《有机化学》课件￥15杂环化合物

1、芳香杂环化合物第十五章中国医科大学化学教研室夏阳本章学习芳杂环(aromatic heterocycte),即具有芳香性的杂环化合物。杂环化合物具有环状结构、且环上的原子除碳外，还含有其它的元素原子的化合物。环中除碳原子以外的其它元素的原子称为杂原子。最常见的杂原子：O、S、N第一节分类和命名一、分类杂环单杂环稠杂环五元杂环六元杂环稠杂环杂环与杂环稠合苯稠杂环苯环与杂环稠合123451234512345五元杂环呋喃(furan)噻吩(thiophene)吡咯(pyrrole)噻唑(thiazole)吡唑(pyrazole)咪唑(imidazole)12345OSNHSN12345NNH1234

2、5NNH123465123465123465六元杂环吡喃(pyran)吡啶(pyridine)嘧啶(pyrimidine)ONNN12345678912345678稠杂环喹啉(quinoline)嘌呤(purine)吲哚(indole)N1765432NHNNNHN二、命名：译音 + “口”字旁。编号：从杂原子开始。如有不同杂原子，按O、S、NH、N的先后顺序编，嘌呤特殊编。含一个杂原子时，有时用希腊字母，靠近杂原子的为位，其次为位。2-氯吡咯2-呋喃甲醛5-嘧啶甲酸 NCH2CH2CH3324561OCH341352NCH2CH32456132-甲基呋喃 3-乙基吡啶 4-丙基吡啶 NHCl

3、OCHONNHOOC6-氨基嘌呤 （A）NNNNHNH2123456789第二节六元杂环化合物123465123465123465六元杂环吡喃(pyran)吡啶(pyridine)嘧啶(pyrimidine)ONNN环上碳原子和氮原子都以sp2杂化轨道重叠形成键，各有一个电子的p轨道相互重叠，形成一个闭合的共轭体系。一、吡啶的结构与性质CCHCHNHCCHH孤对电子（一）结构N（二）性质因氮原子上的孤对电子不参与共轭，故碱性比吡咯强，甚至比苯胺还强。N+HClN.HCl1、碱性2、亲电取代反应因氮原子的电负性比碳大，故亲电取代反应比苯难。取代基进入位。N+Br23000 CNBr+HBr123

4、465二、嘧啶及其衍生物嘧啶胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）胸腺嘧啶（T）2-氧-4-氨基嘧啶2，4-二氧嘧啶5-甲基-2，4-二氧嘧啶NN123465NNONH2HNNOOHHNNOOHHCH3第三节五元杂环化合物五元杂环123451234512345呋喃(furan)噻吩(thiophene)吡咯(pyrrole)噻唑(thiazole)吡唑(pyrazole)咪唑(imidazole)12345OSNHSN12345NNH12345NNH吡咯的结构与性质CCCHHNHCHH（一）结构NH所有成环原子都以sp2杂化轨道重叠形成键。碳原子未参与杂化的p轨道只有一个电子，氮原子的p轨道中有两个孤电子，

5、 p轨道相互平行重叠，形成闭合的共轭体系。电子数为6，具有芳香性。其他五元杂环也有类似的结构。其稳定性的顺序： 苯 噻吩 吡咯 呋喃。 （二）性质因氮原子上的孤对电子参与共轭，所以具有很弱的碱性和酸性。NaOH+ H2ONNa1、酸碱性NH2、亲电取代因环的电子云密度比苯大，故比苯活泼。取代基进入位。NH+SO3NHSO3H吡啶- 吡咯磺酸其他五元杂环也能进行卤代、硝化、磺化等亲电取代反应。反应活性：吡咯 呋喃 噻吩 苯。第四节稠杂环化合物稠杂环12345678912345678喹啉(quinoline)嘌呤(purine)吲哚(indole)N1765432NHNNNHNNNNHN嘌呤及其衍生物嘌呤由嘧啶和咪唑稠合而成。在水溶液中发生互变异构，平衡偏向于9H形式。123456789NNNNHNNNNH1234567891234567899H-嘌呤(生物体) 7H-嘌呤(药物)嘌呤的衍生物腺嘌呤和鸟嘌呤是核酸的碱基。腺嘌呤（A）6-氨基嘌呤鸟嘌呤（G）2-氨基-6-羟基嘌呤NNNNHOHNH2NNNNHNH2咖啡因1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌呤(coffeine)NNNNOOCH3CH3CH3磺胺类药物磺胺类药物 (sulfa drug) 是一类重要的抗菌药物。对氨基苯磺酰胺 ( 简称磺胺, sul