雜環(huán)化合物的課件資料

雜環(huán)化合物的課件資料第1頁/共46頁第2頁/共46頁Zidovudine(AZT)Diazepam(Valium)8-methylpyrrolo[1,2-a]-pyrazineDiaminostillbenedisulfonicacid“bleach”安定第3頁/共46頁§19.1

雜環(huán)化合物的分類與命名分類雜環(huán)化合物一般可分為單環(huán)和稠環(huán)二類。單環(huán)化合物由可依據環(huán)中的原子數分為五元雜環(huán)和六元雜環(huán)等.2)命名(1)音譯法Furan呋喃Pyrrole

吡咯

Thiophene

噻吩Imidazole

咪唑

Thiazole

噻唑第4頁/共46頁Pyridine

吡啶Pyridazine

噠嗪Pyrimidine

嘧啶Indole

吲哚Quinoline

喹啉注意：雜環(huán)上有取代基時,取代基的位次從雜原子開始，依次用1,2,3,4,…..或a,b,g,…..編號。2,5-二甲呋喃a,a’-二甲呋喃3-甲基噻吩b-甲基噻吩2-乙?；量゛-乙?；量┑?頁/共46頁(2)若雜環(huán)上有兩個以上雜原子時，則從O、S、N的順序編號，編號時取雜原子位次之數字和位最小值。4-甲基噻唑2,4,二甲基咪唑4-氨基嘧啶2.系統命名法:依據相應的碳環(huán)來命名。如五元環(huán)相應碳環(huán)為“茂”,六元環(huán)相應是苯。氧雜茂氮雜茂硫雜茂氮雜苯第6頁/共46頁§19.2.五元雜環(huán)化合物1)

結構與芳性第7頁/共46頁結構特點：成環(huán)的所有原子在一個平面上；是一個環(huán)閉的共扼體系（5原子6電子體系）;p電子數符合休克爾規(guī)則。因此，具有芳性。但因O、S、N原子電負性的不同，參與芳構化的能力也不同。其芳性強若之順序為第8頁/共46頁飽和化合物第9頁/共46頁2)

五元雜環(huán)化合物的性質物理性質A.呋喃：無色液體，存于松木焦油中,b.p.31.36oC.

遇鹽酸浸濕的松木片呈綠色。B.噻吩：無色有特殊氣味的液體，存于煤焦油中,b.p.84.16oC.

與吲哚醌在硫酸作用下顯蘭色。C.吡咯：無色液體，存于煤焦油和骨焦油中,b.p.130~131oC.遇鹽酸浸濕的松木片呈紅色。(2)化學性質五元雜環(huán)化合物是5原子6電子的體系，環(huán)上電子云密度比苯環(huán)上的大,故比苯更容易發(fā)生親電取代反應，且一般發(fā)生在a-位上。總的反應活性

吡咯>呋喃>噻吩>苯第10頁/共46頁A.親電取代反應Br2,0oC二惡烷CH3CO2NO2-5~-30oCC5H5N+SO3-ClCH2CH2Cl(CH3)2C=CH2ZnCl2,170oC(CH3CO)2OSnCl4,R.T.第11頁/共46頁Br2,25oCHOAcCH3CO2NO2HOAc,0oCH2SO4,R.T.C6H5COClAlCl3,R.T.第12頁/共46頁B.吡咯的弱酸、弱堿性第13頁/共46頁(3)

糠醛（a-呋喃甲醛）制備：糠醛是呋喃的重要衍生物和有機原料，由米糠制得而得名。米糠、玉米芯、桿等含有多聚戊糖,在烯酸作用下水解、脫水環(huán)化即成糠醛。B.性質a.氧化第14頁/共46頁b.加氫Cr2O3-CuO150oC,100atm

骨架鎳180oC,100atmc.歧化d.脫羰第15頁/共46頁e.與酚縮合酚醛樹脂(5)

噻唑與咪唑噻唑:又稱1,3-硫氮雜茂,其衍生物廣泛存于自然界中.如VB1第16頁/共46頁

噻唑為無色有吡啶氣味的液體，b.p.117oC,與水混溶.環(huán)上的氮原子有堿性,化學性質穩(wěn)定，不易發(fā)生親電取代反應。硫脲氯乙醛第17頁/共46頁B.咪唑:是吡唑的同分異構體，又稱1,3-二氮雜茂。許多重要的天然產物是咪唑的衍生物，如組氨酸：a-氨基-b-(4-咪唑基)丙酸

咪唑因分子間可形成氫鍵,故熔點、沸點較高，且與水互溶.同時分子具有堿性，化學性質穩(wěn)定，有互變異構現象：第18頁/共46頁(6)

吲哚:又稱氮雜茚或稱苯并吡咯。其衍生物在自然界中分布很廣.吲哚色氨酸b-吲哚乙酸

吲哚為結晶固體，能溶于熱水.純吲哚有臭味,但稀釋10000倍后則具有香味,可用于香料。但糞臭素第19頁/共46頁C6H5CO2NO2CH3CN,0oCC5H5N+SO3-C6H6Zn/H3PO4DMF,POCl3H2OBr2,0oC二惡烷H+第20頁/共46頁重要代表物：b-羥基吲哚和靛藍b-羥基吲哚在空氣中可被氧化成靛藍互變異構第21頁/共46頁靛藍是我國古代重要的蘭色染料，其人工合成方法為：O2[O]第22頁/共46頁(7),自然界中重要的吡咯衍生物卟吩第23頁/共46頁葉綠素葉綠醇R=第24頁/共46頁第25頁/共46頁氯化血紅素(血卟啉)第26頁/共46頁§19.3.

六元雜環(huán)化合物

六元雜環(huán)化合物中最重要的是吡啶和嘧啶.吡啶來源吡啶又稱氮雜苯。最初由干餾動物的骨骼得到，其衍生物廣泛存于自然界，一些生物堿中常含有吡啶或氫化吡啶環(huán)。煙堿新煙堿古柯堿(可卡因)第27頁/共46頁(2)

結構與苯相似,N原子的一個sp2雜化軌道上有一對孤電子對第28頁/共46頁結構參數與電荷分布

數據表明吡啶環(huán)中鍵長是平均化的，但電荷分布不均勻?？深A見吡啶環(huán)相當穩(wěn)定，因氮原子上電子云密度大而具有堿性。(3)性質:具有特殊臭味的無色液體，b.p.115oC,

能與水混溶。A.堿性:其堿性強弱有以下次序pKb3.64.758.89.3第29頁/共46頁故可以與酸成鹽可用活潑甲基化合物與I2來進行第30頁/共46頁B.親電取代反應:活性比苯低的多，不發(fā)生F-C反應，且親電取代發(fā)生在b-位.Br2,300oCAlCl3100oCKNO3,H2SO4300oCHgNO3,H2SO4220oC第31頁/共46頁C.親核取代吡啶炔第32頁/共46頁D.還原反應六氫吡啶,又稱呱啶E.氧化反應N-氧化吡啶第33頁/共46頁F.與SO3反應磺化劑(4)重要的衍生物a-正丙基呱啶(毒芹堿）第34頁/共46頁2.嘧啶無色結晶,m.p.22oC,溶于水.堿性比吡啶弱,不易發(fā)生親電取代反應.吡啶衍生物存于自然界中,是VB1主要成分.(Cytosine)胞嘧啶-C重要的嘧啶衍生物：嘧啶衍生物存在互變異構

第35頁/共46頁(Thymine)胸腺嘧啶-T(Uracil)脲嘧啶-U第36頁/共46頁3.喹啉喹啉異喹啉

又名氮雜萘,存于煤焦油中。具有抗癌作用的喜樹堿分子中就含有喹啉環(huán)。喜樹堿喹啉本身具有抗瘧疾作用。

性質:

無色油狀液體,有特殊氣味，b.p.238oC,不溶于水。弱減性，親電取代反應進入苯環(huán)，親核取代反應進入吡啶環(huán)。第37頁/共46頁HNO3/H2SO4

0oCH2SO4

22

0oCBr2,

H2SO4Ag2SO4NaNH2100oCSn/HCl第38頁/共46頁HNO3/H2SO4NaNH2NH3(l)4.嘌呤9H-嘌呤7H-嘌呤異喹啉第39頁/共46頁(Adenine)腺嘌呤-A(Guanine)鳥嘌呤-G次黃嘌呤黃嘌呤尿酸重要的嘌呤衍生物：第40頁/共46頁§19.4.生物堿

生物堿是指一類存在于生物體中的結構復雜，生理作用很強的含氮堿性有機物。主要存在于植物中，也叫植物堿。(1),煙堿

主要存在于煙草中(2),顛茄堿顛茄堿可用于醫(yī)治胃和十二指腸潰瘍,可作為有機磷及銻劑中毒的解毒劑。第41頁/共46頁(3),黃麻堿顛茄堿分中含的氮雜環(huán)叫托烷第42頁/共46頁(4),金雞納堿