《芳香杂环化合物》PPT课件.ppt

第十四章 芳香杂环化合物,（aromatic heterocycles),【内容提要】,第一节 芳香杂环化合物的分类与命名,第二节 芳香六元杂环,一、吡啶的结构,二、吡啶的性质,三、嘧啶及其衍生物,四、咪唑的结构,第四节 稠杂环化合物,第三节 芳香五元杂环,一、吡咯、呋喃和噻吩的结构,二、吡咯、呋喃和噻吩的性质,三、吡咯衍生物,前几章所学的内酰胺、内酯、环醚等，它们易发生开环反应，其理化性质与链状化合物相似，不列入杂环化合物。本章主要讨论的是环较为稳定，且具有芳香性的杂环化合物。,前言：,在环状有机化合物中，成环的原子除了碳原子之外，还含有杂原子的化合物称为杂环化合物(heterocyclic compounds)。,第一节 芳香杂环化合物的分类与命名,1、杂环化合物的分类,按杂原子数目分为一个、两个或多个杂原子的杂环；按环的形式分为单环和稠环两类，单环又可分为五元杂环和六元杂环。,2、杂环化合物的命名,（1）命名较复杂，常采用音译法： 在同音汉字左边 + 口字。,（2）杂环及环上取代基的编号：,A、 母体杂环的编号：杂原子的编号为“1”。杂原子邻位的碳原子也可依次用、编号。,B、当环上有两个或两个以上相同杂原子，要使杂原子编号最小；含不同杂原子时，按OSN的次序编号。从含有氢的杂原子开始编号。,稠杂环的编号一般与稠环芳烃相同，但有 例外，如,命名下列化合物,第二节 芳香六元杂环,一、吡啶的结构,环中的五个碳原子和一个氮原子均以sp2杂化轨道相互重叠形成键，每个原子提供一个p轨道相互平行形成大键。,符合Hckel规则，具有芳香性。由于N的电负性较强，电子云密度分布不均匀。,二、吡啶的性质,1、水溶性,与水互溶，引入的羟基或氨基的数目越多水溶性越低。（氢键缔合）,2、碱性,较苯胺强，比氨和脂肪氨弱，与无机酸生成盐。,3、亲电取代与亲核取代反应,吡啶环上碳原子的电子云密度较苯低，亲电取代反应较难，主要进入位。,较易进行亲核取代反应，主要生成位取代产物。,环上有较易离去的基团，弱亲核试剂就能反应。,4、吡啶类化合物侧链氧化反应,环上连有烷基侧链时，侧链可被氧化成羧酸。,5、还原反应,（六氢吡啶）,六氢吡啶又称哌啶，性质与脂肪族伯胺相似，碱性较吡啶强，与水互溶。,三、嘧啶及其衍生物,嘧啶是无色固体，熔点22，易溶于水，具有弱碱性（比苯胺还弱）。,环上电子云密度比吡啶还低，亲电取代反应更困难。,衍生物：,酮,烯醇,第三节 芳香五元杂环,一、吡咯、呋喃和噻吩的结构,每个原子都是sp2杂化，杂原子提供两个电子形成六电子大键，符合Hckel规则，具有芳香性，但比苯弱。（由于杂原子N、O、S电负性比碳大，环上电子云密度不均匀）,杂环上的电子密度比苯环大，容易进行亲电取代。,二、吡咯、呋喃和噻吩的性质,1、吡咯的酸碱性,吡咯氮上的孤电子对参与共轭，故碱性极弱，表现出弱酸性。,2、亲电取代反应,是吡咯、呋喃和噻吩的典型反应，主要发生在位。,吡咯和呋喃遇强酸时，杂原子质子化，使大键破坏，因此硝化和磺化时需用较温和的非质子型试剂。,三、吡咯衍生物(生物活性),卟吩,血红素,三、咪唑的结构,咪唑1位氮提供两个电子，3位氮提供一个电子，形成形成六电子大键，符合Hckel规则，具有芳香性。,碱性比吡咯强（3位氮的孤电子对未参加共轭），水溶度也较吡咯大。,咪唑存在互变异构。,既是质子供体又是受体,第四节 稠杂环化合物,嘌呤为白色固体，熔点216217，易溶于水，水溶液呈中性，能分