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1、第十六章杂环化合物(2)1现在学习的是第1页，共35页二、二、杂环化合物的命名：杂环化合物的命名：1.音译法：音译法：2.杂环及环上取代基的编号：杂环及环上取代基的编号：在同音汉字左边在同音汉字左边+口字。口字。(1)母体杂环的编号：母体杂环的编号：杂原子的编号为杂原子的编号为“1”。杂原子邻杂原子邻现在学习的是第2页，共35页位的碳原子也可依次用位的碳原子也可依次用、编号。编号。当环上有不同杂原子时，按当环上有不同杂原子时，按OSN的次序编号。若的次序编号。若环上连有不同的取代基，其编号按次序规则和最低系列。环上连有不同的取代基，其编号按次序规则和最低系列。如：如：现在学习的是第3页，共35
2、页三、三、结构与芳香性结构与芳香性1、杂环化合物为什么具有芳香性？、杂环化合物为什么具有芳香性？现在学习的是第4页，共35页 现在学习的是第5页，共35页 1.五元杂环化合物五元杂环化合物2、具有芳香性的杂环与苯环的异同点、具有芳香性的杂环与苯环的异同点 (1)由此可见，苯分子中的键长完全平均化，而五元由此可见，苯分子中的键长完全平均化，而五元杂环化合物分子中的键长只是有一定程度的平均化。因此杂环化合物分子中的键长只是有一定程度的平均化。因此五元杂环化合物的芳香性比苯差。其芳香性次序是：五元杂环化合物的芳香性比苯差。其芳香性次序是：离域能：离域能：150.5 117 88 67 kj/mol现
3、在学习的是第6页，共35页 (2)五元杂环化合物是富电子体系，而苯环为等电子五元杂环化合物是富电子体系，而苯环为等电子体系，故环上的电子云密度比苯高，其亲电取代反应比苯体系，故环上的电子云密度比苯高，其亲电取代反应比苯容易，尤其易发生在容易，尤其易发生在-位。杂原子的存在相当于在环上位。杂原子的存在相当于在环上引入了引入了 NH2、OH、SH 等活化基团而使环活化，等活化基团而使环活化，故进行亲电取代反应的活泼顺序是：故进行亲电取代反应的活泼顺序是：2.六元杂环化合物六元杂环化合物 吡啶环的键长也发生了较大程度吡啶环的键长也发生了较大程度的平均化，的平均化，C C键虽与苯相似，但键虽与苯相似，
4、但C N键变化很大，因此，其芳香性键变化很大，因此，其芳香性 现在学习的是第7页，共35页也比苯差。也比苯差。吡啶和苯虽然都属等电子体系，但因吡啶和苯虽然都属等电子体系，但因氮原子的电负性较大，从而使环上的电子氮原子的电负性较大，从而使环上的电子云密度降低云密度降低，故其亲电取代反应性能不但，故其亲电取代反应性能不但比苯差，且亲电取代反应发生在电子云密度较高的比苯差，且亲电取代反应发生在电子云密度较高的-位。这一特性位。这一特性很类似于硝基苯。很类似于硝基苯。综上所述，五元、六元杂环化合物虽然都具有芳香性，但综上所述，五元、六元杂环化合物虽然都具有芳香性，但其环上的电子云的密度是不同的，其电子
5、云密度由高到低的顺其环上的电子云的密度是不同的，其电子云密度由高到低的顺序是：序是：现在学习的是第8页，共35页第二节第二节 五元杂环化合物的化学性质五元杂环化合物的化学性质一、亲电取代反应一、亲电取代反应 五元杂环化合物进行亲电取代反应的特点是：使用较五元杂环化合物进行亲电取代反应的特点是：使用较为温和的试剂或反应条件。为温和的试剂或反应条件。五元杂环化合物亲电取代反应发生在五元杂环化合物亲电取代反应发生在-位可用共振位可用共振现在学习的是第9页，共35页论解释：论解释：*亲电取代反应的活性顺序：亲电取代反应的活性顺序：吡咯吡咯 呋喃呋喃 噻吩噻吩 苯苯现在学习的是第10页，共35页（2）加
6、成反应（催化加氢、狄）加成反应（催化加氢、狄阿反应）阿反应）共轭二烯性：呋喃共轭二烯性：呋喃 吡咯吡咯 噻吩噻吩THF现在学习的是第11页，共35页（3）吡咯的弱碱性和弱酸性）吡咯的弱碱性和弱酸性 弱碱性：由于弱碱性：由于N上未共用电子参与环的共轭，碱性极弱，弱上未共用电子参与环的共轭，碱性极弱，弱于苯胺于苯胺+KOH（固）（固）+K+NH2-+RMgX1.81D现在学习的是第12页，共35页第三节第三节 六元杂环化合物的化学性质六元杂环化合物的化学性质一、吡啶的化学性质一、吡啶的化学性质 1.碱性与成盐：碱性与成盐：现在学习的是第13页，共35页 吡啶环上有供电子基时将使碱性增强。如：吡啶环
7、上有供电子基时将使碱性增强。如：pka 5.17 5.79 5.68 6.02现在学习的是第14页，共35页 吡啶既然是一个碱，遇酸便形成稳定的盐。吡啶既然是一个碱，遇酸便形成稳定的盐。如果用非质子的硝化试剂、磺化试剂，或用卤素、卤如果用非质子的硝化试剂、磺化试剂，或用卤素、卤代烷、酰氯与吡啶环进行反应，也将形成相应的吡啶盐：代烷、酰氯与吡啶环进行反应，也将形成相应的吡啶盐：现在学习的是第15页，共35页 如前所述，吡啶的亲电取代反应困难，需在较强如前所述，吡啶的亲电取代反应困难，需在较强的条件下方可发生，且发生在的条件下方可发生，且发生在-位。位。显然，当吡啶环上连有供电子基团时，将有利于亲
8、电显然，当吡啶环上连有供电子基团时，将有利于亲电取代反应的发生；反之，就更加难以进行亲电取代反应。取代反应的发生；反之，就更加难以进行亲电取代反应。2.吡啶环上的亲电取代反应吡啶环上的亲电取代反应现在学习的是第16页，共35页 3.吡啶环上的亲核取代反应吡啶环上的亲核取代反应 吡啶环的亲核取代反应主要发生在吡啶环的亲核取代反应主要发生在-位和位和-位，被位，被取代的可以是氢原子，也可以是易于离去的基团。如：取代的可以是氢原子，也可以是易于离去的基团。如：现在学习的是第17页，共35页4.氧化还原反应氧化还原反应（1）吡啶环对氧化剂稳定（对氧化作用比苯环更稳）吡啶环对氧化剂稳定（对氧化作用比苯环
9、更稳定）定）现在学习的是第18页，共35页（2）吡啶为）吡啶为3O胺，易被过氧化物（如过氧酸或过胺，易被过氧化物（如过氧酸或过氧化氢的醋酸溶液）氧化成氧化物氧化氢的醋酸溶液）氧化成氧化物（3）还原反应：吡啶对还原剂比苯环活泼）还原反应：吡啶对还原剂比苯环活泼现在学习的是第19页，共35页一、吲哚一、吲哚第四节第四节 稠合杂环化合物的化学性质稠合杂环化合物的化学性质亲电取代反应亲电取代反应现在学习的是第20页，共35页现在学习的是第21页，共35页 (1)亲电取代反应亲电取代反应二、二、喹啉喹啉现在学习的是第22页，共35页 (2)亲核取代反应亲核取代反应 (3)氧化反应氧化反应现在学习的是第2
10、3页，共35页第五节与生物有关的杂环及其衍生物一、a-呋喃甲醛呋喃唑酮（痢特灵）现在学习的是第24页，共35页二、吡咯环叶绿素、血红素和维生素B12卟吩血红素吡咯的衍生物广泛分布于自然界中，叶绿素、血红素和维生素B12都是吡咯的衍生物，它们具有重要生理作用，它们的结构中都含有卟吩环的基本骨架。现在学习的是第25页，共35页三、吡啶环维生素PP、维生素B6及雷米封现在学习的是第26页，共35页核酸一、核酸的组成成分含核糖的核酸称为核糖核酸(RNA)，主要存在于细胞浆中；含去氧核糖的核酸称为去氧核糖核酸(DNA)，主要存在于细胞核中。现在学习的是第27页，共35页2、碱基组分嘌呤和嘧啶的衍生物胞嘧
11、啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）RNA碱基：ACGUDNA碱基：ACGT现在学习的是第28页，共35页现在学习的是第29页，共35页核苷腺嘌呤核苷鸟嘌呤核苷脲嘧啶核苷胞嘧啶核苷现在学习的是第30页，共35页核苷酸腺苷3磷酸腺苷5磷酸现在学习的是第31页，共35页DNA多核苷酸结构磷酸酯键现在学习的是第32页，共35页RNA的多核苷酸结构现在学习的是第33页，共35页高级结构中的碱及配对现在学习的是第34页，共35页生物碱生物碱的概念生物碱是生物体内一类含氮的具有显著生理活性的有机碱性化合物的总称。生物碱大多存在于植物中，故又称植物碱。常见的生物碱1.麻黄碱(麻黄素)D-(-)-麻黄碱L-(+)-伪麻黄碱现在学习的是第35页，共35页