第17章 杂环化合物.ppt

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1、第17章 杂环化合物一、命名命名:一般采用国际上通用的英文名称的音译法一般采用国际上通用的英文名称的音译法呋喃噻吩吡咯吡啶嘧啶喹啉吲哚吡唑吡唑咪唑咪唑噁唑噁唑噻唑噻唑PyrazoleImidazoleOxazoleThiazole2-甲基-5-乙基呋喃-甲基-乙基呋喃4-甲基吡啶-甲基吡啶5-硝基-2-呋喃甲醛-硝基-呋喃甲醛如含有两个不同杂原子，则两杂原子的编号尽可能小，并使杂原子上连有H原子或取代基原子或取代基的杂原子位次最小。1,4-二甲基-5-溴咪唑如杂环上有取代基，应从如杂环上有取代基，应从杂原子杂原子开始编号，并尽开始编号，并尽可能使取代基的位次较小。可能使取代基的位次较小。若两杂

2、原子不同，则按O、S、N的顺序编号5-甲基噻唑苯并呋喃苯并呋喃苯并噻吩苯并噻吩苯并吡咯苯并吡咯BenzofuranThionapheneIndole苯并噁唑苯并噁唑苯并噻唑苯并噻唑苯并咪唑苯并咪唑BenzoxazoleBenzothiazoleBenzoimidazole吡啶吡啶哒嗪哒嗪嘧啶嘧啶吡嗪吡嗪PyridinePyridazinePyrimidinePyrazine喹啉喹啉异喹啉异喹啉吖啶吖啶QuinolineIsoquinolineAcridine二、二、五元五元杂环化合物化合物1、结构和芳香性呋喃、噻吩、吡咯一个闭合的一个闭合的环状共轭体系环状共轭体系符合休克尔符合休克尔4n+2规

3、则，都具有规则，都具有芳香性芳香性离域能离域能呋喃、吡咯和噻吩的离域能分别为：呋喃、吡咯和噻吩的离域能分别为：67kJmol-1、88kJmol-1和和117kJmol-1比苯的离域能（比苯的离域能（150.5kJmol-1）低，但比大多数共轭低，但比大多数共轭二烯烃的离域能（约二烯烃的离域能（约1228kJmol-1）要大得多。要大得多。1）亲电取代反应注意注意:亲电取代反应活性:吡咯呋喃噻吩苯反应主要发生在反应主要发生在-位位烯丙型较稳定2、呋喃、噻吩和吡咯化学性质呋喃、噻吩和吡咯化学性质呋喃、噻吩在室温与氯或溴反应很激烈，得到多卤代物。若在温和条件下，如用溶剂稀释及采用低温，可得到一卤代

4、物，不活泼的碘则需在催化剂作用下进行。（1）卤化二恶烷口0，吡咯极易卤化生成四卤吡咯。呋喃和吡咯很易被氧化，遇无机酸容易发生聚合，因而不能用硝酸硝化。通常用比较温和的非质子硝化试剂，如用硝酸乙酰酯（2）硝化（3）磺化吡咯和呋喃也不能用硫酸直接磺化，要用温和的非质子磺化试剂。噻噻吩吩是是这这些些五五元元杂杂环环化化合合物物中中最最稳稳定定的的一一个个,可在可在室温室温下直接磺化：下直接磺化：苯和噻吩的分离苯和噻吩的分离应用应用:（4）烷基化和酰基化）烷基化和酰基化吡咯吡咯烷基化烷基化反应时易得混合物，因此用途不大。反应时易得混合物，因此用途不大。吡咯可用乙酐进行酰基化。吡咯可用乙酐进行酰基化。（

5、5）呋喃的特殊反应）呋喃的特殊反应碱性极弱，比苯胺的碱性还要弱得多。2吡咯的特殊反应吡咯的特殊反应酸性比醇强而比酚弱醇强而比酚弱含氮化合物的碱性顺序：含氮化合物的碱性顺序：仲胺伯胺仲胺伯胺叔胺氨叔胺氨苯胺吡咯苯胺吡咯糠醛具有一般醛醛基的性质，如可以发生银镜反应3糠醛糠醛说明说明三、三、三、三、咪唑、吡唑和噻唑咪唑、吡唑和噻唑咪唑、吡唑和噻唑咪唑、吡唑和噻唑 （自学）（自学）（自学）（自学）四、一些具有生理活性五元杂环化合物四、一些具有生理活性五元杂环化合物呋喃唑酮（痢特灵）呋喃唑酮（痢特灵）呋喃丙胺呋喃丙胺（抗血吸虫药抗血吸虫药）卟吩胆色素原卟吩胆色素原;通过生物体内特定酶的作用可转变成通过生

6、物体内特定酶的作用可转变成卟啉、叶绿素和维生素卟啉、叶绿素和维生素B12等重要生物活性物质等重要生物活性物质3-吲哚乙酸吲哚乙酸(植物生长促进剂植物生长促进剂)长春碱长春碱(R=CH3);长春新碱长春新碱(R=CHO);抗癌药抗癌药维生素维生素B1青霉素青霉素G五、五、六元杂环化合物六元杂环化合物1、结构和芳香性sp2杂化符合休克尔4n+2规则一个闭合的共轭体系具有芳香性。2、吡啶的性质吡啶的性质）弱碱性）弱碱性（pKb=8.8）碱碱性性:仲仲胺胺伯伯胺胺叔叔胺胺氨氨吡吡啶啶苯苯胺胺吡吡咯咯吡啶及其衍生物能溶于强酸，用于吡啶及其衍生物能溶于强酸，用于鉴别、分离与提纯鉴别、分离与提纯2）亲电取代

7、反应亲电取代反应亲电取代反应发生在亲电取代反应发生在位位1）亲电取代反应活性）亲电取代反应活性:吡啶吡啶苯环苯环噻吩噻吩呋喃呋喃吡咯吡咯2）吡啶环不能发生傅氏反应吡啶环不能发生傅氏反应。3）亲电取代反应发生在）亲电取代反应发生在位。位。注意注意:3亲核取代反应亲核取代反应齐齐巴宾齐齐巴宾反应反应4.氧化还原反应氧化还原反应吡啶比苯稳定，不易被氧化吡啶比苯稳定，不易被氧化侧链可侧链可氧化生成相应的吡啶氧化生成相应的吡啶甲酸甲酸。例如：例如：吡啶可被催化加氢或用乙醇和钠还原而成为六氢吡啶。烟酰胺烟酰胺(维生素维生素pp)异烟酰肼（雷米封）异烟酰肼（雷米封）抗结核药抗结核药维生素维生素B B6 6烟

8、酰二乙胺（可拉明）烟酰二乙胺（可拉明）中枢神经兴奋药中枢神经兴奋药常见吡啶衍生物常见吡啶衍生物六、喹啉和异喹啉六、喹啉和异喹啉与吡啶类似与吡啶类似,喹啉和异喹啉都有弱碱性（喹喹啉和异喹啉都有弱碱性（喹啉：啉：pKb=9.15；异喹啉；异喹啉pKb=8.86）。）。喹啉和异喹啉的亲电取代反应（如硝化、喹啉和异喹啉的亲电取代反应（如硝化、磺化、溴化等）比吡啶容易，亲电试剂主要进磺化、溴化等）比吡啶容易，亲电试剂主要进攻苯环部分。攻苯环部分。亲核取代反应则发生在吡啶环上，其中喹啉亲核取代反应则发生在吡啶环上，其中喹啉主要在主要在2-位取代，而异喹啉主要在位取代，而异喹啉主要在1-位。位。七、嘌呤七、嘌呤嘌呤是由一个咪唑环和一个嘧啶环稠合而嘌呤是由一个咪唑环和一个嘧啶环稠合而成的一类重要化合物成的一类重要化合物茶碱茶碱咖啡碱咖啡碱可可碱可可碱腺嘌呤腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤鸟嘌呤(guanine,G)作业：作业：1、1）3）5）7）；）；2；7