有机化学精品课件——杂环化合物

1、1，杂环化合物，(杂环化合物)，2，定义：杂环化合物是构成环的原子除了碳原子以外还有其他原子的环状有机化合物。碳原子以外的原子称为杂原子，常见的杂原子有氧、硫、氮等。定向杂环： (吡咯、吡啶、喹啉等)郑智薰定向杂环： (四氢呋喃、四氢氟烷、六氢吡啶等)，分类：性质与相应的开环化合物非常相似，不被认为是杂环化合物。林内酯、林酸、林酰胺、林醚、林酰胺等。3，3，编号从杂原子反应堆依次编号为1，2，3，4，5。(使用，在与杂原子相邻的碳原子上按顺序编号的情况下)，如果有其他种类的杂原子，则按照O，S，N的顺序从小到大进行编号，这样杂原子就可以有尽可能低的编号。6，5-乙基噻唑2-甲基-5-苯基恶唑4

2、，5-二甲基嘧啶，2-呋喃甲醛3-吡啶甲酸4-氨基吡啶，7，1，结构呋喃吡咯噻吩杂原子(o，s，)4n 2 p电子具有方向性，8，2，吡咯，呋喃，噻吩的物理特性1，光谱特性1 HNMR: H72，方向性比较：苯噻吩吡咯呋喃的电负性影响：一般来说，杂原子和碳原子的电负性越近，相应的五元芳香杂环的方向性就越强元素S N O C电负性10亲电替代反应相对活性，吡咯烷-噻吩-苯，苯环中的6个原子都提供6个电子，吡咯、呋喃、噻吩的杂原子提供1对电子5个原子全部6个电子，电子云密度大于苯，因此亲电替代反应活性大于苯。吸入电子诱导效应：O(3.5)N(3.0)S(2.5)电子共轭效应：NOS(S的3p轨道和

3、C的2p轨道共轭相对较差)合成：N对环贡献的电子最多，黄奕最小。，I .电子云密度，11，ii。中间体的稳定性分析，比较：苯的亲电替换，八角满足(稳定)，八角满足渡边杏(不稳定)，12，-替换，-；硝化：HNO3/H2SO4磺化：H2SO4，用温和试剂替代，14，(1噻吩也是硫酸磺化(活性，稳定)，应用：从苯或甲苯中去除噻吩，18， 两个谐振式进气电子不稳定，两个谐振式进气电子不起作用，三个谐振式推进电子不稳定，稳定，最不稳定，最稳定，24，(iii) b位有电磁，三个谐振式推进电子，最稳定，25，(IV) 羰基还原为甲基的方法，链烃、酮的合成方法，28，(2) Diels-alder反应(共

4、轭二烯性质)合成相中更多地应用环戊烯衍生物。 呋喃的方向性很小。30，呋喃酸性开环机制：31，(II)呋喃的加成反应(呋喃的共轭二烯特性)，如与AcONO2的反应吡咯碱性比苯胺弱，但还原的四氢吡咯的碱性比吡咯的碱性强得多。吡咯的质子化发生在环(主要在A上)，正电荷在多个原子，35，(2)吡咯在酸性条件下聚合，聚合机制3360，36，(3)，与重氮盐结合，39，几种类似的反应(酚类的反应)，40，呋喃，吡咯，噻吩环的制备方法经常以1，4-二羰基化合物为原料。5 .呋喃、吡咯、噻吩环的提法，41，吡咯环也是用knorr合成法合成的，该方法是-氨基酮和-二羰基化合物(如-酮酸酯)引起的缩合反应。，-

5、氨基酮和-二羰基化合物，42，呋喃的衍生物，糠醛，43，2节包含两个杂原子的五元杂环，环包含两个杂原子，称为氮唑，根据杂原子的位置，1，2-杂环化合物包含徐璐其他杂原子时，按氧、硫、氮的顺序编号，使杂原子的编号最小。1，2-唑，1，3-唑，异恶唑异噻唑吡唑，恶唑咪唑，44，咪唑的分子结构，45，恶唑，异恶唑分子中氧原子的电子吸收效应削弱了氮原子的供电能力，pKa-2 . 03 1 . 3 . 2 . 4 2 . 5 7 . 0，氮原子在SP2杂化轨道中有一对孤电子，具有碱性，但比普通胺弱。因为Sp2比SP3杂化轨道S成分多，接近原子核。46，1，3-和1，2-类似于呋喃、噻吩、吡咯，并可能发生

6、亲电子取代反应，但由于在唑分子中添加了吸引电子的氮原子，环的电子云密度减少，唑的亲电取代比呋喃、噻吩、吡咯反应低1，2-和1，3-的亲电取代反应1，2-均为4-比特，1，3-中多唑环的替代位置也为4-比特，t-唑环的替代位置均为5-比特。48，49，3节包含杂原子的六元芳杂化合物(吡啶)的性质，吡啶的结构，共振能量：23卡/摩尔，SP2轨道，50，叔胺有亲核还是比苯慢？55，吡啶亲电替代反应的活性比苯弱，与硝基苯相似，亲电替代反应总是发生在第三位或第五位(-位)，吡啶环给电子时，亲电替代反应活性提高。吡啶(N电子吸收能力比较强)，电子定向杂环不足，比苯更难亲电替换，类似硝基苯。只有在很强的条件

7、下，才会发生硝化、磺化和卤化反应。但是没有发生F-C烷基化，酰化反应。吡啶环上烷氧基、氨基等给电子时，有助于亲电替代反应的进行，但反应活性仍低于相应的苯化合物。56，(I)吡啶的共振分析，(ii)反应的中间体稳定性分析，A上，不稳定的正电荷在电负性大的原子上，中间体在两个主要共振式，60，吡啶环的亲核取代反应，氧化氢去除或与负氢受体结合，移民片段，亲核加成负氢去除过程，63，(1) NANH2和吡啶的亲核取代反应，机器3360，64，(2机器：a-吡啶酮吡啶的还原和氧化，(1)还原，吡啶环比苯环更容易还原，68，69，5。N-氧化吡啶的性质，(1)亲电性(容易发生亲电试剂和亲电取代，取代第四位)，对比：反应活性不同的替代位置，70，(2)亲核性；(I)，结构上有相似性，邻居负电荷密度高，(1)N-氧化吡啶为共振式72，(3)还原反应，76，6。吡啶2和4位侧链上的反应，吡啶2和4位a氢具有弱酸性，醛和酮的相似性质为亲核性， 从结构特征解释：苯环比吡啶环更活跃，结构类似萘环(5，8位取代容易)，1，喹啉的特性，Chichibabin