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安徽理工大学化学工程学院第三章杂环化合物丁立明安徽理工大学化学工程学院杂环化合物是指由碳原子和氧、硫、氮等杂原子共同组成的，具有环状结构的化合物。本章所要讨论的杂环化合物是环系比较稳定，具有一定芳香性的化合物。环醚、内酯、内酐和内酰胺等，不属杂环化合物。安徽理工大学化学工程学院第一节杂环化合物的分类和命名第二节五元杂环化合物第三节六元杂环化合物安徽理工大学化学工程学院第一节杂环化合物的分类和命名一、杂环化合物的分类五元杂环六元杂环。芳环并杂环杂环并杂环。根据环的形式分类根据环中杂原子的数目分类杂环单杂环稠杂环含一个杂原子杂环含两个杂原子杂环安徽理工大学化学工程学院二、杂环化合物的命名 1.译音法根据杂环化合物的英文名称，选择带 “口 ”字偏旁的同音汉字来命名。呋喃噻吩吡咯咪唑噻唑 (furan) (thiophene) (pyrrole) (imidazole) (thiazole) 安徽理工大学化学工程学院吡啶吡喃嘧啶吡嗪吲哚 (pyridine) (pyran) (pyrimidine) (pyrazine) (indole) 喹啉异喹啉嘌呤苯并噻唑 (quinoline) (isoquinoline) (purine) (benzothiazole) 安徽理工大学化学工程学院 2.系统命名法适用于杂环衍生物的命名 (1) 选母体与芳香族化合物命名原则类似，当杂环上连有－ R、－ X、－ OH、－ NH2等取代基时，以杂环为母体；如果连有－ CHO、－ COOH、－ SO3H等时，把杂环作为取代基。 (2) 杂环编号杂环上连有取代基时，需要给杂环编号，编号规则如下。安徽理工大学化学工程学院 ① 从杂原子开始编号，杂原子位次为 1。当环上只有一个杂原子时，也可把与杂原子直接相连的碳原子称为 α位，其后依次为 β位和 γ位。 2-呋喃甲醛（糠醛） 8-羟基喹啉 (α-呋喃甲醛 ) （不叫 8-喹啉酚）安徽理工大学化学工程学院 ② 若含有多个相同的杂原子，则从连有氢或取代基的杂原子开始编号，并使其他杂原子的位次尽可能最小。（ 4-甲基咪唑）（ 4-氯噻唑） ③ 若含有不相同的杂原子，按 O、 S、 N的顺序编号。安徽理工大学化学工程学院某些特殊的稠杂环，不符合以上编号规则，有其特定的编号。 4-异喹啉甲酸 6-氨基嘌呤（不叫 6-嘌呤胺）当 N上连有取代基时，往往用 “N”表示取代基的位置。（ N-甲基吡啶）安徽理工大学化学工程学院第二节五元杂环化合物一、呋喃、噻吩、吡咯的结构呋喃、噻吩、吡咯 π电子数符合休克尔规则（ 4n+2），因此具有芳香性。 . . . . . . . . . . . . 安徽理工大学化学工程学院在呋喃、噻吩、吡咯分子中，是由 5个原子， 6 个 π电子组成的共轭体系，使环上碳原子的电子云密度增加，所以称为富电子芳杂环或多 π电子芳杂环。另外，吡咯分子中的氮原子上连有一个氢原子，由于氮原子的 p电子参与了环上共轭，降低了对这个氢原子的吸引力，使得氢原子变得比较活泼，具有弱酸性。电负性强弱顺序是：氧氮硫，芳香性强弱顺序是：苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃。安徽理工大学化学工程学院呋喃安徽理工大学化学工程学院噻吩安徽理工大学化学工程学院吡咯安徽理工大学化学工程学院二、呋喃、噻吩、吡咯的性质呋喃存在于松木焦油中，其蒸气遇到浸过盐酸的松木片时呈绿色，叫做松木片反应。此现象可用来鉴定呋喃。噻吩存在于煤焦油的粗苯及石油中，在浓硫酸存在下，与靛红一同加热显示蓝色，反应灵敏。可用来检验噻吩。吡咯存在于煤焦油和骨焦油中，其蒸气或其醇溶液能使浸过盐酸的松木片呈红色，此反应可用来鉴定吡咯。安徽理工大学化学工程学院 1. 亲电取代反应呋喃、噻吩、吡咯都比苯容易发生亲电取代反应，取代主要发生在 α位。它们反应的活性顺序为：吡咯＞呋喃＞噻吩＞苯。 (1) 卤化安徽理工大学化学工程学院 (2) 硝化安徽理工大学化学工程学院 (3) 磺化 α-呋喃磺酸 α-吡咯磺酸安徽理工大学化学工程学院利用此性质可分离或除去粗苯中的噻吩。 α-噻吩磺酸能溶于浓硫酸，而且易发生水解反应。噻吩在室温下可溶于浓硫酸，并发生磺化反应。安徽理工大学化学工程学院 2. 加成反应安徽理工大学化学工程学院第三节六元杂环化合物一、吡啶的结构 N原子为 sp2杂化吡啶 π电子数符合休克尔规则，具有芳香性。吡啶的芳香性比苯弱。 . . . . 安徽理工大学化学工程学院吡啶安徽理工大学化学工程学院二、吡啶的性质吡啶存在于煤焦油及页岩油中。是一种弱碱。 1.碱性吡啶氮原子上有一对孤对电子（ sp2杂化电子）没有参与共轭，可与质子结合，因此具有碱性。不同化合物的碱性大小顺序为：四氢吡咯氨吡啶苯胺吡咯安徽理工大学化学工程学院利用此反应可分离、提纯吡啶，也可用吡啶吸收反应中所生成的酸。

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