第十六章雜環(huán)化合物方案課件

第十六章雜環(huán)化合物Heterocycliccompound第十六章雜環(huán)化合物Heterocycliccompou主要內(nèi)容：1.分類和命名2.結(jié)構(gòu)3.化學(xué)性質(zhì)4.重要的衍生物簡介?！獭谭枷阈耘袛鄩A性（含氮雜環(huán)堿性的比較）親電取代氧化還原反應(yīng)吡啶的親核取代主要內(nèi)容：√√芳香性判斷堿性（含氮雜環(huán)堿性的比較）親電取代氧一.分類和命名1.分類furan五員雜環(huán)imidazolethiazolepyrrolethiophene一.分類和命名1.分類furan五員雜環(huán)imidazo六員雜環(huán)pyridinepyrimidinepyrazinepyran稠雜環(huán)quinoline

indoleiso-quinnolinepurine六員雜環(huán)pyridinepyrimidine2.命名⑴、譯音加口旁。⑵、編號(hào)：首先從雜原子開始，若含2個(gè)或2個(gè)以上雜原子編號(hào)的優(yōu)先順序?yàn)镺→S→NH→N。⑶、嘌呤的特殊編號(hào)。2.命名⑴、譯音加口旁。例：α-呋喃甲醛

(糠醛)β-吡啶甲酸噻唑吡唑8-羥基喹啉4-氨基-2-氧嘧啶6-氨基嘌呤

(胞嘧啶)(腺嘌呤)例：α-呋喃甲醛β-吡啶甲酸噻唑吡唑8-2-氨基-5-苯甲酰基苯并咪睉8-羥基-喹啉-5-磺酸1,3,7-三甲基嘌呤-2,6-二酮2-氨基-5-苯甲?；讲⑦浔?-羥基-喹啉-5-磺酸1H-吡咯2H-吡咯1H-吲哚3H-吲哚9H-嘌呤7H-嘌呤1H-吡咯2H-吡咯1H-吲哚3H-吲哚9H-嘌呤7H-嘌呤二、結(jié)構(gòu)

(一)吡咯和吡啶的結(jié)構(gòu)：吡咯環(huán)上N原子采取SP2雜化,P軌道一對(duì)電子參與P-π共軛，形成六電子五原子的共軛體系，與苯的電子六電子六原子結(jié)構(gòu)相比，吡咯環(huán)上的電子云密度高。N原子上的電子云密度降低。二、結(jié)構(gòu)吡咯環(huán)上N原子采取SP2雜化,P軌道一吡啶環(huán)的N原子也是SP2雜化，N原子的P軌道與碳上P軌道形成六電子六原子的共軛體，N原子上未成鍵的孤對(duì)電子在SP2雜化軌道上，未參與共軛為N原子所獨(dú)有，N原子上的電子云密度較高。與苯環(huán)相比，由于N原子的電負(fù)性較大，故吡啶環(huán)上的電子云密度較苯環(huán)上的電子云密度低。吡啶的結(jié)構(gòu)吡啶環(huán)的N原子也是SP2雜化，N原子的P軌道與碳上P軌道總結(jié)：

3.N上的電子云密度：脂肪胺＞NH3＞吡啶＞苯胺＞吡咯

2.環(huán)上電子云密度：五元環(huán)≈苯胺＞苯＞六元環(huán)≈硝基

(吡咯等)(吡啶等)1.雜環(huán)化合物多具有芳香性(芳雜環(huán))，芳香性的判斷可根據(jù)Hückel規(guī)則：環(huán)內(nèi)各原子共平面且有環(huán)狀閉合的共軛體系，離域π電子數(shù)=4n+2。總結(jié)：3.N上的電子云密度：2.環(huán)上電子云密度：1.

三、性質(zhì)：

1、堿性比較：非質(zhì)子性氧化劑三、性質(zhì)：1、堿性比較：非質(zhì)子性氧化劑溫和的磺化、烷基化、?；跋趸噭豪簻睾偷幕腔?、烷基化、?；跋趸噭豪豪号袛郺、b、c處N原子的堿性大小。例：C＞b＞a例：判斷a、b、c處N原子的堿性大小。例：C＞b＞a2、親電取代：取代反應(yīng)速度：取決于環(huán)上的電子云密度。

吡咯>呋喃>噻吩>>苯

乙醚吡啶例：

2、親電取代：乙醚吡啶例：

取代位置：發(fā)生在電子云密度高的位置即：

吡咯發(fā)生在α(鄰)-位吡啶發(fā)生在β(間)-位。機(jī)制:E+進(jìn)攻吡咯α(鄰)-位的共振式（三種）：

E+進(jìn)攻吡咯β(對(duì))-位的共振式（兩種）：E+進(jìn)攻吡咯β(對(duì))-位的共振式（兩種）：結(jié)論：由于α(鄰)-位反應(yīng)中間體較穩(wěn)定，過渡態(tài)能量低，反應(yīng)速度快，因此吡咯親電取代反應(yīng)易在α(鄰)-位發(fā)生。E+分別進(jìn)攻吡啶α，β，γ位的共振式：（極不穩(wěn)定）結(jié)論：由于α(鄰)-位反應(yīng)中間體較穩(wěn)定，過渡態(tài)E+分別進(jìn)攻吡（極不穩(wěn)定）結(jié)論：

α位和γ位都有極不穩(wěn)定的共振式，而β位進(jìn)攻則沒有，因此吡啶的親電取代反應(yīng)發(fā)生在

β位上。（極不穩(wěn)定）結(jié)論：α位和γ位都有極不穩(wěn)定的共振式，而β位3、吡啶親核取代反應(yīng)吡啶環(huán)是一個(gè)“缺π電子”體系。當(dāng)吡啶2-位(或4-位)具有優(yōu)良的離去基團(tuán)(如鹵素)時(shí)，較弱的親核試劑(如：NH3、H2O等)就能反應(yīng)。3、吡啶親核取代反應(yīng)吡啶環(huán)是一個(gè)“缺π電子”體系。當(dāng)吡啶24、氧化：

吡啶比苯還難被氧化β-吡啶甲酸4、氧化：

吡啶比苯還難被氧化β-吡啶甲酸可見：電子云密度較高的環(huán)較易被氧化?？梢姡弘娮釉泼芏容^高的環(huán)較易被氧化。第十六章雜環(huán)化合物方案課件而當(dāng)氫化時(shí)吡啶比苯容易：六氫吡啶（哌啶）對(duì)于氧化劑環(huán)的穩(wěn)定性順序?yàn)椋海荆疚鍐T雜環(huán)而當(dāng)氫化時(shí)吡啶比苯容易：六氫吡啶（哌啶）對(duì)于氧化劑環(huán)的穩(wěn)定性思考：當(dāng)喹啉，吲哚，對(duì)-苯基硝基苯和對(duì)-苯基苯胺進(jìn)行親電取代時(shí)，取代基優(yōu)先進(jìn)于哪個(gè)位置。思考：當(dāng)喹啉，吲哚，對(duì)-苯基硝基苯和對(duì)-苯基苯胺進(jìn)行親電5、吡啶的水溶性吡啶是一個(gè)極性分子，偶極矩為2.26D。水溶度：任意比例1：11：1微溶5、吡啶的水溶性吡啶是一個(gè)極性分子，偶極矩為2.26D。水溶(四)重要的雜環(huán)化合物：

吡咯衍生物：葉綠素、血紅素、VB12等，都含有卟吩環(huán)的基本骨架。卟吩環(huán)由4個(gè)吡咯環(huán)的α-C通過次甲基（-CH=）相連而成的共軛體系，顯示芳香性。(四)重要的雜環(huán)化合物：

卟吩血紅素卟吩血紅素pKb=6.85-甲基4-甲基pKb=6.85-甲基4-甲基維生素PP：β-吡啶甲酸（煙酸）雷米封(Remifonum)：β-吡啶甲酰胺（煙酰胺）異煙酰肼優(yōu)良的抗結(jié)核藥。吡啶衍生物：維生素PP：β-吡啶甲酸（煙酸）雷米封(Remifonu核酸中的堿基：嘧啶堿：胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)互變異構(gòu)體嘧啶核酸中的堿基：嘧啶堿：胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)嘌呤堿：腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)嘌呤次黃嘌呤、黃嘌呤和鳥嘌呤為嘌呤堿在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物。其中：酮式烯醇式嘌呤堿：腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)嘌呤次黃嘌呤、黃嘌呤和鳥嘌呤下列化合物中最難發(fā)生親電取代反應(yīng)的是下列化合物中最難發(fā)生親電取代反應(yīng)的是葉綠素、血紅素等都含有的雜環(huán)是A、吡啶B、咪唑C、噻唑D、嘧啶E、吡咯親電取代反應(yīng)發(fā)生在β-位的是葉綠素、血紅素等都含有的雜環(huán)是親電取代反應(yīng)發(fā)生在β-位的是補(bǔ)充：喹啉的合成（Shraup合成法）反應(yīng)過程：1、甘油醛脫水生成丙烯醛：補(bǔ)充：喹啉的合成（Shraup合成法）反應(yīng)過程：1、甘油醛第十六章雜環(huán)化合物方案課件第十六章雜環(huán)化合物方案課件吲哚的合成（Fischer-indolsynthesis)吲哚的合成（Fischer-indolsynthesis)第十六章雜環(huán)化合物方案課件人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，