有機(jī)化學(xué)第13章雜環(huán)化合物

第十三章雜環(huán)化合物

定義：成環(huán)原子中，除了碳原子以外，還含有氧、硫、氮等原子。這些非碳原子叫做雜原子。由碳原子和雜原子構(gòu)成的環(huán)叫做雜環(huán)。具有雜環(huán)的化合物叫做雜環(huán)化合物。特點(diǎn)：環(huán)比較穩(wěn)定，π電子數(shù)符合4n+2規(guī)則，具有芳香性。說明：內(nèi)酯、內(nèi)酰胺、內(nèi)酸酐和環(huán)醚等不屬于雜環(huán)化合物，這些化合物不具備芳香性，化學(xué)性質(zhì)和一般環(huán)化合物沒有多少區(qū)別?！?3—1雜環(huán)化合物的分類和命名一、分類二、命名（一）用帶口旁的英文名稱的同音漢字表示環(huán)，環(huán)可作為母體和取代基。（二）環(huán)的編號從雜原子開始。

（三）含多個雜原子的雜環(huán)，按O,S,N的次序編號。

（四）幾種常見稠雜環(huán)?！?3—3雜環(huán)化合物的性質(zhì)雜環(huán)化合物能發(fā)生親電取代反應(yīng)，五元雜環(huán)化合物的親電取代反應(yīng)比苯容易，且α-位比β-位活潑。一、呋喃及其衍生物（一）親電取代反應(yīng)1.溴化2.硝化3.磺化

4.傅瑞德爾—克拉夫茨?；ǘ┘映煞磻?yīng)1.催化加氫

2.1,4-加成反應(yīng)（狄爾斯—阿爾德反應(yīng)：D-A反應(yīng)）（三）糠醛（α-呋喃甲醛）—呋喃最重要的衍生物1.制法玉米芯是糠醛生產(chǎn)的主要原料。2.性質(zhì)無色有苦杏仁味液體，化學(xué)性質(zhì)較活潑。3.用途糠醛是有機(jī)化工原料，主要用于潤滑油精制，用于制取糠醇、馬來酸酐、四氫呋喃等，用它可以生產(chǎn)醫(yī)藥和獸藥，可用來生產(chǎn)呋喃樹脂，糠醛樹脂，糠酮樹脂等，還可以做防腐劑、消毒劑、殺蟲劑和除銹劑，此外在食品香料染料等工業(yè)中均有應(yīng)用。二、吡咯及其衍生物（一）親電取代反應(yīng)（二）還原和加氫（三）吡咯的酸堿性堿性遠(yuǎn)低于仲胺，相反氮上氫有明顯的弱酸性。（四）吡咯的衍生物——葉綠素和血紅素

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：均以卟吩環(huán)為母體，中心絡(luò)合一個金屬離子。

1.葉綠素植物進(jìn)行光合作用的催化劑，中心是Mg2+離子。植物通過葉綠素吸收太陽能，合成糖類化合物，把太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能而貯藏。

2.血紅素中心是Fe2+離子。主要存在于哺乳動物的紅血球中，它與蛋白質(zhì)結(jié)合成血紅蛋白質(zhì)。其主要作用，在生物體內(nèi)起著運(yùn)載氧氣的作用。三、噻吩（一）親電取代反應(yīng)1.磺化

得到的產(chǎn)物經(jīng)水解，又可得到噻吩。2.溴化3.硝化

4.傅瑞德爾—克拉夫茨?；ǘ┻€原和加氫（三）氧化噻吩不易氧化，而四氫噻吩易氧化。四、吡啶（一）堿性吡啶的氮原子上有未參與共軛的孤對電子，其堿性比脂肪胺弱，但比苯胺和吡咯都要強(qiáng)。與強(qiáng)酸生成鹽，得到的鹽再堿化可恢復(fù)原物。（二）親電取代反應(yīng)吡啶親電取代反應(yīng)與硝基苯相似，但比苯困難。反應(yīng)主要發(fā)生在β位上，產(chǎn)率一般都較低?？砂l(fā)生溴化、硝化、磺化，但不發(fā)生付-克烴基化和?；磻?yīng)。（三）親核取代反應(yīng)

吡啶：缺π電子環(huán)系，環(huán)上電子云密度下降，使之能發(fā)生親核取代反應(yīng)，一般發(fā)生在α－位。（四）催化氫化吡啶催化氫化可得六氫吡啶（又稱哌啶）。（五）氧化反應(yīng)吡啶環(huán)不易被氧化，當(dāng)有側(cè)鏈時，側(cè)鏈被氧化成羧酸。

（六）形成加合物吡啶與許多化合物可形成加合物。（七）與鹵代烷作用生成季銨鹽（吡啶屬于叔胺）。五、嘧啶性質(zhì)：堿性：比吡啶的堿性還弱。不易發(fā)生芳香親電取代反應(yīng)?？膳c親核試劑發(fā)生芳香親核取代反應(yīng)?？膳c鹵代烷形成季銨鹽。如下:維生素B1分子中含有嘧啶環(huán)，許多藥物中也含有嘧啶體系。六、喹啉（一）制法1.提取法用稀硫酸從煤焦油或骨焦油中提取。2.合成法斯克洛普合成法。（二）化學(xué)性質(zhì)1.弱堿性與強(qiáng)酸可成鹽。2.親電取代反應(yīng)發(fā)生在苯環(huán)上。3.親核取代反應(yīng)發(fā)生在吡啶環(huán)上。4.氧化反應(yīng)苯環(huán)先被氧化。

5.還原反應(yīng)吡啶環(huán)先被還原。七、嘌呤由一個咪唑環(huán)和一個嘧啶環(huán)構(gòu)成。茶葉和可可豆里的茶堿、咖啡堿等分子中含有嘌呤環(huán)。核酸分子中有腺嘌呤和鳥嘌呤。習(xí)題1（1）2—甲基呋喃；（2）5—甲基—2—呋喃甲酸；（3）2—噻吩磺酸；（4）N—甲基吡咯（或1—甲基吡咯）；（5）3—硝基吡啶；（6）2，3—吡啶二甲酸；（7）2—甲基喹啉；（8）8—羥基喹啉。習(xí)題2習(xí)題3習(xí)題4習(xí)題5N原子堿性大小順序：

(a)＞(c)＞(b)。(a)孤對電子在N的sp3雜化軌道上；(c)孤對電子在N的sp2