第十八章杂环化合物 成环原子中含有非碳原子,具有共扼 结构和一定程度的稳定性的环状化合物叫 杂环化合物。这些成环的非碳原子称为杂 原子。不过习惯上环酸酐、内酯、内酰胺 等不归入杂环化合物中
成环原子中含有非碳原子，具有共扼 结构和一定程度的稳定性的环状化合物叫 杂环化合物。这些成环的非碳原子称为杂 原子。不过习惯上环酸酐、内酯、内酰胺 等不归入杂环化合物中。 第十八章 杂环化合物
§18.1杂环化合物的分类和命名 分类: 单杂环:包括五元和六元杂环,最常见 的如呋喃、吡咯、噻吩等 稠杂环:如喹啉、吲哚、嘌呤等。 名 IUPAC保留了十九个杂环化合物的特殊 名称;系统命名采用音译。(要尽量记住9 个)
一、分类： 单杂环：包括五元和六元杂环，最常见 的如呋喃、吡咯、噻吩等。 稠杂环：如喹啉、吲哚、嘌呤等。 二、命名： IUPAC保留了十九个杂环化合物的特殊 名称；系统命名采用音译。（要尽量记住9 个） §18.1 杂环化合物的分类和命名
1、只含一个杂原子的杂环化合物: 呋喃噻吩吡咯吡喃吡啶 喹啉 2、含两个杂原子的杂环化合物: A嘧啶 3、含多个杂原子的杂环化合物: 呤
1、只含一个杂原子的杂环化合物： O S N O N N 2、含两个杂原子的杂环化合物： N N H 3、含多个杂原子的杂环化合物： NH N N H N 嘧啶 嘌呤 呋喃 噻吩 吡咯 H 吡喃 吡啶 喹啉
4、杂环上有取代基时 编号:一般从杂原子开始,杂原子编为 “1”;有几个杂原子时,先编“O3,再编“S”, 最后编“N”。 取名:以杂环为母体得名,如 NH 3-甲基吡啶 2-氨基嘧啶 5、有时也可把杂环的母核当作取代基,如: 2—呋喃甲醛(糠醛) 3—吲哚乙酸
4、杂环上有取代基时： 编号：一般从杂原子开始，杂原子编为 “1”；有几个杂原子时，先编“O”，再编“S”， 最后编“N”。 取名：以杂环为母体得名，如： N N N H –CH3 –NH2 3–甲基吡啶 2–氨基嘧啶 5、有时也可把杂环的母核当作取代基，如： 2—呋喃甲醛（糠醛） 3—吲哚乙酸
§18.2五元杂环化合物 只含一个杂原子的典型的五元杂环化合物 是呋喃、噻吩和吡咯 呋喃、噻吩、吡咯的结构: 环上五个杂原子相互用SP轨道形成σ—键 组成一个五元环。环上碳原子P轨道上有一个电 子。杂原子P轨道上有两个电子,五根P轨道形 成一个富电子的∏键。据 Huckel规则有芳香性 不过芳香性不如苯,特别是呋喃的芳昋性最 小)。由于环上电子云密度比苯高,所以易进 亲电取代
只含一个杂原子的典型的五元杂环化合物 是呋喃、噻吩和吡咯。 一、呋喃、噻吩、吡咯的结构： 环上五个杂原子相互用SP2轨道形成σ—键， 组成一个五元环。环上碳原子P轨道上有一个电 子。杂原子P轨道上有两个电子，五根P轨道形 成一个富电子的Π5 6键。据Huckel规则有芳香性。 （不过芳香性不如苯，特别是呋喃的芳香性最 小）。由于环上电子云密度比苯高，所以易进 行亲电取代。 §18.2五元杂环化合物
呋喃、噻吩、吡咯的性质 1、物理性质: 呋喃存在于松木焦油中,是无色有氯仿气 味的液体。噻吩与苯共存于煤焦油中,是无色 有特殊气味的液体。吡咯存在于煤焦油或骨焦 油中,是无色有苯胺气味的液体。 2、化学性质: 1>、亲电取代:反应活性比苯高,一般的亲 电取代主要发生在2号位上或2,5两号位上
二、呋喃、噻吩、吡咯的性质： 1、物理性质： 呋喃存在于松木焦油中，是无色有氯仿气 味的液体。噻吩与苯共存于煤焦油中，是无色 有特殊气味的液体。吡咯存在于煤焦油或骨焦 油中，是无色有苯胺气味的液体。 2、化学性质： 1>、亲电取代：反应活性比苯高，一般的亲 电取代主要发生在2号位上或2，5两号位上
Br. B SO3 so3h CH COONO NO (CH3 CO)2O COCH
O O O O O –Br –SO3H –NO2 –COCH3 (CH3CO)2O CH3COONO2 N SO3 Br2
Br2/HAc B 95%HSO 4 ILSO,H CH COONO NO (CH3 CO)2O COCH
–Br –SO3H –NO2 –COCH3 (CH3CO)2O CH3COONO2 Br2 / HAc S S S S S 95%H2SO4
Br,/EtOH B SO3 SO3H CH COONO NO+ I INO2 H H (CH3 CO)2O COCH
–Br –SO3H –NO2 –COCH3 (CH3CO)2O CH3COONO2 N SO3 N H N H N H N H N H Br2 / EtOH –NO2 N H +
2>、加成反应: 催化剂 呋喃还可进行 Diels-Alder反应,如:与顺 丁烯二酸酐作用 3>、吡咯的弱酸弱碱性: 吡咯因N原子上的P电子参与共扼,N 上的电子云密度降低,所以碱性比苯胺弱。 另一方面,N上的H可以离解,所以有弱酸 性。其酸性比酚弱。如:
2>、加成反应： 呋喃还可进行Diels—Alder反应，如：与顺 丁烯二酸酐作用。 3>、吡咯的弱酸弱碱性： 吡咯因N原子上的P电子参与共扼，N 上的电子云密度降低，所以碱性比苯胺弱。 另一方面，N上的H可以离解，所以有弱酸 性。其酸性比酚弱。如： X X X H2 催化剂