芳香杂环化合物

1、会计学1芳香杂环化合物芳香杂环化合物第1页/共26页NNNO吡啶吡啶吡喃吡喃嘧啶嘧啶六六 元元 杂杂 环环NNNN哒嗪哒嗪吡嗪吡嗪第2页/共26页NNNNNH稠稠 杂杂 环环喹啉喹啉嘌呤嘌呤NNH异喹啉异喹啉吲哚吲哚第3页/共26页OCH3 2甲基呋喃甲基呋喃（甲基呋喃甲基呋喃）NCH2CH3 4乙基吡啶乙基吡啶（乙基吡啶乙基吡啶）含取代基杂环的命名含取代基杂环的命名 编号原则编号原则 从杂原子开始编号，并尽可能使取代基的位次较小从杂原子开始编号，并尽可能使取代基的位次较小。或将其邻位编为或将其邻位编为位，其次为位，其次为位位.NHNO2 3硝基吡咯硝基吡咯（硝基吡咯硝基吡咯）第4页/共26页

2、环上有两相同杂原子环上有两相同杂原子, , 则从带取代基则从带取代基( (或或H)H)的杂原子的杂原子开始编号，并使另一杂原子编号尽可能小。开始编号，并使另一杂原子编号尽可能小。NNHCH34甲基咪唑甲基咪唑NNCH34甲基嘧啶甲基嘧啶第5页/共26页5甲基噻唑甲基噻唑6氨基嘌呤氨基嘌呤（腺嘌呤）（腺嘌呤）NNNNHNH2123456789不同杂原子，以不同杂原子，以OSNOSN为序，使杂原子编号最小为序，使杂原子编号最小。SNH3C特殊编号特殊编号第6页/共26页1 六个原子共平面，都为六个原子共平面，都为SP2杂化，形成环状共轭体系。杂化，形成环状共轭体系。2 电子数电子数=6=6，有芳香

3、性，有芳香性，亲电取代反应比苯难，通常发生在，亲电取代反应比苯难，通常发生在位。位。3 氮原子上孤对电子易接受质子，具有弱碱性，其碱性比苯胺强，比氨弱。氮原子上孤对电子易接受质子，具有弱碱性，其碱性比苯胺强，比氨弱。第二节第二节 芳香六元杂环芳香六元杂环一一 吡啶的结构吡啶的结构第7页/共26页二二 吡啶的性质吡啶的性质（一）水溶性（一）水溶性1 1 吡啶的氮原子可与水形成氢键，因此吡啶能与水互溶。吡啶的氮原子可与水形成氢键，因此吡啶能与水互溶。2 2 吡啶环上引入羟基和氨基后，吡啶分子间以氢键缔合，阻碍了吡啶与水分吡啶环上引入羟基和氨基后，吡啶分子间以氢键缔合，阻碍了吡啶与水分子的缔合，水溶

4、性降低。子的缔合，水溶性降低。第8页/共26页（二）碱性（二）碱性（三）亲电取代与亲核取代反应（三）亲电取代与亲核取代反应1 亲电取代亲电取代N N0 0. .8 85 50 0. .9 95 50 0. .8 82 2吡啶的亲电取吡啶的亲电取代反应都发生代反应都发生在在位！位！第9页/共26页第10页/共26页2 亲核取代亲核取代反应发生在反应发生在-位位第11页/共26页（四）吡啶类化合物侧链氧化反应（四）吡啶类化合物侧链氧化反应（五）吡啶的还原（五）吡啶的还原第12页/共26页三三 嘧啶及基衍生物嘧啶及基衍生物NN1 1 嘧啶无色固体，易溶于水，弱碱性。嘧啶无色固体，易溶于水，弱碱性。2

5、 2 嘧啶是含有嘧啶是含有2 2个个N N原子的六元杂环，环上电子原子的六元杂环，环上电子云密度比吡啶低，亲电取代反应困难。云密度比吡啶低，亲电取代反应困难。第13页/共26页嘧啶衍生物胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶嘧啶衍生物胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶 尿嘧啶酮式和烯醇式互变异构尿嘧啶酮式和烯醇式互变异构 第14页/共26页1 1 成环原子都是成环原子都是SPSP2 2杂化，形成环状共轭体系。杂化，形成环状共轭体系。2 2 电子数电子数=6=6，有芳香性。，有芳香性。3 3 电子云非均匀分布，杂环稳定性不如苯。电子云非均匀分布，杂环稳定性不如苯。 环上电子云密度比苯环大，亲电取环上电子云密度比苯环大，

6、亲电取代比苯容易，通常发生在代比苯容易，通常发生在位。位。一一 吡咯、呋喃和噻吩的结构吡咯、呋喃和噻吩的结构第三节第三节 芳香五元杂环芳香五元杂环第15页/共26页NHNNH2NH3pKb 13.6 9.3 8.8 4.75从从pKb数据得知，碱性大小为：氨气吡啶苯胺吡咯数据得知，碱性大小为：氨气吡啶苯胺吡咯。二二 吡咯、呋喃和噻吩的性质吡咯、呋喃和噻吩的性质（一）吡咯的酸碱性（一）吡咯的酸碱性第16页/共26页（二）亲电取代反应（二）亲电取代反应第17页/共26页三三 吡咯衍生物吡咯衍生物血红素与蛋白质结合成血红蛋白，在人体内起到输送氧作用。血红素与蛋白质结合成血红蛋白，在人体内起到输送氧作

7、用。NHNNHN卟吩卟吩NNNNFe2+CHCH2CH3CHCH2H3CH3CCH2CH2COOHCH2CH2COOHCH3血红素血红素第18页/共26页所有原子都为所有原子都为SP2杂化，与杂化，与1位杂原子不同的是，位杂原子不同的是，2位和位和3位位杂原子的杂原子的P轨道中有一个单电子参与共轭体系，而轨道中有一个单电子参与共轭体系，而1位杂原子位杂原子P轨道中有一对电轨道中有一对电子参与共轭体系，子参与共轭体系，共轭体系有六个共轭体系有六个P电子，因此，具有一定芳电子，因此，具有一定芳香性。香性。四四 噻唑、吡唑和咪唑的结构噻唑、吡唑和咪唑的结构第19页/共26页咪唑及其衍生物咪唑及其衍生

8、物咪唑环中咪唑环中NH上的上的H可移至另一个可移至另一个N原子上，所以能发生互变异构现象。原子上，所以能发生互变异构现象。4甲基咪唑和甲基咪唑和5甲基咪唑是两个互变异构体。甲基咪唑是两个互变异构体。第20页/共26页第四节第四节 稠杂环化合物稠杂环化合物嘌呤是由嘧啶和咪唑稠合而成。嘌呤的重要衍生物是腺嘌呤和鸟嘌呤，它们是嘌呤是由嘧啶和咪唑稠合而成。嘌呤的重要衍生物是腺嘌呤和鸟嘌呤，它们是核酸重要组成部分。核酸重要组成部分。NNNNH嘌呤嘌呤第21页/共26页NNNO吡啶吡啶吡喃吡喃嘧啶嘧啶六六 元元 杂杂 环环NNNN哒嗪哒嗪吡嗪吡嗪第22页/共26页三三 嘧啶及基衍生物嘧啶及基衍生物NN1

9、1 嘧啶无色固体，易溶于水，弱碱性。嘧啶无色固体，易溶于水，弱碱性。2 2 嘧啶是含有嘧啶是含有2 2个个N N原子的六元杂环，环上电子原子的六元杂环，环上电子云密度比吡啶低，亲电取代反应困难。云密度比吡啶低，亲电取代反应困难。第23页/共26页1 1 成环原子都是成环原子都是SPSP2 2杂化，形成环状共轭体系。杂化，形成环状共轭体系。2 2 电子数电子数=6=6，有芳香性。，有芳香性。3 3 电子云非均匀分布，杂环稳定性不如苯。电子云非均匀分布，杂环稳定性不如苯。 环上电子云密度比苯环大，亲电取环上电子云密度比苯环大，亲电取代比苯容易，通常发生在代比苯容易，通常发生在位。位。一一 吡咯、呋喃和噻吩的结构吡咯、呋喃和噻吩的结构第三节第三节 芳香五元杂环芳香五元杂环第24页/共26页NHNNH2NH3pKb 13.6 9.3 8.8 4.75从从pKb数据得知，碱性大小为：氨气吡啶苯胺吡咯数据得知，碱性大小为：氨气吡啶苯胺吡咯。二二 吡咯、呋喃和噻吩的性质吡咯、呋喃和噻吩的性质（一）吡咯的酸碱性（一）吡咯的酸碱性第