有机化学第二十章

Chap.20杂环化合物授课教师：陈静蓉整理ppt20.1杂环化合物的分类和命名杂环：单杂环：（五元杂环和六元杂环）稠杂环：（苯环与单杂环或由两个以上 单杂环稠并而成）命名：音译法（带“口”旁的同音汉字）编号：（杂环上有取代基时），从杂原子算起 依次用1，2，3，4，5…编号。（α，β， γ…则从杂原子相邻的碳原子依次编号）如杂环上不止一个杂原子时，则从O、S、 N顺序编号。编号时杂原子的位次数字之 和应最小整理ppt20.2五元杂环化合物一、吡咯、呋喃和噻吩的结构54312α’βαβ’呋喃吡咯噻吩杂原子（O、S、N）杂化态均为sp2杂化二、吡咯、呋喃和噻吩的性质物理性质偶极矩：整理ppt2.光谱性质1HNMR：δH~7芳香性比较：苯>噻吩>吡咯>呋喃判据：一般来说，杂原子与碳原子的电负性 越接近，其相应的五元芳香杂环的芳香 性越强，其共轭能也越大。

SNOC电负性：2.53.03.52.5芳香性：噻吩>吡咯>呋喃共轭能：苯>噻吩>吡咯>呋喃

KJ.mol-150

121.188.766.1整理ppt3.化学性质（1）亲电取代反应（以α取代为主）(Z=O,NH,S)其π电子云密度比苯大，故比苯容易亲电取代α-取代：整理pptβ-取代*亲电取代反应的活性顺序：吡咯>呋喃>噻吩>苯（2）加成反应（催化加氢、狄—阿反应）共轭二烯性：呋喃>吡咯>噻吩（3）吡咯的弱碱性和弱酸性

弱碱性：由于N上未共用电子参与环的共 轭，碱性极弱，弱于苯胺整理ppt弱酸性：1.81D+KOH（固）+K+NH2-或可合成吡咯衍生物+RMgX整理ppt三、糠醛（α-呋喃甲醛）（对比）整理ppt20.3吲哚7654321化学性质氮原子上H的弱酸性：可被金属取代(如RMgX)亲电取代反应在3-位进行，若3-位被占，则进入2-位，在强酸溶液中，亲电取代在5-进行20.5吡啶一、结构654321整理ppt二、物理性质偶极矩b.p1HNMR三、化学性质1.弱碱性与亲核性由于孤电子对在sp2杂化轨道中，孤电子对的s成分高，不易给出电子，接受质子的能力弱，为弱碱。整理ppt2.吡啶环上的亲电取代吡咯、呋喃、噻吩为富电子芳杂环，故比苯容易亲电取代吡啶（N吸电子能力较强），为缺电子芳杂环，故比苯难亲电取代，和硝基苯相似*亲电取代反应主要在3-位（β-位）发生；*只有在极强的条件下才能发生硝化、磺化及卤化反应。但不发生F-C烷基化、酰化反应；*吡啶环上有烷氧基，氨基等给电子基时，有助于亲电取代反应的进行，但反应活性仍低于相应的苯系化合物；整理ppt*氧化吡啶的亲电取代比吡啶容易进行，取代基进入4-位，产物可用PCl3脱氧得到4-硝基吡啶。3.氧化还原反应（1）吡啶环对氧化剂稳定（对氧化作用比苯环更稳定）进一步说明吡啶环电子密度低，为缺电子芳环整理ppt（2）吡啶为3O胺，易被过氧化物（如过氧酸或过氧化氢的醋酸溶液）氧化成氧化物（3）还原反应：吡啶对还原剂比苯环活泼整理ppt4.吡啶环上的亲核取代反应吡啶环由于电子密度低，易与Nu-发生亲核取代，取代在α-位发生若两个α-位已有基团，则发生在γ-位20.6喹啉和异喹啉一、结构二、化学性质弱碱性2.亲电取代（类似于硝基萘）87654321整理ppt8765432