3
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 糠醛 第四节 六元杂环化合物
4
第一节 杂环化合物的分类和命名
一、杂环化合物的分类
单杂环
五元杂环 六元杂环。
根据环的形式分类
杂
稠杂环
芳环并杂环 杂环并杂环。
环 含一个杂原子杂环
根据环中杂原子的数目分类 含两个杂原子杂环
5
二、杂环化合物的命名
+Br2 CH3COOH S
S__Br+HBr
N+4I2+4N aO H H
II2_ _ -_ _ 溴 N 噻 吩 _ _ _ _II+4N aI+4H 2O
四 碘 吡 咯
18
(2) 硝化
O + C 硝 H 酸 3 C 乙 O 酰 O N 酯 O 2-5 ~ 3 0 ℃O _ _ N O 2+ C H 3 C O O H S + C H 3 C O O N O 2 乙 酸 0 或 ℃ 乙 酐 S _ _ N O 2 + C H 3 C O O H
第十七章 杂环化合物
1
整体概况
概况一
点击此处输入 相关文本内容
01
概况二
点击此处输入 相关文本内容
02
概况三
点击此处输入 相关文本内容
03
2
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。
（不叫8-喹啉酚）
9
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。
C H 3 _ _4
5
1
N
N3
2
H
（4-甲基咪唑）
③若含有不相同的杂原子，按O、S、N的顺序编号。
C l_ _4 N 3 5S 2
（4-氯噻唑）
1
10
某些特殊的稠杂环，不符合以上编号规则，有其特定 的编号。
5 6
7 8
COOH
4 3
N2
1
NH2
65
1N
N7
2 N 4 N9 8 3H
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__CH3 （N-甲基吡啶）
11
第二节 五元杂环化合物
一、呋喃、噻吩、吡咯的结构
. .
O
. .. .
.
S
. .
. .. .
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。
17
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
O+Br2二 2氧 5℃ 六 环 O__Br+HBr
2-溴 呋 喃 （ 75% ）
N
.H. . Nhomakorabea.
...
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。
12
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。
23
吡啶
24
二、吡啶的性质
1.碱性
吡啶存在于煤焦油及页岩油中。是一种弱碱。
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：
N H
>NH3>
N
>
__NH2 > N H
四氢吡咯 氨 吡啶 苯胺
20
噻吩在室温下可溶于浓硫酸，并发生磺化反应。
S+H 2 浓 S O 4
S__S O 3H +H 2O
α-噻吩磺酸能溶于浓硫酸，而且易发生水解反应。
S _ _ S O 3 H + H 2 O 1 0 0 ~ 1 5 0 ℃ S+ H 2 S O 4 （ 稀 ） 利用此性质可分离或除去粗苯中的噻吩。
N H+ C H 3 C O O N O 2-乙 1 0 酐 ℃N H _ _ N O 2+C H 3 C O O H
19
(3) 磺化
O+ N S O 3C lC H 2 C H 2 C l O _ _S O 3 H + N
吡 啶 三 氧 化 硫
α-呋喃磺酸
N+ NSO 3 H
N__SO 3H+ N H α-吡咯磺酸
(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。
8
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。
4
3
5 O_2 _CHO
1
2-呋喃甲醛（糠醛） (α-呋喃甲醛)
5 4
6
3
7 8 N2 1 OH
8-羟基喹啉
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。
13
呋喃
14
噻吩
15
吡咯
16
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。
(pyrimidine) (pyrazine)
N H 吲哚
(indole)
N
喹啉
(quinoline)
N
异喹啉
(isoquinoline)
NN
N
NN H
嘌呤
S 苯并噻唑
(purine)
(benzothiazole)
7
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 。
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。
O
S
呋喃
噻吩
(furan) (thiophene)
N H 吡咯 (pyrrole)
N N H 咪唑 (imidazole)
N S
噻唑 (thiazole)
6
N
吡啶 (pyridine)
O
吡喃 (pyran)
N N
N N
嘧啶
吡嗪
21
2. 加成反应
O +2H2100℃ Ni,5M Pa O 四 氢 呋 喃
Pd
S +2H2 0.2~0.4MPa S 四氢噻吩
N
+ 2H2
Ni 200℃
N
H
H
四氢吡咯
22
第三节 六元杂环化合物
一、吡啶的结构
N
...
. .
.
..
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。