酰胺很不稳定，对酸、碱都很敏感，特别容易被酸水解。口服后在胃中水解，内酰胺的四元环打开而失效，现口服青霉素就是将其中-CH2C6H5换为2咪唑 碱性比噻唑强。 可与强酸

5、生成稳定的盐。 有微弱的酸性。 易发生亲电取代反应。 互变异构现象7吲哚1结构靛蓝为蓝色固体，熔点391，不溶于水，是我国古代使用得很广泛的一种蓝色染料。医药上可用作清热解毒剂，治疗腮腺炎。由于靛蓝不溶于水，因此染色时应先用保险粉(Na2S2O4)将它还原为靛白，靛白能溶于碱溶液，对纤维有很强的亲和力，可以附着于织物上。将浸过靛白溶液的织物，取出晾干，靛白在空气中很容易被氧化成靛蓝，并牢固地附着在织物纤维上。靛蓝现已由苯胺为原料合成。2性质 与吡咯相似 弱碱性 也有松木片反应呈红色。 在空气中颜色变深，渐渐变成树脂状。 亲电取代反应（位）位的电子云密度较位大，故进位吡咯亲电取代是进入位。7六元

6、杂环化合物7吡啶1吡啶的来源和制取吡啶存在于煤焦油、页岩油、骨焦油中。吡啶的衍生物广泛存在于自然界。例维生素PP、维生素B6。辅酶及辅酶也含有吡啶环。工业上从煤焦油提取吡啶和甲基吡啶。工业上大量的合成：重要的实验室合成法：（汉茨施Hantzsch合成法）2结构吡啶的键合情况和苯相似。它们的碳原子和氮原子都认为是sp2杂化的，吡啶环中五个碳原子和一个氮原子各供一个p电子，它们的p轨道与环的平面垂直，互相重叠而成闭合共轭体系。3性质碱性及其成盐 吡啶 吡咯 三甲胺 吡啶 苯胺 PKb 4.2 8.8 9.4苯胺分子中的氮原子上的未共用的电子对和苯环产生p-，使N原子上的电子云密度减小，而吡啶分子中

7、N原子上的未共用的电子对，不参与环上的共轭体系，所以吡啶的碱性比苯胺强。由于吡啶分子中氮原子的未共用的电子对处于sp2杂化轨道上，而脂肪胺分子中氮原子的未共用的电子对处于sp3杂化轨道上。sp2杂化轨道s成份大于sp3杂化轨道s成份，离核近，电子更靠近核，不容易与质子结合，所以吡啶的碱性比脂肪胺弱。 亲电取代 ·比苯难 ··进入吡啶环的位 ···H+介质对亲电取代不利亲核取代 ·比苯容易 ··进入位 氧化 吡啶环对氧化剂稳定 还原 较苯容易 吡啶和吡咯性质比较：pH亲电取代亲核取代氧化遇 酸吡咯中性易（）难易不稳定易聚合成树脂吡啶弱碱难（）易（）难7嘧啶1结构性质 无色结晶，熔点22，易溶于水。 碱性比吡啶弱得多。 亲电取