杂环化合物详解

杂环化合物详解演示文稿当前1页，总共41页。优选杂环化合物当前2页，总共41页。在环上含有杂原子(非碳原子)的有机物称为杂环化合物。杂环化合物的简介1.

脂杂环—没有芳香特征的杂环化合物当前3页，总共41页。2.芳杂环—具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环本章介绍的是具有不同芳香性的杂环化合物(简称芳杂化合物)连续共轭共平面4n＋2电子亲电取代不易加成当前4页，总共41页。17.1杂环化合物的分类和命名按骨架分类：五元杂环、六元杂环；单杂环和稠杂环。1.音译名（同音汉字加“口”字旁）当前5页，总共41页。2.

当作碳环芳香化合物的衍生，如：当前6页，总共41页。3.

环上原子的编号顺序

①从杂原子开始1,2,3,4…或用α,β,γ,δ…编号;2,5-二甲基呋喃α,α'-二甲基呋喃3-甲基噻吩β-甲基噻吩2-呋喃甲醛α-呋喃甲醛2-乙酰基吡咯α-乙酰基吡咯3-吡啶甲酸β-吡啶甲酸2-乙酰基吲哚α-乙酰基吲哚当前7页，总共41页。②不止一个杂原子，按O，S，N顺序编号；使杂原子位次之和最小5-甲基噻唑当前8页，总共41页。3-甲基-1-苯基-5-吡唑酮4-甲基咪唑③含有两个或以上的相同杂原子的单杂环衍生物，编号从连有取代基(或氢原子)的那个杂原子开始，顺序定位，使另一个杂原子的位次保持最小：1,2,3-三氮唑1,2,5-三氮唑当前9页，总共41页。17.2杂环化合物的结构与芳香性吡咯X=O,S(1)五元杂环：闭合共平面的、连续共轭、五中心六电子当前10页，总共41页。饱和化合物C－C：0.154nm；C＝C：0.133nm；C－O：0.143nm；C－N：0.147nm；C－S：0.182nm；离域能呋喃：67kJ/mol；吡咯：88kJ/mol；噻吩：117kJ/mol。键长、离域能、1HNMR当前11页，总共41页。总结：呋喃、噻吩、吡咯分子中所有的原子共平面；体系中含有6个π电子，符合休克尔4n+2规则，所以它们都具有一定的芳香性,可以发生亲电取代反应；由于环上的5个原子共享6个π电子，电子云密度比苯环大，发生亲电取代反应的速度也比苯快得多。当前12页，总共41页。呋喃、噻吩、吡咯的亲电取代反应*1

取代反应主要发生在α-C上；+C效应为主，环上电子密度比苯大，称为多π芳杂环；亲电取代反应活性比苯高；亲电取代多发生在α-位。当前13页，总共41页。*3

吡咯、呋喃对酸及氧化剂比较敏感，选择试剂要注意；*4

噻吩、吡咯的芳香性较强，所以易取代而不易加成；呋喃的芳香性较弱，虽然也能与大多数亲电试剂发生亲电取代，但在强亲核试剂存在下，能发生亲核加成。①电子密度

②σ-络合物吸电子诱导：O(3.5)>N(3.0)>S(2.6)给电子共轭：N>O>S综合：N贡献电子最多，O其次，S最少*2

亲电取代反应的活性顺序为：离域能呋喃：67kJ/mol；吡咯：88kJ/mol；噻吩：117kJ/mol当前14页，总共41页。下列化合物哪些具有芳香性？当前15页，总共41页。17.3五元杂环化合物17.3.1呋喃存在于松木焦油中，为无色液体，难溶于水，易溶于有机溶剂。松木反应，用于鉴定呋喃的存在。显绿色当前16页，总共41页。(1)呋喃的制备α-呋喃甲醛的催化脱羰；α-呋喃甲酸的催化脱羧。当前17页，总共41页。(2)呋喃的化学性质亲电取代当前18页，总共41页。加成反应Diels-Alder反应，[4+2]催化加氢当前19页，总共41页。17.3.2糠醛可用来检验糠醛；糠醛可发生银镜反应。制法：当前20页，总共41页。当前21页，总共41页。17.3.3噻吩噻吩的制法：用于噻吩的检验当前22页，总共41页。噻吩的性质：不能发生[4+2]反应；不能氧化成砜和亚砜。当前23页，总共41页。17.3.4吡咯吡咯的制法：用于检验吡咯及其低级同系物的存在显红色当前24页，总共41页。吡咯的性质：(A)弱酸性当前25页，总共41页。(B)取代反应当前26页，总共41页。卟吩血红素叶绿素A当前27页，总共41页。补充：五元杂环上取代基的定位效应α-位上有取代基时，吡咯、噻吩的定位效应一致，情况如下：α-取代呋喃在强亲电试剂的作用下易发生2,5-加成反应：Z=NH,S当前28页，总共41页。β-位上有取代基时，呋喃、吡咯、噻吩的定位效应一致。当前29页，总共41页。17.3.5吲哚吲哚异吲哚当前30页，总共41页。费歇尔(Fischer)合成法醛、酮、酮酸、酮酸酯与芳肼在路易斯酸催化下加热。当前31页，总共41页。当前32页，总共41页。吲哚亲电取代反应定位规律当前33页，总共41页。17.3.5噻唑、吡唑及其衍生物弱碱性；电子密度比噻吩低，不易发生亲电取代弱碱性；电子密度比吡咯低，还可以发生亲电取代当前34页，总共41页。17.4六元杂环化合物饱和化合物C－C：0.154nm；C＝C：0.134nm；C－N：0.147nm；C＝N：0.128nm；电子云密度比苯环小，发生亲电取代反应的速度也比苯慢。吡啶当前35页，总共41页。-I效应，环上电子密度比苯小，称为缺π芳杂环；亲电取代反应活性比苯低；亲电取代多发生在β-位；容易在α-位发生亲核取代反应。当前36页，总共41页。(A)碱性当前