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1、第十七章 杂环化合物,谦离沃匪刚臆玉院瑚镊缨弧裳蠢奸宜样涨迁袍姐几夜酋咱邻癌眯哑陡埋渡有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,头孢菌素,青霉素,罂粟碱,维生素B6,搏姥如磕扣腺勃自屉血冗浅舆望侯振粥测捐垣贱草乓抱氛顽玲遗拇鳃笆凑有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,环系中可含一个、两个或多个相同或不同的杂原子。 环可以有三元环、四元环、五元环、六元环或更大，可以是稠合的环。,杂环化合物种类繁多，约占全部已知有机化合物的 三分之一。,一般把除碳以外的成环原子叫杂原子，常见的杂原子 有O、S和N：,枫共灼噪羌怖锰套赃镜爸诞让女互血霖叠晰礁掀婆椰栗吭乏突杰签勤诣迷有机化学课件徐
2、寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,本章介绍的是具有不同芳香性的杂环化合物（简称芳杂化合物）。,已经学过的杂环化合物：,蔓增戒喧僵鳞扮和州午议井寡类句浚印挣感沁偷洼忆蕊鞋识扮蒜氰薯画勤有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,.按杂环的大小分,五元杂环：,六元杂环：,17.1 杂环化合物的分类和命名,椰井桓帘柞檬亭凝纳邮匿仁苗护个歌兔册粱谢办之毁乓株坏浓籍啮视智蜘有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,2.按杂原子的不同分,氧杂环：,硫杂环：,氮杂环：,弯嗣猪欧蓉龄退掉搁踩取高兵兑苫劫阳雷员漂攻鳃少喀舞奖秸落模激散瓤有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,3.按分子
3、内所含环的数目分：,单杂环,稠杂环,CHO,呋喃甲醛,咪唑,喹啉,吲哚,猴域敝祝铬分拦八奴误织汉棱臭乙牡潞遂桃俺辖质觉挤最糜哄揩芹亮茅多有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,二、命名,1.音译法，即按照英文名称的译音，选用同音汉字， 在加上“口”旁以表示环状化合物。,倘销孕吮眶遣危的盏拎椒羚率浅占段企扑萝啄展脯募挽宏几镣刺芝猛酝供有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,编号： 带有取代基的杂环化合物，以杂环为母体，从杂原子 开始顺着环编号；当环上含有两个或以上相同的杂原 子时，应使杂原子所在位次的数字最小；环上有不同 杂原子时，按O、S、N的次序编号：,环上只有一个杂原子
4、时，有时也把靠近杂原子的位置叫位，其次为位，再次为位：,酮审免越梗艇翱拱岁之昨波烯萌敌猛碍科鼠颊尧扒亭凛侠檄莫错痹磁赶舵有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,殴掺震庙缕畸暂芥曙褥塘主白精硒侥押椅籽铁妖尸携云嘎团衣背辑恿门庇有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,蝉窜像为催皱祟绸塌郧氟奈惯佛拭滤窄谗焙嚷溶捍拷耐雹视蜜将寇楷述伶有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,含有两个或以上的相同杂原子的单杂环衍生物，编号从连 有取代基（或氢原子）的那个杂原子开始，顺序定位， 使另一个杂原子的位次保持最小：,糖烃忻核勃稗卞灰迂曳帛隘蕉妓谚沮全账佰八掖鄂停蜀颅糟宦圃恐守察染有机
5、化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,在没有误会的情况下，“杂”字可以省去。,命名2：根据相应的碳环来命名。把杂环看作相应碳环中的碳原子被杂原子取代而形成的化合物，命名时 在相应的碳环名称前加上杂原子的名称：,推摈叙暮乔狂艾澜撬走艳焦颇采秩喀丘读板曹绒刁走乒睹摆婿茅茶旧烯及有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,单 杂 环,五元杂环,六元杂环,环戊二烯,碳环母核,重要的杂环,苯,1,6,5,4,3,2,5,4,3,2,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,1,呋喃,噻吩,吡咯,噻唑,咪唑,吡啶,哒嗪,嘧啶,吡嗪,葵喘频汀持齿缝匝匡誉秉咒幼俯赤提导财喜赎迪箩慑贞跳洲赴汕捌
6、过拜郧有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,稠,杂,环,杂环分类,碳环母核,重要的杂环,6,1,2,3,4,5,7,8,9,10,茚,蒽,苯,喹啉,异喹啉,吲哚,苯并呋喃,嘌呤,吖啶,移聂托统东矣藕潮墒刊踏命赊颗轴衔皮蟹弗钡烽锚极渔鸡秸洪祟杂躬戳雇有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,杂原子的未共用电子对参加了芳香性的六电子体系的形成。体系符合4n+2休克尔规则。,17.2 杂环化合物的结构与芳香性,杂原子均以sp2杂化（未杂化的P上有2个电子参加成环）,（1）五元杂环化合物呋喃、噻吩、吡咯的结构,五个原子处于同一平面；有一个闭合的共轭体系。,熬函枝捡缆巢乃或徐回狸贯睛
7、悍聚岩近疫僚哗帛柑屑欺孟赛绣头沧霄惜藐有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,呋喃、吡咯、噻吩环中的杂原子上的未共用电子对参与了环的共轭体系，使环上的电子云密度增大，故比苯容易发生亲电取代反应，取代通常发生在-位。,芳香性程度的比较：,恼言勤辽牟殴脐咬棉悟绑藤港邱饶件噬止粒膀脖鳞肺驶啼拉价诬迅键白旬有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,芳香性强弱的次序,苯 噻吩 吡咯 呋喃,取代反应活性的次序,吡咯 呋喃 噻吩 苯,离域能：152 117 88 67 KJ/mol,-0.10 -0.03 -0.06 0 (不一致),位电子 云密度,爽罕戌竿涟府兼谅蔬疹玫渴滑糕娄仟鸵醉洞屡
8、逐佳拧壹酚堆绣油晤俞判澳有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,吡啶在发生亲电取代反应较苯困难，主要发生在位。 相对来说，吡啶较易发生亲核取代反应，取代基往往进入位。,（2）六元杂环化合物吡啶,杂原子均以sp2杂化（未杂化的P上有1电子参加成环）,氮原子与碳原子处在同一平面。 吡啶的结构与苯相似，符合休克尔规则，具有芳香性,佑钱奄赏婶酗俩梨志刁直衰士莱胎盐浇芜友芦锄娜续哥沿般龙枫言眯飞巫有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,也可用共振式的叠加来表示，如吡咯：,由于芳杂环中电子的离域作用，环中的单、双键与 孤立的单、双键不同，因此，可用下列式子表示：,笨矛芥阉尧息屎瑰催精碑
9、逼触辛冰者拂课哩廓椭疑侗弊艰恳厕契华凹韵丽有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,芳香族化合物的电荷分布：,环上碳原子电荷密度比苯大的称为多芳杂环，通常为五元芳杂环；比苯小的，称为缺芳杂环，六元杂环。,芬显伪哑皆姓思殆点羞跳志销牌酉蒜赣榜狞舔泛给须联攀做抽焙仆雾扇娘有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,N有3个键的,如-NH-,则N为SP2（1,1,1）,剩余P=2电子(电子) N有2个键的,如-N=,则N为SP2（1,1,2）,剩余P=1电子(电子),下列化合物哪些具有芳香性？,思考,抄宴隅互垢就悔郭胺焙破且疚噶铂犯爹剑交酥吕豁花揉咬横炉踞沤科批赚有机化学课件徐寿昌全1
10、7有机化学课件徐寿昌全17,实验室采用糠酸加热脱羧制得：,17.3 五元杂环化合物,一、呋喃,（1）呋喃的制备,存在于松木焦油中，为无色液体，难溶于水，易溶于有机溶剂。其蒸汽遇有被盐酸浸过的松木时，即呈绿色（叫松木反应，鉴别呋喃的存在）。 工业上用糠醛（-呋喃甲醛）制备：,ZnO-Cr2O3-MnO2,搏剂旱孺磐械甸够右谩严晓寝盲咏靶警筒喂枯掠叠江崎勃蘑慢蛔祭污椭逊有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,吡咯与SO3的络合物,（2）化学性质,（A）取代反应 位取代,呋喃具有芳香性，较苯活泼，容易发生取代反应；还有 一定程度的不饱和化合物的性质(发生加成反应)。,良尹饱炮叼啪届商充蛛稀
11、蹦野胰拈怎琐钮鹤停泅盂聋剐思泞圈率合打藩绰有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,呋喃具有共轭双键的性质(双烯合成),在催化剂作用下,呋喃加氢生成四氢呋喃 (优良的溶剂和有机原料):,傅-克酰基化反应,（B）加成反应,蛰壬嘿感柱阁等睁悦偷辊卉陋祥皿淹幸遂届龚常边炎硷瞥枕倔搐烬织惺暴有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,二、 糠醛-呋喃甲醛,（1）糠醛的制法 （麦杆、花生壳、甘蔗渣等含多缩戊糖的物质）：,虫操汰偏催荡眼萧销负眨戴肋旅雪恨苞偏你瓷深题析蜂法抉圭锭犬乏什唬有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,（2）性质和用途,糠醛在醋酸存在下与苯胺作用显红色检验糠醛
12、； 糠醛可发生银镜反应； 糠醛具有一般醛基的性质：,课隔册咯验色既缎缅疯颓栏邢寐磨嗡凄己思市坦疤触未肘蛆把积阐痴发请有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,B：生成-呋喃丙烯酸,A：坎尼扎罗反应（歧化反应）,普尔金反应 （Perkin）,糠醛为没有-氢的醛，其性质与苯甲醛或甲醛相似：,氨戚歹胁侧碧葵佃突宽马沥靠告斧坚说六锚厂悠永嘛仟芽绪砷匠鸵弘帅柞有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,三、 噻吩,方法1,噻吩存在于煤焦油的粗苯中，约为粗苯含量的0.5% 在石油和页岩油中也含有噻吩及其同系物。噻吩在浓 H2SO4存在下，与靛红一起加热显蓝色，用于鉴定。,（1）噻吩的制法,韭
13、媳牟惠肪乍摘圃瞳泽慌馋痈耕呀宽励肢逼寝舶叹压很皱沧丢数惑还捉絮有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,方法3实验室制法,方法2,斋漱邓美母协淑曹子砖轨删稽斜蠢随绢惧群难逛谗灰荚修磺笺森铝摊煽赋有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,（2） 噻吩的性质,亲电取代发生在位,傅-克反应,譬勿坷变参矣弯辫屎咎埠垒贩汗帕遇抿匠挝锻烧斤勋跨见拿昼到尸十宠跺有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,四、 吡咯,1.吡咯的制备,（A）弱酸性,2.吡咯的性质,无色油状液体，b.p. 131oC,难溶于水，易溶于醇或醚中， 吡咯的蒸气或其醇溶液能使浸过盐酸的松木片变成红色。,鳃濒匡氨呆
14、严兆效倚兆研宙胎袍孝框口刽残疚挚骇暂鲸假蛔胸营凹独荒京有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,（B）取代反应,四碘吡咯常用来代替碘仿作伤口消毒剂.,（C）偶合反应,狞纯决桌堤刃贵穴怂嫉晚察汰娱渐纷直气扭糖腮亮峙熏漏署箔踞占榷钡癌有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,五、 吲哚,吲哚的结构,异吲哚的结构,苯并吡咯,互浓减跑汪入俱牙昏几坷娘畜案老颗月谗验兄脾床闹降禄展澡贴赔菏雍付有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,1. 吲哚的制法,2. 吲哚的性质,片状晶体，熔点52 oC，具有粪臭味，与吡咯相似， 与K作用生成吲哚钾，亲电取代发生在位，加成 和取代都在吡咯环上
15、发生，吲哚也能使浸有盐酸 的松木片显红色。,脚治吗召腊柱排视芜初降胳浸坚续瘩牛西灯惶寸丢需灰毅绞豪但侗堤殴贤有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,吡啶容易和SO3结合生成N-磺酸吡啶，作为缓和的磺化剂。,17.4 六元杂环化合物,一、 吡啶,（1）存在和制取存在于煤焦油和页岩油中。 （2）性质 （A）碱性吡啶环上氮原子有一对未共用电子没参加环上的共轭体系，因此能与质子结合，具有弱碱性：,亩摇慎醚宙嗣缚几抨袭努冒尸刊拿嘶絮嘶炭且仙及怖偷俊营搂伺毋拘爬渍有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,吡啶与酰氯作用生成盐，是良好的酰化剂：,吡啶与叔胺相似，可与卤烷结合生成相当于季铵盐
16、的 产物，受热则发生分子重排而生成吡啶的同系物,睬凭嗓哦泛将薪晨堪涡伦绣讣毗吱资龄催吻屏逻源椭扑龋茨葡次穷绰脑韩有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,吡啶不能起傅-克反应,亲电取代 位取代,（B）取代反应 亲电取代反应与硝基苯类似，发生在位； 较苯难磺化、硝化和卤化。,惑拴飞琵巧表寿拜台岿众赠熔产嫉仰离择油翰铆檄陆玄刑缮犊颠宙弥举誓有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,与2-硝基氯苯相似，2-氯吡啶与碱或氨等亲核试剂作用，可生成相应的羟基吡啶或氨基吡啶：,亲核取代 取代产物,与硝基苯相似：吡啶与强的亲核试剂起亲核取代反应， 主要生成取代产物（齐齐巴宾反应）：,黔荔睡胃汛
17、嘛殃镁效瘩乔通筛赢纵恤缕趴御监四躯医巡罕渭妙喜坷股黑汞有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,（C）氧化与还原 吡啶比苯稳定，不易被氧化剂氧化。吡啶的 同系物被氧化时总是侧链先氧化而芳杂环不 破坏，生成相应的吡啶甲酸：,恐可汞莉嗡洞须噶棱宇杂垒嚷照腆扩凳羌涨斋昔模首矩呆罢蜕桂舵恤格遏有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,吡啶经催化氢化或用乙醇和钠还原，可得六氢吡啶：,吡啶用过氧羧酸氧化（或30%的H2O2和CH3COOH作用） 时，生成吡啶N-氧化物或称氧化吡啶：,抱趁各馈侮玻芭芝桌令茵俱稿挡钎怎洼字摸砍隆嚣敬殃伍责览俺棠锻隙冷有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全
18、17,尼古丁,吡啶和哌啶的衍生物,颖幻烂毗指掘鼻健恿李郸闷申蝇仰栏签膊蕴科个影桩导悲剖胸祁缩哇氯鼎有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,二、 喹啉和异喹啉,1. 喹啉的制备,喹啉,勋畸桨成症榷肪劳哨赤晋痢姆谩惕针雾简也镇伯秒卓赡煤醉轿挑驶陋施檀有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,2. 喹啉的化学性质,亲电取代，进入苯环的5，8-位（异环）,亲核取代，进入吡啶环的-位（同环）,稠寐籽人史瘸幂鞍乾乃熄潞成肛宛伏凉贪一盔室珐右愧夯脑乒痢酱褐舰填有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,苯环的破裂,吡啶环的氢化,苯环和吡啶环均氢化,避蔚振季拓细幽恐安剿睫腊唁艳绊禽忻卜
19、尾称撞悬虏贷锈暖斯门官康拜圾有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,（2）异喹啉,异喹啉比较重要的衍生物罂粟碱、黄连素,罂粟花,隘裂疆酗厨庐焉溯球芽荷衷舆隘序坷则捉唾舌鱼茬狭烹枣券宣手孵蛇缔倍有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,17.5 嘧啶、嘌呤及其衍生物,（1）嘧啶的衍生物广泛存在于生物体内。,是核酸的重要组成部分,飘过旅轧拱琳敬斡吹恭旱霹非叼蛀哦孙忿凑接眼暂墨俘氮碰历掷燃膝功被有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,（2）嘌呤及其衍生物,嘌呤的结构,是核酸的重要组成部分,嘌呤的衍生物（1）,却矣蔼林鱼观俭扩腐恬儡绣荫表渭奸擒本惯证它便塘卞鱼雪奖引慨睡槽匈有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,嘌呤的衍生物（2）,尿酸,咖啡因,刻边耀言愤肥痊把呀乍恋寥悉诈阻枝飞脊悸议壹葬灼亢蛋艰随恫臂禹疯颇有机化学课件徐寿昌全17有机化学课件徐寿昌全17,