第十五章杂环化合物

第十五章杂环化合物

HeterocyclicCompounds主要内容1.芳香杂环化合物分类、命名2.五员芳杂环（呋喃、噻吩、吡咯）的结构、性质

酸碱性、亲电取代3.六员芳杂环（吡啶）的结构、性质

碱性、亲核性、亲电取代、亲核取代、还原和氧化4.稠杂环简介（略）5.生物碱简介（略）杂环所涉及的领域药物染料工程高分子材料生物模拟材料有机导体和超导材料贮能材料

芳香杂环

普通杂环重点内容环醚，内酯，内酰胺，环状酸酐杂环化合物的类型杂环分类:i.杂原子的类型和数目

ii.环的大小（五员环、六员环等）

iii.环的个数（单环、稠环）例：单环稠环§15.1杂环化合物的分类、命名

五员芳杂环衍生物一、五员芳杂环（1）含有一个杂原子的五元杂环（2）含2个以上杂原子的五员环二、六员芳杂环（1）含有一个杂原子的六元杂环（2）含两个以上杂原子的六员环（5）稠杂环四、杂环命名的标氢饱和原子为最低编号H作字首N,O,S:sp2杂化轨道；分子具有芳香性；

五中心六电子的π键，整体电子云密度升高发生芳香族化合物的典型反应----亲电取代反应§15.2五元芳香杂环化合物的结构与性质吡咯呋喃噻吩一、结构与性质特点

杂原子本身的性质杂原子对环的影响

芳香性不饱和共轭双烯性质二、含一个杂原子的五员芳杂化合物的性质

反应相对活性a-取代b-取代主要产物

取代位置1)五员芳杂环的亲电取代反应

取代位置选择性的解释a位取代中间体有三个主要共振式，中间体较稳定b位取代中间体只有二个主要共振式，中间体较不稳定对亲砍电取层代反抚应活档性的消解释i.由五纲员杂元环的那结构掘分析杂原闲子起根给电抢子基吊的作裹用，子环上块的电话荷密糕度比嫁苯环堤大ii得.由中迫间体巾的稳慰定性肠分析比较减：苯蝴的亲服电取话代满足八隅体（较稳定）未满煎足八徒隅体（较拜不稳笋定）A=O尺,丧S,盲N艘H亲电北取代貌反应瞒实例Ca匆ut养io而n：遇强饮酸时狐杂原劣子被糕质子注化，拾导致艳芳环π键的裁破坏硝化蔽：HN首O3/H2SO4磺化染：H2SO4用温悬和试榆剂代翅替（1）族五员粥杂环幅的硝舅化反跨应吡咯姜和噻前酚发皂生正外常亲菜电取慌代反伶应呋喃痒发生公加成网反应期（共柱轭烯庭烃性心质）（2）鲁五员类杂环台的磺延化反心应磺化试剂：噻吩凤较稳添定：雅可直蔬接用咳硫酸领磺化应用贡：从逐煤焦穿油中垄得到足的苯固含噻糕吩，双利用裹该反攀应将盲其除违去（3）旅五员滑杂环浙的卤慈化反霸应硫酰握氯SO2Cl2是温矛和的秘氯代肉试剂（4）Fr口ie梢de薪l-旗Cr虾af朱ts反应使用牲特殊容催化嚼剂噻吩臭能使隶常用绳氢化逮催化往剂中嚷毒）TH灰F（常罚用有葱机溶偷剂）吡咯搅烷：甜一个泊仲胺2）五讽员芳刷杂环误的加矿成反磨应（1）催兽化加秀氢(2老)筋Di跨el照ds著-A迫ld妥er反应[

N-H:弱酸性(pH=5)]吡咯钾盐的生成由于共轭N-H键极性增加，使吡咯表现出弱酸性3)吡咯梅的弱狸酸性吡啶预的结享构共振宵能：96kJ侵/m现olsp2轨道亲电虎反应威活性垂低于幻玉苯亲电坐取代虹以β为主§1挖5.亭3含一步个杂荡原子塘六员彼芳杂穷环(吡啶勤）类似役叔胺有亲层核性棋和碱丘性N可被构氧化吡啶粘性质萄的初坟步分净析亚胺拢结构君片断有亲洞电性与亲私核试层剂反跃应不饱竟和性可加等氢还领原与苯胆相似有芳会香性可亲奏电取矮代一、或吡啶挡的碱谷性和梁亲核虎性（1）碱性(ba瓣si亮ci炮ty)1.吡啶伏氮原蠢子上泼的反绑应有机合成中常用的一个有机碱（2）亲创核性吡啶滋的烷丈基化吡啶-S追O3加合念物2.吡啶绍环上胡的亲柴电取风代反唤应取代岩位置源：位置昌选择掠性？反应妙活性趴：与苯义比快衣或慢?？若干迅实验扒事实钝化融芳环拴、b取代骗为主相当鬼于强牺吸电捧子基结论:1.环上阶带正庄电核,不利愧于亲电取代2.b位的盏正电心荷密坚度相对较低孙、较易缠受亲五电试纽奉剂进乌攻i）由肾吡啶留共振淹式分庭析:对反潜应位端置选猪择性节及钝烘化现敌象的尾解释

a

位取代中间奇体有两个主要锈共振厦式不稳定正电荷在电负性大的原子上ii）根母据中罪间体窜的稳称定性肿分析批：对反但应位且置选鼓择性酒及钝佛化现治象的辜解释中间体有三个主要共振式，较稳定

b

位取代与a位取前代类勤似）中间体有两个主要共振式不稳定正电荷在电负性大的N原子上

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位取代通过扰氧化呈去氢或与负侦氢接危受体渴结合亲核称加成-负氢骨消除3.吡啶落环上宿的亲具核取田代反患应（1）Na店NH2与吡慌啶的通亲核糕取代--锡-仰Ch疏ic羞hi时ba始bi钱n反应Ch腔ic越hi后ba坡bi装n反应价机理:机理：Goodleavinggroup（2）a或g位有夸离去救基团恳时发换生亲摇核取伍代实例（1）吡首啶侧豪链的哈氧化穴反应b-4.氧化庭还原乎反应（2）吡搁啶的厨还原皱反应喹啉月中吡剂啶环稼比苯骂环易顾被还污原（则但是警苯环拜比吡率啶环迟更易稀被氧倒化）六氢碗吡啶低又称辩哌啶(p适K=奔2.准8)登