第章杂环化合物

有机化学OrganicChemistry1第10章杂环化合物

成环原子除碳以外，还有其它如O、N、S、P等杂原子的环状化合物，统称为杂环化合物。本章讨论的就是那些环为平面型，环内π电子数符合4n+2规则，具有一定芳香性的芳杂环化合物。2

杂环化合物的分类：3杂环化合物的命名：1.音译法：2.杂环及环上取代基的编号：在同音汉字左边+口字。(1)母体杂环的编号：杂原子的编号为“1”。4当环上有不同杂原子时，按O→S→N的次序编号。若环上连有不同的取代基，其编号按次序规则和最低系列。如：杂原子邻位的碳原子也可依次用α、β、γ…编号。510.1杂环化合物结构与芳香性10.1.1五元杂环化合物的芳香性6

五元杂环化合物具有芳香性的另一个标志就是环上的氢受离域电子环流的影响，其核磁共振信号都出现在低场区。α-H由于受杂原子吸电子诱导效应的影响，其δ值较大。7

1.五元杂环化合物具有芳香性的杂环与苯环的异同点(1)由此可见，苯分子中的键长完全平均化，而五元杂环化合物分子中的键长只是有一定程度的平均化。因此，五元杂环化合物的芳香性比苯差。其芳香性次序是：离域能：150.51178867kj/mol8

(2)五元杂环化合物是富电子体系，而苯环为等电子体系，故环上的电子云密度比苯高，其亲电取代反应比苯容易，尤其易发生在α-位。杂原子的存在相当于在环上引入了―NH2、―OH、―SH等活化基团而使环活化，故进行亲电取代反应的活泼顺序是：

2.六元杂环化合物

吡啶环的键长也发生了较大程度的平均化，C―C键虽与苯相似，但C―N键变化很大，因此，其芳香性9也比苯差。吡啶和苯虽然都属等电子体系，但因氮原子的电负性较大，从而使环上的电子云密度降低，故其亲电取代反应性能不但比苯差，且亲电取代反应发生在电子云密度较高的β-位。这一特性很类似于硝基苯。综上所述，五元、六元杂环化合物虽然都具有芳香性，但其环上的电子云的密度是不同的，其电子云密度由高到低的顺序是：1010.4五元杂环化合物的化学性质一、亲电取代反应

五元杂环化合物进行亲电取代反应的特点是：使用较为温和的试剂或反应条件。五元杂环化合物亲电取代反应发生在α-位可用共振11论解释：由此可见，进攻2–位所形成的共振杂化体比进攻3–位所形成的共振杂化体稳定。1210.4.2呋喃和糠醛呋喃为无色液体，难溶于水而易溶于有机溶剂，b.p为32℃。尽管呋喃在较温和的条件下就可发生亲电取代反应，但因其芳香性较弱，呋喃及其衍生物容易进行Diles-Alder反应和一般的亲电加成反应。如：13呋喃在Ni催化下，易于加氢生成四氢呋喃——良好的溶剂和重要的有机合成原料。呋喃甲醛又称糠醛，是呋喃的重要衍生物。糠醛的化学性质与苯甲醛类似，可发生Cannizzaro反应、与含α-H的醛或酮的交错缩合反应等。糠醛是良好的溶剂和重要的有机合成原料。1410.4.4吡咯和吲哚吡咯为无色油状液体，b.p131℃，微溶于水，易溶于有机溶剂。吡咯的酸碱性：由于氮上的未共用电子对参与了共轭体系，难以与H+结合，故基本不显碱性(pkb=13.6)。15然而孙，由口于氮职原子池的吸葬电子伴作用鸣，使俱得吡呈咯会召显示置出一定奔的酸静性，污但其况酸性怖较弱武，需巨在强芽碱下岛方可尾成盐伶。吡咯索环不案如苯强环稳框定，猾易被计氧化漠。吡咯迷容易臭发生真亲电吊取代非反应葡，其钥反应黄活性章与苯树胺类另似。菊如：16吲哚练系由谨苯环针和吡舰咯环吹稠并叙而成言，故滋又称习苯并摔吡咯持。吲哚托仍具刊有芳或香性上，其碗亲电霞取代伙反应剑的活应性比蔽苯高键，但比疫吡咯脂低。吲哚鹿亲电肠取代尘反应欲发生劲在什泳么位嫂置？1710率.5六元坟杂环竭化合佩物的辰化学血性质10趴.5牺.1吡啶前的化腐学性油质1.碱性艇与成谢盐：18吡啶恐环上递有供叛电子伏基时仆将使阔碱性夕增强辱。如陵：pka5.械17瞎5息.7耗9攻5.银68笼6.校0219吡啶粪既然说是一悠个碱军，遇杜酸便姜形成树稳定班的盐师。如果垒用非鞠质子遣的硝序化试村剂、通磺化今试剂胸，或洒用卤监素、炎卤代烷锁、酰岛氯与就吡啶柄环进融行反桌应，百也将赤形成域相应盲的吡纪啶盐和：20如前所述撑，吡速啶的胸亲电友取代挺反应扇比较央困难近，需蕉在较娇强的条狸件下赢方可购发生牌，且姻发生烧在β-位。2.吡啶拌环上瓜的亲侨电取陶代反循应21吡啶移环也想象硝由基苯趣一样疑，不么能发遇生F―剃C烷基凡化和龟酰基化聚反应回。吡啶骂的亲瞧电取播代反另应所拍以发挨生在β-位，庭除用遥电子乐理论解誓释外臭，还葱可以喉用中顶间体潮的稳仁定性材加以肝说明遥：223.吡啶沿环上锈的亲框核取吊代反恒应吡啶臂环的柿亲核宫取代细反应呢主要霉发生申在α-位和γ-位，扬被取代先的可戒以是则氢原岗子，妖也可贪以是解易于券离去弊的基里团。电如：2310钥.5冻.2喹啉喹啉础在常朗温下湾为无虑色油声状液固体，b.黎p孝23割8℃。与吡棉啶相似然，具感有弱栗碱性(pkb=9停.1邻5)。喹啉锋的许畜多衍践生物缝在医梳药上具亡有重吸要意劈燕义，匪特别狱是抗才疟类茎药物茫。