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1、第十四杂环化合物第1页，此课件共56页哦杂环化合物杂环化合物杂环化合物杂环化合物 (Heterocyclic Compounds)(Heterocyclic Compounds)(Heterocyclic Compounds)(Heterocyclic Compounds)是指构是指构是指构是指构成环的原子除了碳原子之外还有其它原子的环状成环的原子除了碳原子之外还有其它原子的环状成环的原子除了碳原子之外还有其它原子的环状成环的原子除了碳原子之外还有其它原子的环状化合物。杂环中除碳原子以外的原子都叫做杂原化合物。杂环中除碳原子以外的原子都叫做杂原化合物。杂环中除碳原子以外的原子都叫做杂原化合物。
2、杂环中除碳原子以外的原子都叫做杂原子。最常见的杂原子是子。最常见的杂原子是子。最常见的杂原子是子。最常见的杂原子是氮、氧和硫氮、氧和硫氮、氧和硫氮、氧和硫 概概概概 述述述述第2页，此课件共56页哦本章讨论比较稳定、具有一定程度芳香性本章讨论比较稳定、具有一定程度芳香性本章讨论比较稳定、具有一定程度芳香性本章讨论比较稳定、具有一定程度芳香性（键电键电键电键电子数：子数：子数：子数：4n4n2 2）的杂环化合物，这的杂环化合物，这的杂环化合物，这的杂环化合物，这类化合物具有芳香性，通称为芳（香）杂环类化合物具有芳香性，通称为芳（香）杂环类化合物具有芳香性，通称为芳（香）杂环类化合物具有芳香性，通
3、称为芳（香）杂环化合物化合物化合物化合物（aromatic heterocyclesaromatic heterocycles）苯苯苯苯 吡啶吡啶吡啶吡啶 吡咯吡咯吡咯吡咯 呋喃呋喃呋喃呋喃第3页，此课件共56页哦一、分类和命名一、分类和命名 杂环化合物可按环的大小：杂环化合物可按环的大小：五元杂环和六元杂环五元杂环和六元杂环 按杂环中杂原子数目的多少：按杂环中杂原子数目的多少：含有一个杂原子和含有两个以上杂原子的杂环含有一个杂原子和含有两个以上杂原子的杂环 按环的形式：按环的形式：单杂环和稠杂环单杂环和稠杂环 1.分类分类第4页，此课件共56页哦第5页，此课件共56页哦1.分类分类2.命名命
4、名杂环化合物的命名按杂环化合物的命名按杂环化合物的命名按杂环化合物的命名按IUPAC IUPAC 命名原则规定命名原则规定命名原则规定命名原则规定,保保保保留特定的留特定的留特定的留特定的4545个杂环化合物的俗名和半俗名并作个杂环化合物的俗名和半俗名并作个杂环化合物的俗名和半俗名并作个杂环化合物的俗名和半俗名并作为命名的基础。以此原则为准，我国多采用为命名的基础。以此原则为准，我国多采用为命名的基础。以此原则为准，我国多采用为命名的基础。以此原则为准，我国多采用“音音音音译法译法译法译法”，即按英文名称的读音，选用同音口字旁，即按英文名称的读音，选用同音口字旁，即按英文名称的读音，选用同音口
5、字旁，即按英文名称的读音，选用同音口字旁的汉字的汉字的汉字的汉字 （“口口口口”字旁表示为杂环）对杂环化合物字旁表示为杂环）对杂环化合物字旁表示为杂环）对杂环化合物字旁表示为杂环）对杂环化合物进行命名进行命名进行命名进行命名 命名时需要记住母环名称，编号时不同的母环命名时需要记住母环名称，编号时不同的母环有不同的编号方法有不同的编号方法第6页，此课件共56页哦呋喃呋喃呋喃呋喃(furan)(furan)噻吩噻吩噻吩噻吩(thiophene)(thiophene)吡咯吡咯吡咯吡咯(pyrrole)(pyrrole)OO1 12 23 34 4 5 5 S S1 12 23 34 45 5 5 5
6、N NH H1 12 23 34 4 （1）含一个杂原子的五元环含一个杂原子的五元环当环上有取代基时，对环上的原子编号，当环上有取代基时，对环上的原子编号，当环上有取代基时，对环上的原子编号，当环上有取代基时，对环上的原子编号，从杂原子开始，使取代基位号尽可能小。从杂原子开始，使取代基位号尽可能小。从杂原子开始，使取代基位号尽可能小。从杂原子开始，使取代基位号尽可能小。第7页，此课件共56页哦5 5硝基硝基硝基硝基2 2 2呋喃甲醛呋喃甲醛呋喃甲醛呋喃甲醛噻吩噻吩噻吩噻吩噻吩噻吩2 2 2磺酸磺酸磺酸磺酸磺酸磺酸S SS SOO3 3 3H HOOOO2 2 2N NCHOCHO第8页，此课件
7、共56页哦（2）含两个杂原子的五元环含两个杂原子的五元环异噻唑异噻唑异噻唑异噻唑异噻唑异噻唑(isothiazole)(isothiazole)(isothiazole)吡唑吡唑吡唑吡唑吡唑吡唑(pyrazole)(pyrazole)(pyrazole)异噁唑异噁唑异噁唑异噁唑异噁唑异噁唑(isoxazole)(isoxazole)(isoxazole)编号从杂原子开始，选择杂原子的顺序为：编号从杂原子开始，选择杂原子的顺序为：编号从杂原子开始，选择杂原子的顺序为：编号从杂原子开始，选择杂原子的顺序为：OO S S S NHNH N=N=1 12 23 34 45 5N NOO1 12 23
8、34 45 5N NS SN NN NH H1 12 23 34 45 5第9页，此课件共56页哦噁唑噁唑噁唑噁唑噁唑噁唑(oxazole)(oxazole)(oxazole)噻唑噻唑噻唑噻唑噻唑噻唑(thiazole)(thiazole)(thiazole)咪唑咪唑咪唑咪唑咪唑咪唑(inidazole)(inidazole)(inidazole)N NOO1 1 12 23 34 4 45 5N NS S S1 12 23 3 34 45 5 5N NN NH H1 1 12 23 3 34 45 52 2 2乙基噻唑乙基噻唑乙基噻唑乙基噻唑5 5 5硝基咪唑硝基咪唑硝基咪唑硝基咪唑第10页
9、，此课件共56页哦（3）含一个杂原子的六元环含一个杂原子的六元环吡啶吡啶吡啶吡啶吡啶吡啶(pyridine)(pyridine)(pyridine)吡喃吡喃吡喃吡喃吡喃吡喃(pyran)(pyran)(pyran)-吡喃酮吡喃酮吡喃酮吡喃酮吡喃酮吡喃酮(-pyrone)(-pyrone)(-pyrone)-吡喃酮吡喃酮吡喃酮吡喃酮吡喃酮吡喃酮(-pyrone)(-pyrone)(-pyrone)N NN1 1 12 2 23 3 34 4 45 5 56 6 6O OO1 1 12 2 23 3 34 4 45 5 56 6 61 1 12 2 23 3 34 4 45 5 56 6 6O O
10、OO OO1 1 12 2 23 3 34 4 45 5 56 6 6O OOO OO 2 2甲基吡啶甲基吡啶甲基吡啶甲基吡啶 甲基吡甲基吡甲基吡甲基吡甲基吡甲基吡啶啶啶啶啶啶4 4 4吡啶甲酸吡啶甲酸吡啶甲酸吡啶甲酸 吡吡吡吡吡吡啶啶啶啶啶啶甲酸甲酸甲酸甲酸甲酸甲酸第11页，此课件共56页哦（4 4）含两个杂原子的六元环含两个杂原子的六元环含两个杂原子的六元环含两个杂原子的六元环哒嗪哒嗪哒嗪哒嗪(pyridazine)(pyridazine)嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶(pyrimidine)(pyrimidine)吡嗪吡嗪吡嗪吡嗪吡嗪吡嗪(pyrazine)(pyrazine)(pyrazin
11、e)1 12 23 34 45 56 6N NN NN NN N1 12 23 34 45 56 61 12 23 34 45 56 6N NN N2 2氨基嘧啶氨基嘧啶氨基嘧啶氨基嘧啶2,42,4二氨基嘧啶二氨基嘧啶二氨基嘧啶二氨基嘧啶第12页，此课件共56页哦（5 5）稠杂环命名稠杂环命名稠杂环命名稠杂环命名喹啉喹啉喹啉喹啉喹啉喹啉(quinoline)(quinoline)(quinoline)异喹啉异喹啉异喹啉异喹啉异喹啉异喹啉(isoquinoline)(isoquinoline)(isoquinoline)苯并吡喃苯并吡喃苯并吡喃苯并吡喃苯并吡喃苯并吡喃(benzopyran)(b
12、enzopyran)(benzopyran)苯并苯并苯并苯并苯并苯并-吡喃酮吡喃酮吡喃酮吡喃酮吡喃酮吡喃酮(benzo-(benzo-(benzo-pyrone)pyrone)pyrone)嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤(purine)(purine)(purine)吲哚吲哚吲哚吲哚吲哚吲哚 (indole)(indole)(indole)N NN1 1 12 2 23 3 34 4 45 5 56 6 67 7 78 8 8N NN1 1 12 2 23 3 34 4 45 5 56 6 67 7 78 8 81 1 12 2 23 3 34 4 45 5 56 6 67 7 78 8 8O OO
13、O OOO OON NH H 1 12 23 34 45 56 67 7N N NN N NN N NH H HN N N1 1 12 2 23 3 34 4 45 5 56 6 67 7 78 8 89 9 9 第13页，此课件共56页哦N N NS S SO OO3 33H H HI I IO OOH H H2 2 2吲哚乙酸吲哚乙酸吲哚乙酸吲哚乙酸7 7碘碘碘碘8 8羟基羟基羟基羟基羟基羟基5 5 5喹啉磺酸喹啉磺酸喹啉磺酸喹啉磺酸喹啉磺酸喹啉磺酸第14页，此课件共56页哦（6 6）几点说明几点说明几点说明几点说明*有的环有两种或多种异构体，为了区别，还必须有的环有两种或多种异构体，为了
14、区别，还必须有的环有两种或多种异构体，为了区别，还必须有的环有两种或多种异构体，为了区别，还必须有的环有两种或多种异构体，为了区别，还必须有的环有两种或多种异构体，为了区别，还必须标明环上一个或多个氢原子所在的位置，即在名标明环上一个或多个氢原子所在的位置，即在名标明环上一个或多个氢原子所在的位置，即在名标明环上一个或多个氢原子所在的位置，即在名称前面加上标位的阿拉伯数字及斜体大写的称前面加上标位的阿拉伯数字及斜体大写的称前面加上标位的阿拉伯数字及斜体大写的称前面加上标位的阿拉伯数字及斜体大写的“H HH ”。这种氢则称为这种氢则称为这种氢则称为这种氢则称为“指示氢指示氢指示氢指示氢”或或或或
15、或或“标氢标氢标氢标氢”1 1HH吡咯吡咯吡咯吡咯 3 3HH吡咯吡咯吡咯吡咯吡咯吡咯4 4 4HH吡喃吡喃吡喃吡喃 2 2H HH吡喃吡喃吡喃吡喃1 1HH吲哚吲哚吲哚吲哚吲哚吲哚 3 3H HH吲哚吲哚吲哚吲哚吲哚吲哚第15页，此课件共56页哦*含活泼氢的杂环及其衍生物，可能存在互变异含活泼氢的杂环及其衍生物，可能存在互变异含活泼氢的杂环及其衍生物，可能存在互变异含活泼氢的杂环及其衍生物，可能存在互变异 构体，结构不同，名称也异，命名时需要标明其构体，结构不同，名称也异，命名时需要标明其构体，结构不同，名称也异，命名时需要标明其构体，结构不同，名称也异，命名时需要标明其构体，结构不同，名称
16、也异，命名时需要标明其构体，结构不同，名称也异，命名时需要标明其 两种可能的位号两种可能的位号两种可能的位号两种可能的位号 9 9 9H HH嘌啉嘌啉嘌啉嘌啉嘌啉嘌啉7 7 7H HH嘌啉嘌啉嘌啉嘌啉嘌啉嘌啉5 5 5甲基吡唑甲基吡唑甲基吡唑甲基吡唑甲基吡唑甲基吡唑3 3 3甲基吡唑甲基吡唑甲基吡唑甲基吡唑甲基吡唑甲基吡唑2,42,42,4二羟基嘧啶二羟基嘧啶二羟基嘧啶二羟基嘧啶二羟基嘧啶二羟基嘧啶2,42,42,4嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶二酮二酮二酮二酮二酮二酮N NN NN NH HN NN NN NN NH HN NN NH HN NH H3 3C CN NN NH HH H3 3C C
17、N NN NH HOOOOH HH HN NN NH HOOOO第16页，此课件共56页哦一、分类和命名一、分类和命名二、六元杂环化合物二、六元杂环化合物1.吡啶吡啶（1）电子结构和芳香性）电子结构和芳香性）电子结构和芳香性）电子结构和芳香性第17页，此课件共56页哦氮的电负性较强，使环上电子云不是完全平均化；氮的电负性较强，使环上电子云不是完全平均化；氮的电负性较强，使环上电子云不是完全平均化；氮的电负性较强，使环上电子云不是完全平均化；靠近靠近靠近靠近靠近靠近N N周围电子云密度较大。芳香性比苯小。周围电子云密度较大。芳香性比苯小。周围电子云密度较大。芳香性比苯小。周围电子云密度较大。芳香
18、性比苯小。N N1 1 1.4 4 43 3 30 0 0.8 8 84 4 41 1 1.0 0 01 1 10 0 0 8 8 87 7 7.1 1 1.0 0 00 0 01 1 1.0 0 00 0 0N N第18页，此课件共56页哦 =2.20D =2.20D =2.20D =1.17D=1.17D=1.17D N N NH H HN N吡啶具有较大的极性，吡啶氮原子上的未共用吡啶具有较大的极性，吡啶氮原子上的未共用吡啶具有较大的极性，吡啶氮原子上的未共用吡啶具有较大的极性，吡啶氮原子上的未共用电子对可以与水形成氢键电子对可以与水形成氢键电子对可以与水形成氢键电子对可以与水形成氢键
19、，与水能以任意比例，与水能以任意比例，与水能以任意比例，与水能以任意比例混溶，又能溶解大多数极性或非极性有机化合混溶，又能溶解大多数极性或非极性有机化合混溶，又能溶解大多数极性或非极性有机化合混溶，又能溶解大多数极性或非极性有机化合混溶，又能溶解大多数极性或非极性有机化合混溶，又能溶解大多数极性或非极性有机化合物，甚至许多无机盐类，是一个良好的有机溶剂物，甚至许多无机盐类，是一个良好的有机溶剂物，甚至许多无机盐类，是一个良好的有机溶剂物，甚至许多无机盐类，是一个良好的有机溶剂物，甚至许多无机盐类，是一个良好的有机溶剂物，甚至许多无机盐类，是一个良好的有机溶剂 （2 2 2）物理性质）物理性质）
20、物理性质）物理性质第19页，此课件共56页哦（3 3 3）化学性质）化学性质）化学性质）化学性质a.a.碱性与成盐碱性与成盐碱性与成盐碱性与成盐碱性与成盐碱性与成盐p pK Kb b b3 3.3 36 64 4.7 75 58 8.8 89 9.3 3通过氮原子上的未共用电子对，吡啶可以与酸及通过氮原子上的未共用电子对，吡啶可以与酸及其它亲电试剂发生反应。与许多质子酸生成结晶其它亲电试剂发生反应。与许多质子酸生成结晶的盐，可用作碱性溶剂和脱酸剂（缚酸剂）的盐，可用作碱性溶剂和脱酸剂（缚酸剂）的盐，可用作碱性溶剂和脱酸剂（缚酸剂）的盐，可用作碱性溶剂和脱酸剂（缚酸剂）第20页，此课件共56页哦
21、N N+CH3 3IN NC CH H3 3IN N+SO3 3N NS SOO3 3N NSO3 3N N+HClN NH HCl或N NHCl第21页，此课件共56页哦a.a.碱性与成盐碱性与成盐碱性与成盐碱性与成盐b.b.亲电取代反应亲电取代反应亲电取代反应亲电取代反应N NN2 2 20 0 0%N NNN NNO OO2 22浓浓浓浓浓浓HNOHNOHNO3 33,浓浓浓浓浓浓H HH2 22SOSOSO4 44300300300CCCCCC，24h24h24h24h24h24h7 7 70 0 0%N NNS S SO OO3 33H HH发烟发烟发烟发烟发烟发烟H HH2 22S
22、OSOSO4 44,HgSO,HgSO,HgSO4 44220220220CCCCCCN NNB BBr r r3 3 39 9 9%300300300CCCCCCBrBrBr2 22,沸石沸石沸石沸石沸石沸石第22页，此课件共56页哦a.a.碱性与成盐碱性与成盐碱性与成盐碱性与成盐b.b.亲电取代反应亲电取代反应c.亲核取代反应亲核取代反应亲核取代优先在亲核取代优先在亲核取代优先在亲核取代优先在亲核取代优先在亲核取代优先在 位上发生，如果位上发生，如果位上发生，如果位上发生，如果 位上有取代基，则位上有取代基，则位上有取代基，则位上有取代基，则位上有取代基，则位上有取代基，则 反应在反应在反
23、应在反应在反应在反应在 位上发生。常需用强碱性的亲核试剂（如位上发生。常需用强碱性的亲核试剂（如位上发生。常需用强碱性的亲核试剂（如位上发生。常需用强碱性的亲核试剂（如NaNHNaNH2 22,RLi,RLi等）等）等）等）等）等）NNNH2 2N NH H3 3heat+NaNH2 2N+LiPhNPh第23页，此课件共56页哦a.a.碱性与成盐碱性与成盐b.b.亲电取代反应亲电取代反应c.c.亲核取代反应亲核取代反应亲核取代反应亲核取代反应d.d.氧化还原反应氧化还原反应氧化还原反应氧化还原反应吡啶环本身不易被氧化，但它的侧链很容易被氧化吡啶环本身不易被氧化，但它的侧链很容易被氧化吡啶环本
24、身不易被氧化，但它的侧链很容易被氧化吡啶环本身不易被氧化，但它的侧链很容易被氧化成醛或羧酸成醛或羧酸NCH3 3K KMMn nOO4 4OOH H,h he ea at tNCOOH第24页，此课件共56页哦吡啶与过氧羧酸或过氧化氢作用时，可得到吡啶与过氧羧酸或过氧化氢作用时，可得到吡啶与过氧羧酸或过氧化氢作用时，可得到吡啶与过氧羧酸或过氧化氢作用时，可得到合成上很有用的中间体吡啶合成上很有用的中间体吡啶合成上很有用的中间体吡啶合成上很有用的中间体吡啶 -氧化物吡啶氧化物吡啶氧化物吡啶氧化物吡啶-氧化物与吡啶不同，它进行亲电取代反应氧化物与吡啶不同，它进行亲电取代反应氧化物与吡啶不同，它进行
25、亲电取代反应氧化物与吡啶不同，它进行亲电取代反应比较容易，同时也能进行亲核取代反应，且比较容易，同时也能进行亲核取代反应，且比较容易，同时也能进行亲核取代反应，且比较容易，同时也能进行亲核取代反应，且取代反应都发生在取代反应都发生在取代反应都发生在取代反应都发生在 a a位或位或位或位或 位位位位 第25页，此课件共56页哦-氧化物常用来活化吡啶和起定位作用，氧化物常用来活化吡啶和起定位作用，氧化物常用来活化吡啶和起定位作用，氧化物常用来活化吡啶和起定位作用，氧化物常用来活化吡啶和起定位作用，氧化物常用来活化吡啶和起定位作用，为合成某些取代吡啶提供了一条可行的途径为合成某些取代吡啶提供了一条可
26、行的途径为合成某些取代吡啶提供了一条可行的途径为合成某些取代吡啶提供了一条可行的途径为合成某些取代吡啶提供了一条可行的途径为合成某些取代吡啶提供了一条可行的途径 N NH H2 2OO2 2/A Ac cOOH H,6 65 5 C Co or r C CH H3 3C COO3 3H HN NOON NOOH HN NOO3 3,H H2 2S SOO4 49 90 0 C C N NOON NOO2 2P PC Cl l3 3N NN NOO2 2H HOOC C2 2H H5 5N NOOOOC C2 2H H5 5P PC Cl l3 3N NOOC C2 2H H5 5N Na aO
27、OC C2 2H H5 5第26页，此课件共56页哦吡啶缺电子，加氢还原比苯容易，既可被催化加氢吡啶缺电子，加氢还原比苯容易，既可被催化加氢吡啶缺电子，加氢还原比苯容易，既可被催化加氢吡啶缺电子，加氢还原比苯容易，既可被催化加氢还原，还可被化学试剂还原还原，还可被化学试剂还原还原，还可被化学试剂还原还原，还可被化学试剂还原 p p pK K Ka a a：8.8 11.28.8 11.2NH2 2,Pt 25 C,0.3MPaNH第27页，此课件共56页哦1.吡啶吡啶吡啶吡啶2.2.喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉（1）结构与物理性质）结构与物理性质）结构与物理性质）结构与物理
28、性质喹啉和异喹啉可看成是萘的含氮类似物。喹啉和异喹啉可看成是萘的含氮类似物。喹啉和异喹啉可看成是萘的含氮类似物。喹啉和异喹啉可看成是萘的含氮类似物。二者分子中氮二者分子中氮二者分子中氮二者分子中氮原子上的未共用电子对均位于原子上的未共用电子对均位于原子上的未共用电子对均位于原子上的未共用电子对均位于spsp22杂化轨道，碱性与吡啶杂化轨道，碱性与吡啶杂化轨道，碱性与吡啶杂化轨道，碱性与吡啶杂化轨道，碱性与吡啶杂化轨道，碱性与吡啶相近。喹啉的相近。喹啉的相近。喹啉的相近。喹啉的p p pK K Ka a a为为为为为为4.94.9，异喹啉的，异喹啉的，异喹啉的，异喹啉的，异喹啉的，异喹啉的p p
29、 pK Ka a a为为为为为为5.45.45.4。第28页，此课件共56页哦（1）结构与物理性质）结构与物理性质）结构与物理性质）结构与物理性质（2 2）亲电取代反应）亲电取代反应N N浓浓浓浓H HN NOO3 3浓浓浓浓H H2 2S SOO4 4 0 0 C C N NN N+N NOO2 2N NOO2 2浓浓浓浓 H H2 2S SOO4 4NNSO3 3H第29页，此课件共56页哦（1 1）结构与物理性质）结构与物理性质）结构与物理性质）结构与物理性质）结构与物理性质）结构与物理性质（2 2 2）亲电取代反应）亲电取代反应）亲电取代反应）亲电取代反应）亲电取代反应）亲电取代反应（
30、3 3）亲核取代反应）亲核取代反应）亲核取代反应）亲核取代反应）亲核取代反应）亲核取代反应（4 4 4）氧化还原反应）氧化还原反应）氧化还原反应）氧化还原反应）氧化还原反应）氧化还原反应N NK KMMn nOO4 4H H,h he ea at tH HOOOOC CH HOOOOC CN NN NH H2 2,P Pt tN NH HH H2 2,P Pt tN NH H第30页，此课件共56页哦（1 1 1）结构与物理性质）结构与物理性质）结构与物理性质）结构与物理性质（2 2 2）亲电取代反应）亲电取代反应）亲电取代反应）亲电取代反应）亲电取代反应）亲电取代反应（3 3 3）核亲取代反
31、应）核亲取代反应）核亲取代反应）核亲取代反应）核亲取代反应）核亲取代反应（4 4）氧化还原反应）氧化还原反应）氧化还原反应）氧化还原反应（5 5 5）喹啉合成斯克劳普）喹啉合成斯克劳普）喹啉合成斯克劳普）喹啉合成斯克劳普）喹啉合成斯克劳普）喹啉合成斯克劳普(Skraup)(Skraup)法法法法苯胺、甘油、硫酸和硝基苯等氧化剂一起作用，苯胺、甘油、硫酸和硝基苯等氧化剂一起作用，苯胺、甘油、硫酸和硝基苯等氧化剂一起作用，苯胺、甘油、硫酸和硝基苯等氧化剂一起作用，苯胺、甘油、硫酸和硝基苯等氧化剂一起作用，苯胺、甘油、硫酸和硝基苯等氧化剂一起作用，生成喹啉的反应称为斯克劳普反应生成喹啉的反应称为斯克
32、劳普反应生成喹啉的反应称为斯克劳普反应生成喹啉的反应称为斯克劳普反应HH2 2S SOO4 4N NH H2 2+C CH HOOH HC CH H2 2OOH HC CH H2 2OOH HN NN NOO2 2+F Fe eS SOO4 4第31页，此课件共56页哦反应过程包括如下步骤：反应过程包括如下步骤：反应过程包括如下步骤：H HHC CH HOOH HC CH H2 2OOH HC CH H2 2OOH HH H2 2S SOO4 4F Fe eS SOO4 4C CH HC CH HOOC CH H2 2N NH H2 2+C CH HC CH HC CH H2 2OON NH
33、HOOH HN NH HOON NH HH HOOH HN NH HOOH HH HN NH HOOH H2 2H H第32页，此课件共56页哦1 1，2二氢喹啉二氢喹啉二氢喹啉二氢喹啉-H H2 2OON NH H+N NOO2 2N NH HN NH H+N NH H2 2第33页，此课件共56页哦1.1.1.吡啶吡啶吡啶吡啶2.2.喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉3.3.含两个含两个含两个含两个含两个含两个N N原子的六元杂环（二嗪类）原子的六元杂环（二嗪类）原子的六元杂环（二嗪类）原子的六元杂环（二嗪类）哒嗪哒嗪 嘧啶嘧啶 吡嗪吡嗪 (pyrid
34、azine pyridine pyrazine)第34页，此课件共56页哦 尿嘧啶尿嘧啶 胞嘧啶胞嘧啶 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 (RNA)(RNA/DNA)(DNA)第35页，此课件共56页哦1.1.吡啶吡啶吡啶吡啶2.2.2.喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉3.3.3.含两个含两个含两个含两个含两个含两个N N原子的六元杂环（二嗪类）原子的六元杂环（二嗪类）原子的六元杂环（二嗪类）原子的六元杂环（二嗪类）原子的六元杂环（二嗪类）原子的六元杂环（二嗪类）4.4.含含含含含含OO原子的六元杂环原子的六元杂环原子的六元杂环原子的六元杂环4 4HH吡喃吡喃吡喃吡喃 2 2H HH吡喃吡喃吡
35、喃吡喃 吡喃吡喃吡喃吡喃吡喃吡喃酮酮酮酮酮酮 吡喃吡喃吡喃吡喃酮酮酮酮第36页，此课件共56页哦OOOOOOOOC CH H3 3IC CH H3 3I IOOOOH H3 3C CC CH H3 3C CH H3 3I IOOOOC CH H3 3H H3 3C CC CH H3 3I第37页，此课件共56页哦 香豆素香豆素 色酮色酮 黄酮黄酮第38页，此课件共56页哦呋喃呋喃呋喃呋喃(furan)(furan)噻吩噻吩噻吩噻吩(thiophene)(thiophene)吡咯吡咯吡咯吡咯(pyrrole)(pyrrole)OO1 12 23 34 4 5 5 S S1 12 23 34 45
36、 5 5 5N NH H1 12 23 34 4 三、含一个杂原子的五元环三、含一个杂原子的五元环当环上有取代基时，对环上的原子编号，当环上有取代基时，对环上的原子编号，当环上有取代基时，对环上的原子编号，当环上有取代基时，对环上的原子编号，从杂原子开始，使取代基位号尽可能小。从杂原子开始，使取代基位号尽可能小。从杂原子开始，使取代基位号尽可能小。从杂原子开始，使取代基位号尽可能小。第39页，此课件共56页哦由于环上原子电负性不同，键长不是完全平均化，由于环上原子电负性不同，键长不是完全平均化，由于环上原子电负性不同，键长不是完全平均化，由于环上原子电负性不同，键长不是完全平均化，其芳香性不如
37、苯环；杂原子其芳香性不如苯环；杂原子其芳香性不如苯环；杂原子其芳香性不如苯环；杂原子其芳香性不如苯环；杂原子其芳香性不如苯环；杂原子共轭效应是给电子的。共轭效应是给电子的。共轭效应是给电子的。共轭效应是给电子的。共轭效应是给电子的。共轭效应是给电子的。诱导效应是吸电子的。诱导效应是吸电子的。诱导效应是吸电子的。诱导效应是吸电子的。诱导效应是吸电子的。诱导效应是吸电子的。芳香及饱和五元杂环的偶极矩方向及数值如下芳香及饱和五元杂环的偶极矩方向及数值如下芳香及饱和五元杂环的偶极矩方向及数值如下芳香及饱和五元杂环的偶极矩方向及数值如下 S-6.33x103 30 0C.m-3 30 0.5.76 x1
38、0C m1.70 x10-3 30 0C.m5.25x10-3 30 0C.mO6.03x10-3 30 0C.m -2.33x103 30 0C.mOSNHNH第40页，此课件共56页哦三个五元杂环都能溶于有机溶剂，水溶解度三个五元杂环都能溶于有机溶剂，水溶解度三个五元杂环都能溶于有机溶剂，水溶解度三个五元杂环都能溶于有机溶剂，水溶解度都小于六元杂环吡啶，这是由于杂原子与水都小于六元杂环吡啶，这是由于杂原子与水都小于六元杂环吡啶，这是由于杂原子与水都小于六元杂环吡啶，这是由于杂原子与水都小于六元杂环吡啶，这是由于杂原子与水都小于六元杂环吡啶，这是由于杂原子与水分子缔合的倾向减弱所致，它们的水
39、溶解度分子缔合的倾向减弱所致，它们的水溶解度分子缔合的倾向减弱所致，它们的水溶解度分子缔合的倾向减弱所致，它们的水溶解度分子缔合的倾向减弱所致，它们的水溶解度分子缔合的倾向减弱所致，它们的水溶解度顺序为：顺序为：顺序为：顺序为：顺序为：顺序为：吡咯吡咯吡咯吡咯 呋喃呋喃呋喃呋喃 噻吩噻吩噻吩噻吩第41页，此课件共56页哦1.1.酸碱性酸碱性酸碱性酸碱性 吡咯虽具有仲胺结构，但几乎不具有碱性，相反，吡咯虽具有仲胺结构，但几乎不具有碱性，相反，吡咯虽具有仲胺结构，但几乎不具有碱性，相反，吡咯虽具有仲胺结构，但几乎不具有碱性，相反，吡咯氮上的氢却因此变得较活泼，显示出弱酸性，吡咯氮上的氢却因此变得较
40、活泼，显示出弱酸性，吡咯氮上的氢却因此变得较活泼，显示出弱酸性，吡咯氮上的氢却因此变得较活泼，显示出弱酸性，其其其其 pK Ka=17.5a=17.5。吡咯能与强碱如金属钾及固体氢氧化钾共热成盐：吡咯能与强碱如金属钾及固体氢氧化钾共热成盐：NH+KOHNK+H2 2O p pK Ka=7.4a=7.4第42页，此课件共56页哦1.1.酸碱性酸碱性酸碱性酸碱性 2.2.亲电取代反应亲电取代反应 这三个化合物是这三个化合物是5 5原子原子原子原子6 6电子的富电子芳香体系，电子的富电子芳香体系，其亲电取代反应活性较强。其亲电取代反应活性较强。吸电子诱导：吸电子诱导：O(3.5)N(3.0)S(2.
41、6)给电子共轭给电子共轭：N N OO S综合：综合：N N贡献电子最多，贡献电子最多，O其次，其次，其次，其次，S S最少。亲电取最少。亲电取最少。亲电取最少。亲电取代活性：代活性：代活性：代活性：第43页，此课件共56页哦三种五元芳杂环较易发生亲电取代反应，但它们对氧三种五元芳杂环较易发生亲电取代反应，但它们对氧化剂、酸性介质也很敏感，特别是吡咯和呋喃遇强酸化剂、酸性介质也很敏感，特别是吡咯和呋喃遇强酸时，容易发生聚合、氧化、开环等副反应，必须用特时，容易发生聚合、氧化、开环等副反应，必须用特时，容易发生聚合、氧化、开环等副反应，必须用特时，容易发生聚合、氧化、开环等副反应，必须用特殊的试
42、剂。殊的试剂。苯苯 噻吩噻吩 吡咯吡咯 呋喃呋喃 稳定性和芳香性顺序：稳定性和芳香性顺序：第44页，此课件共56页哦（1 1 1）卤代反应）卤代反应）卤代反应）卤代反应）卤代反应）卤代反应 OOClOClCl+Cl2 2-40 CSSBrBr2 2,AcOHSI2 2KI HgOOIIII第45页，此课件共56页哦呋喃与卤素反应几乎是爆炸式地完成，反应需在呋喃与卤素反应几乎是爆炸式地完成，反应需在呋喃与卤素反应几乎是爆炸式地完成，反应需在呋喃与卤素反应几乎是爆炸式地完成，反应需在低温、试剂的浓度很低的条件下，才可以顺利进低温、试剂的浓度很低的条件下，才可以顺利进低温、试剂的浓度很低的条件下，才
43、可以顺利进低温、试剂的浓度很低的条件下，才可以顺利进行。吡咯的活性与苯胺相似，容易生成多卤代物。行。吡咯的活性与苯胺相似，容易生成多卤代物。行。吡咯的活性与苯胺相似，容易生成多卤代物。行。吡咯的活性与苯胺相似，容易生成多卤代物。行。吡咯的活性与苯胺相似，容易生成多卤代物。行。吡咯的活性与苯胺相似，容易生成多卤代物。与等摩尔的与等摩尔的与等摩尔的与等摩尔的与等摩尔的与等摩尔的SOClSOCl2 22进行氯化，也可得到一氯代吡咯进行氯化，也可得到一氯代吡咯进行氯化，也可得到一氯代吡咯进行氯化，也可得到一氯代吡咯 NH H+SOCl2 2NHCl80%0CC第46页，此课件共56页哦（1 1）卤代反
44、应）卤代反应）卤代反应）卤代反应）卤代反应）卤代反应 （2 2）硝化反应）硝化反应）硝化反应）硝化反应 呋喃呋喃,噻吩和吡咯易氧化噻吩和吡咯易氧化,一般不用硝酸直接硝化一般不用硝酸直接硝化;通常用比较温和的非质子硝化试剂，如：硝酸乙酰酯。通常用比较温和的非质子硝化试剂，如：硝酸乙酰酯。通常用比较温和的非质子硝化试剂，如：硝酸乙酰酯。通常用比较温和的非质子硝化试剂，如：硝酸乙酰酯。反应在低温下进行反应在低温下进行反应在低温下进行反应在低温下进行+H HN NOO3 3 3C CH H3 3 3C COOC CC CH H3 3 3 OO OOC CH H3 33C COON NOO2 22 +C
45、 CH H3 3 3C COOOOH HO OO第47页，此课件共56页哦S SA AAc c cO OON NNO OO2 220 0 0 o ooC CCA AAc c c2 22O OO/A AAc c cO OOH HHS SN NOO2 2 2+S SN NOO2 2 26 60 0%1 10 0%第48页，此课件共56页哦（1 1）卤代反应）卤代反应）卤代反应）卤代反应）卤代反应）卤代反应 （2 2 2）硝化反应）硝化反应）硝化反应）硝化反应 （3 3）磺化反应）磺化反应）磺化反应）磺化反应）磺化反应）磺化反应 吡咯、呋喃不太稳定，须用温和的磺化试剂磺化。吡咯、呋喃不太稳定，须用温
46、和的磺化试剂磺化。常用的温和的非质子的磺化试剂有：常用的温和的非质子的磺化试剂有：常用的温和的非质子的磺化试剂有：常用的温和的非质子的磺化试剂有：吡啶与三氧化硫吡啶与三氧化硫吡啶与三氧化硫吡啶与三氧化硫的加合化合物。噻吩比较稳定，既可以直接磺化（产的加合化合物。噻吩比较稳定，既可以直接磺化（产率稍低），也可以用温和的磺化试剂磺化。率稍低），也可以用温和的磺化试剂磺化。N N+S SOO3 3 3N NS SOO3 3 3C C CH H H2 22C C Cl l l2 22室温室温室温室温第49页，此课件共56页哦N NOOOOS SOO3 3 3H HOOS SOO3 3 3-N N+H
47、HC Cl lS SOO3 3 3C CH H2 2 2C Cl l2 2 2室温室温室温室温S S室温室温室温室温9 98 8%H H2 2 2S SOO4 4 4S SS SOO3 3 3H H第50页，此课件共56页哦吡咯的性质与苯酚的性质很相似，如可以发生瑞吡咯的性质与苯酚的性质很相似，如可以发生瑞吡咯的性质与苯酚的性质很相似，如可以发生瑞吡咯的性质与苯酚的性质很相似，如可以发生瑞吡咯的性质与苯酚的性质很相似，如可以发生瑞吡咯的性质与苯酚的性质很相似，如可以发生瑞默尔梯门反应（默尔梯门反应（默尔梯门反应（默尔梯门反应（默尔梯门反应（默尔梯门反应（Reimer-TiemannReimer
48、-Tiemann）和与重氮盐）和与重氮盐）和与重氮盐）和与重氮盐）和与重氮盐）和与重氮盐偶合反应偶合反应偶合反应偶合反应偶合反应偶合反应 NHP Ph hN N2 2+C Cl l-C CH HC Cl l3 32 25 5%K KOOH HE Et tOOH H,H H2 2OONHNHCHONHNNC6 6H5 5第51页，此课件共56页哦（1 1）卤代反应）卤代反应）卤代反应）卤代反应 （2 2）硝化反应）硝化反应）硝化反应）硝化反应 （3 3 3）磺化反应）磺化反应）磺化反应）磺化反应 （4 4）傅克酰基化反应）傅克酰基化反应）傅克酰基化反应）傅克酰基化反应 （5 5 5）呋喃的特殊反
49、应）呋喃的特殊反应）呋喃的特殊反应）呋喃的特殊反应）呋喃的特殊反应）呋喃的特殊反应 呋喃的离域能较小，环的稳定性较低，其呋喃的离域能较小，环的稳定性较低，其芳香性是几个芳杂环中最差的，所以呋喃芳香性是几个芳杂环中最差的，所以呋喃具有明显的共轭二烯性质，可以发生双烯具有明显的共轭二烯性质，可以发生双烯加成类型的反应（加成类型的反应（Diels-Alder反应）。吡反应）。吡咯也能发生类似的反应咯也能发生类似的反应 第52页，此课件共56页哦OSN NHH H2 2 /N Ni i o or r P Pd dH H2 2 /MMo oS S2 2H H2 2/P Pd dOSNH 四氢呋喃四氢呋喃
50、 THF呋喃、噻吩、吡咯均可催化氢化，得到饱和杂环化呋喃、噻吩、吡咯均可催化氢化，得到饱和杂环化呋喃、噻吩、吡咯均可催化氢化，得到饱和杂环化呋喃、噻吩、吡咯均可催化氢化，得到饱和杂环化合物。由于噻吩能使催化剂中毒，需使用特殊催化剂合物。由于噻吩能使催化剂中毒，需使用特殊催化剂 1.酸碱性酸碱性 2.2.亲电取代反应亲电取代反应 3.3.催化加氢催化加氢催化加氢催化加氢 第53页，此课件共56页哦1.1.酸碱性酸碱性酸碱性酸碱性 2.亲电取代反应亲电取代反应 3.3.催化加氢催化加氢 4.4.糠醛糠醛 A AAg g g(N NNH HH3 33)2 22+OOC CH HOOC CCH HH3