13雜環(huán)化合物

1、第十三章第十三章 雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物 雜環(huán)化合物是指由碳原子和氧、硫、氮等雜原子共同組成的，具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物。 本章所要討論的雜環(huán)化合物是環(huán)系比較穩(wěn)定，具有一定芳香性的化合物。 環(huán)醚、內(nèi)酯、內(nèi)酐和內(nèi)酰胺等，不屬雜環(huán)化合物。第一節(jié)第一節(jié) 雜環(huán)化合物的分類和命名雜環(huán)化合物的分類和命名第二節(jié)第二節(jié) 五元雜環(huán)化合物五元雜環(huán)化合物第四節(jié)第四節(jié) 六元雜環(huán)化合物六元雜環(huán)化合物第三節(jié)第三節(jié) 糠醛糠醛第一節(jié)第一節(jié) 雜環(huán)化合物的分類和命名雜環(huán)化合物的分類和命名 一、雜環(huán)化合物的分類一、雜環(huán)化合物的分類五元雜環(huán)六元雜環(huán)。芳環(huán)并雜環(huán)雜環(huán)并雜環(huán)。 根據(jù)環(huán)的形式分類根據(jù)環(huán)中雜原子的數(shù)目分類雜環(huán)單雜環(huán)稠雜環(huán)含一個(gè)雜原

2、子雜環(huán)含兩個(gè)雜原子雜環(huán) 二、雜環(huán)化合物的命名二、雜環(huán)化合物的命名 1.譯音法譯音法 根據(jù)雜環(huán)化合物的英文名稱，選擇帶“口”字偏旁的同音漢字來(lái)命名。 呋喃 噻吩 吡咯 咪唑 噻唑 (furan) (thiophene) (pyrrole) (imidazole) (thiazole)osnhsnnnh吡啶 吡喃 嘧啶 吡嗪 吲哚 (pyridine) (pyran) (pyrimidine) (pyrazine) (indole) nhnonnnnnnsnnnnnh 喹啉 異喹啉 嘌呤 苯并噻唑 (quinoline) (isoquinoline) (purine) (benzothiazole

3、)2.系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法 適用于雜環(huán)衍生物的命名適用于雜環(huán)衍生物的命名 (1) (1) 選母體選母體與芳香族化合物命名原則類似，當(dāng)雜環(huán)上連有r、x、oh、nh2等取代基時(shí)，以雜環(huán)為母體；如果連有cho、cooh、so3h等時(shí)，把雜環(huán)作為取代基 。 (2) (2) 雜環(huán)編號(hào)雜環(huán)編號(hào) 雜環(huán)上連有取代基時(shí)，需要給雜環(huán)編號(hào)，編號(hào)規(guī)則如下。 從雜原子開(kāi)始編號(hào)，雜原子位次為1。當(dāng)環(huán)上只有一個(gè)雜原子時(shí)，也可把與雜原子直接相連的碳原子稱為位，其后依次為位和位。 2-呋喃甲醛（糠醛） 8-羥基喹啉 (-呋喃甲醛) （不叫8-喹啉酚） 12345n678oho12345_cho 若含有多個(gè)相同的雜原子，則從連有

4、氫或取代基的雜原子開(kāi)始編號(hào)，并使其他雜原子的位次盡可能最小。 nnhch3_12345（4-甲基咪唑） 12345_clsn（4-氯噻唑） 若含有不相同的雜原子，按o、s、n的順序編號(hào)。12345678nnnnnhnh2123456789 cooh 某些特殊的稠雜環(huán)，不符合以上編號(hào)規(guī)則，有其特定的編號(hào)。 4-異喹啉甲酸 6-氨基嘌呤（不叫6-嘌呤胺） 當(dāng)當(dāng)n上連有取代基時(shí)，往往用上連有取代基時(shí)，往往用“n”表示取代基的位置。表示取代基的位置。 n_ch3（n-甲基吡啶） 第二節(jié)第二節(jié) 五元雜環(huán)化合物五元雜環(huán)化合物 一、呋喃、噻吩、吡咯的結(jié)構(gòu)一、呋喃、噻吩、吡咯的結(jié)構(gòu) 呋喃、噻吩、吡咯電子數(shù)符合

5、休克爾規(guī)則（4n+2），因此具有芳香性。onhs. . . 在呋喃、噻吩、吡咯分子中，是由5個(gè)原子，6個(gè)電子組成的共軛體系，使環(huán)上碳原子的電子云密度增加，所以稱為富電子芳雜環(huán)或多電子芳雜環(huán)。 另外，吡咯分子中的氮原子上連有一個(gè)氫原子，由于氮原子的p電子參與了環(huán)上共軛，降低了對(duì)這個(gè)氫原子的吸引力，使得氫原子變得比較活潑，具有弱酸性。 電負(fù)性強(qiáng)弱順序是：氧氮硫， 芳香性強(qiáng)弱順序是：苯噻吩吡咯呋喃。呋喃呋喃噻吩噻吩吡咯吡咯 二、呋喃、噻吩、吡咯的性質(zhì)二、呋喃、噻吩、吡咯的性質(zhì) 呋喃存在于松木焦油中，其蒸氣遇到浸過(guò)鹽酸的松木片時(shí)呈綠色綠色，叫做松木片反應(yīng)松木片反應(yīng)。此現(xiàn)象可用來(lái)鑒定呋喃。 噻吩存在于煤

6、焦油的粗苯及石油中，在濃硫酸存在下，與靛紅一同加熱顯示藍(lán)色藍(lán)色，反應(yīng)靈敏。可用來(lái)檢驗(yàn)噻吩。 吡咯存在于煤焦油和骨焦油中，其蒸氣或其醇溶液能使浸過(guò)鹽酸的松木片呈紅色紅色，此反應(yīng)可用來(lái)鑒定吡咯。 1. 親電取代反應(yīng)親電取代反應(yīng) 呋喃、噻吩、吡咯都比苯容易發(fā)生親電取代反應(yīng)，取代主要發(fā)生在位。它們反應(yīng)的活性順序?yàn)椋哼量┻秽绶员竭量┻秽绶员健?1) 鹵化鹵化 o+ br225br_o+ hbr2-溴呋喃（75%）二氧六環(huán)s+ br2br_+ hbrsch3cooh2-溴噻吩hn+ 4i2 + 4naohn_iiii+ 4nai + 4h2o四碘吡咯(2) 硝化硝化oono2+ ch3coono2-5

7、30_ch3cooh+硝酸乙酰酯sno2+ ch3coono2_ch3coohs0乙酸或乙酐+nno2+ ch3coono2_ch3coohn-10hh+乙酐(3) 磺化磺化 _n so3so3hnclch2ch2clo+o+吡啶三氧化硫-呋喃磺酸-吡咯磺酸_n so3so3hn+nhnh利用此性質(zhì)可分離或除去粗苯中的噻吩。利用此性質(zhì)可分離或除去粗苯中的噻吩。-噻吩磺酸能溶于濃硫酸，而且易發(fā)生水解反應(yīng)。_sso3h100150+ h2os+ h2so4（稀）噻吩在室溫下可溶于濃硫酸，并發(fā)生磺化反應(yīng)。 s_s+ h2so4so3h + h2o濃2. 加成反應(yīng)加成反應(yīng) oni, 5mpa100+

8、2h2o四氫呋喃s0.20.4mpapds+ 2h2四氫噻吩nni200nh+ 2h2h四氫吡咯第三節(jié)第三節(jié) 六元雜環(huán)化合物六元雜環(huán)化合物 一、吡啶的結(jié)構(gòu)一、吡啶的結(jié)構(gòu)nn原子為sp2雜化 吡啶電子數(shù)符合休克爾規(guī)則，具有芳香性。吡啶的芳香性比苯弱。.吡啶吡啶二、吡啶的性質(zhì)二、吡啶的性質(zhì) 吡啶存在于煤焦油及頁(yè)巖油中。是一種弱堿。1.堿性堿性 吡啶氮原子上有一對(duì)孤對(duì)電子（吡啶氮原子上有一對(duì)孤對(duì)電子（sp2雜化電子）雜化電子）沒(méi)有參與共軛，可與質(zhì)子結(jié)合，因此具有堿性。沒(méi)有參與共軛，可與質(zhì)子結(jié)合，因此具有堿性。 不同化合物的堿性大小順序?yàn)椋簄_nnhnh3nh2h四氫吡咯 氨 吡啶 苯胺 吡咯n+ h2so4nh+hso4-2naohn+ na2so4 + 2h2o吡啶硫酸鹽 利用此反應(yīng)可分離、提純吡啶，也可用吡啶吸收反應(yīng)中所生成的酸。 吡啶容易與三氧化硫結(jié)合，生成吡啶三氧化硫。nn+so3-+ so3吡啶三氧化硫 吡啶與叔胺相似，也可與鹵代烷作用生成季銨鹽。 _n+ c15h31clnc15h31cl -+氯化十五烷基吡啶2.取代反應(yīng)取代反應(yīng) 吡啶的取代反應(yīng)，主要發(fā)生在位，且反應(yīng)比苯困難。吡啶不發(fā)生傅克反應(yīng)。_n300300br2 ,kno3 + h2so4nnnbr_no2so3h_220濃h2so4 , hgso4浮石，氣相