六元雜環(huán)化合物課件

第十五章雜環(huán)化合物

第十五章雜環(huán)化合物第一節(jié)雜環(huán)化合物的分類和命名一、分類二、命名雜環(huán)的命名常用音譯法，是按外文名詞音譯成帶“口”字旁的同音漢字。第一節(jié)雜環(huán)化合物的分類和命名一、分類第二節(jié)五元雜環(huán)化合物一、呋喃、噻吩、吡咯雜環(huán)的結(jié)構(gòu)呋喃、噻吩、吡咯在結(jié)構(gòu)上具有共同點，即構(gòu)成環(huán)的五個原子都為sp2雜化，故成環(huán)的五個原子處在同一平面，雜原子上的孤對電子參與共軛形成共軛體系，其π電子數(shù)符合休克爾規(guī)則（π電子數(shù)=4n+2），所以，它們都具有芳香性。第二節(jié)五元雜環(huán)化合物一、呋喃、噻吩、吡咯雜環(huán)的結(jié)構(gòu)二、呋喃、噻吩、吡咯的性質(zhì)（一）存在與物理性質(zhì)（二）光譜性質(zhì)（三）化學性質(zhì)1．親電取代反應(yīng)

從結(jié)構(gòu)上分析，五元雜環(huán)為Π56共軛體系，電荷密度比苯大，如以苯環(huán)上碳原子的電荷密度為標準（作為0），則五元雜環(huán)化合物的有效電荷分布為：

二、呋喃、噻吩、吡咯的性質(zhì)（一）存在與物理性質(zhì)鹵代反應(yīng)不需要催化劑，要在較低溫度和進行。硝化反應(yīng)不能用混酸硝化，一般是用乙?；跛狨?CH3COONO2)作硝化試劑，在低溫下進行?；腔磻?yīng)呋喃、吡咯不能用濃硫酸磺化，要用特殊的磺化試劑——吡啶三氧化硫的絡(luò)合物，噻吩可直接用濃硫酸磺化。親電取代反應(yīng)的活性為：吡咯>呋喃>噻吩>苯，主要進入α-位。說明：吡咯、呋喃、噻吩的親電取代反應(yīng)，對試劑及反應(yīng)條件必須有所選擇和控制。鹵代反應(yīng)不需要催化劑，要在較低溫度和進行。親電取代反2．加氫反應(yīng)2．加氫反應(yīng)3．呋喃、吡咯的特性反應(yīng)(1)呋喃易起D-A反應(yīng)3．呋喃、吡咯的特性反應(yīng)(1)呋喃易起D-A反應(yīng)（2）吡咯的弱酸性和弱堿性吡咯雖然是一個仲胺，但堿性很弱。

吡咯具有弱酸性，其酸性介與乙醇和苯酚之間。（2）吡咯的弱酸性和弱堿性吡咯雖然是一個仲胺，但堿性很弱。三、重要的五元雜環(huán)衍生物（一）糠醛（α-呋喃甲醛）1．制備由農(nóng)副產(chǎn)品如甘蔗雜渣、花生殼、高粱桿、棉子殼……用稀酸加熱蒸煮制取。三、重要的五元雜環(huán)衍生物（一）糠醛（α-呋喃甲醛）同有α-H的醛的一般性質(zhì)。（1）氧化還原反應(yīng)2．糠醛的性質(zhì)

同有α-H的醛的一般性質(zhì)。2．糠醛的性質(zhì)（2）歧化反應(yīng)

（3）羥醛縮合反應(yīng)

（4）安息香縮合反應(yīng)（2）歧化反應(yīng)3．糠醛的用途

糠醛是良好的溶劑，常用作精練石油的溶劑，以溶解含硫物質(zhì)及環(huán)烷烴等。可用于精制松香，脫出色素，溶解硝酸纖維素等。糠醛廣泛用于油漆及樹脂工業(yè)。3．糠醛的用途糠醛是良好的溶劑，常用作精練石油的溶劑（二）吡咯的重要衍生物

最重要的吡咯衍生物是含有四個吡咯環(huán)和四個次甲基(-CH=)交替相連組成的大環(huán)化合物。其取代物稱為卟啉族化合物。

卟啉族化合物廣泛分布與自然界。血紅素，葉綠素都是含環(huán)的卟啉族化合物。在血紅素中環(huán)絡(luò)合的是Fe，葉綠素環(huán)絡(luò)合的是Mg。（二）吡咯的重要衍生物最重要的吡咯衍生物是含有四個四、噻唑和咪唑1．噻唑噻唑是含一個硫原子和一個氮原子的五元雜環(huán)，無色，有吡啶臭味的液體，沸點117℃，與水互溶，有弱堿性，是穩(wěn)定的化合物。一些重要的天然產(chǎn)物幾合成藥物含有噻唑結(jié)構(gòu)，如青霉素、維生素B1等。青霉素四、噻唑和咪唑1．噻唑維生素B1（VB1）維生素B1（VB1）第三節(jié)六元雜環(huán)化合物

六元雜環(huán)化合物中最重要的有吡啶、嘧啶和吡喃等。第三節(jié)六元雜環(huán)化合物六元雜環(huán)化合物中最重要的有吡啶、嘧一、吡啶

(一)來源、制法和應(yīng)用吡啶存在于煤焦油頁巖油和骨焦油中，吡啶衍生物廣泛存在于自然界，例如，植物所含的生物堿不少都具有吡啶環(huán)結(jié)構(gòu)，維生素PP、維生素B6、輔酶Ⅰ及輔酶Ⅱ也含有吡啶環(huán)。吡啶是重要的有機合成原料（如合成藥物）、良好的有機溶劑和有機合成催化劑。吡啶的工業(yè)制法可由糠醇與氨共熱（500℃）制得，也可從乙炔制備。吡啶為有特殊臭味的無色液體，沸點115.5℃，相對密度0.982，可與水、乙醇、乙醚等任意混和。一、吡啶(一)來源、制法和應(yīng)用（二）吡啶的結(jié)構(gòu)由于吡啶環(huán)的N上在環(huán)外有一孤對電子，故吡啶環(huán)上的電荷分布不均。

（二）吡啶的結(jié)構(gòu)由于吡啶環(huán)的N上在環(huán)外有一孤對電子，故吡啶環(huán)（三）吡啶的性質(zhì)1．堿性與成鹽吡啶的環(huán)外有一對未作用的孤對電子，具有堿性，易接受親電試劑而成鹽。吡啶的堿性小于氨大于苯胺。（三）吡啶的性質(zhì)1．堿性與成鹽吡啶易與酸和活潑的鹵代物成鹽。吡啶易與酸和活潑的鹵代物成鹽。2．親電取代反應(yīng)2．親電取代反應(yīng)3．氧化還原反應(yīng)（1）氧化反應(yīng)3．氧化還原反應(yīng)（1）氧化反應(yīng)（2）還原反應(yīng)吡啶比苯易還原，用鈉加乙醇、催化加氫均使吡啶還原為六氫吡啶（即胡椒啶）。4．親核取代（2）還原反應(yīng)4．親核取代二、嘧啶及其衍生物

嘧啶本身不存在于自然界，其衍生物在自然界分布很廣，脲嘧啶、胞嘧啶、胸腺嘧啶是遺傳物質(zhì)核酸的重要組成部分，微生素B1也含有嘧啶環(huán)。合成藥物的磺胺嘧啶也含這種結(jié)構(gòu)。二、嘧啶及其衍生物嘧啶本身不存在于自然界，其衍生物在第四節(jié)稠雜環(huán)化合物

稠雜環(huán)化合物是指苯環(huán)與雜環(huán)稠合或雜環(huán)與雜環(huán)稠合在一起的化合物。常見的有喹啉、吲哚和嘌呤。第四節(jié)稠雜環(huán)化合物稠雜環(huán)化合物是指苯環(huán)與雜環(huán)稠合

一、吲哚

吲哚是白色結(jié)晶，熔點52.5℃。極稀溶液有香味，可用作香料，濃的吲哚溶液有糞臭味。一、吲哚吲哚是白色結(jié)晶，熔點52.5℃。極稀溶液有香吲哚的性質(zhì)與吡咯相似，也可發(fā)生親電取代反應(yīng)，取代基進入β-位。吲哚的性質(zhì)與吡咯相似，也可發(fā)生親電取代反應(yīng)，取代基進入β-位二、喹啉1．喹啉的性質(zhì)（1）取代反應(yīng)二、喹啉1．喹啉的性質(zhì)（2）氧化還原反應(yīng)（2）氧化還原反應(yīng)2．喹啉環(huán)的合成法——斯克勞普（Skraup）法：

喹啉的合成方法有多種，常用的是斯克勞普法。是用苯胺與甘油、濃硫酸及一種氧化劑如硝基苯共熱而生成。2．喹啉環(huán)的合成法——斯克勞普喹啉的合成方法有多種，3．喹啉的衍生物喹啉的衍生物在自然界存在很多，如奎寧、氯喹、罌粟堿、嗎啡等。3．喹啉的衍生物喹啉的衍生物在自然界存在很多，如奎寧、氯喹、六元雜環(huán)化合物ppt課件三、嘌呤

嘌呤為無色晶體，m.p216~217℃，易溶于水，其水溶液呈中性，但能與酸或堿成鹽。純嘌呤環(huán)在自然界不存在，嘌呤的衍生物廣泛存在于動植物體內(nèi)。三、嘌呤嘌呤為無色晶體，m.p216~217℃，易溶1．尿酸

存在于鳥類及爬蟲類的排泄物中，含量很多，人尿中也含少量。

2．黃嘌呤

存在于茶葉及動植物組織和人尿中。1．尿酸3．咖啡堿、茶堿和可可堿

三者都是