河南师范大学：《有机化学》课程电子教案（PPT教学课件）第二十章 杂环化合物

本章提纲 第一节杂环化合物的分类和命名 第二节含一个杂原子的五元杂环 吡咯、呋喃、噻吩 第三节含一个杂原子的苯并五元杂环吲哚 第四节含两个杂原子的五元杂环体系 第五节含一个杂原子的六元杂环吡啶 第六节含两个和三个氮原子的六元杂环体系 第七节含一个杂原子的苯并六元杂环 喹啉和异喹啉 第八节嘧啶和嘌呤

本 章 提 纲 第一节 杂环化合物的分类和命名 第二节 含一个杂原子的五元杂环 吡咯、呋喃、噻吩 第三节 含一个杂原子的苯并五元杂环-吲哚 第四节 含两个杂原子的五元杂环体系 第五节 含一个杂原子的六元杂环-吡啶 第六节 含两个和三个氮原子的六元杂环体系 第七节 含一个杂原子的苯并六元杂环 喹啉和异喹啉 第八节 嘧啶和嘌呤

第一节杂环化合物的分类和命名 杂环化合物分类 五元杂环化合物的命名 三六元杂环化合物的命名

第一节 杂环化合物的分类和命名 一 杂环化合物分类 二 五元杂环化合物的命名 三 六元杂环化合物的命名

杂环化合物的分类 在环上含有杂原子(非碳原子)的有机物称为杂环化合物 1脂杂环没有芳香特征的杂环化合物称为脂杂环。 元杂环 (环氧乙烷) (氮杂环丙烷) 四元杂环 (β-丙内酯) N丙内酰胺) 五元杂环 (顺丁烯二酸酐) 四氢呋喃 O 七元杂环 (氧杂六元杂环 二嗯烷

一 杂环化合物的分类 1 脂杂环 没有芳香特征的杂环化合物称为脂杂环。 在环上含有杂原子（非碳原子）的有机物称为杂环化合物。 三元杂环 四元杂环 五元杂环 七元杂环 (氮杂环丙烷) (β-丙内酯) (β-丙内酰胺) (顺丁烯二酸酐) (氧杂 ) O H (环氧乙烷) N O O NH O O O O O O 四氢呋喃 六元杂环 O O 二噁烷

2芳杂环具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环★ 五元杂环 呋喃 噻吩 A吡喀 嗎唑 噻唑 咪唑 吡唑 六元杂环)吡啶)嗜啶 吡喃(无芳香性) 苯并杂环 吲哚 喹啉 异喹啉 杂环并杂环X 嘌呤

2 芳杂环 具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环 ★ 苯并杂环 杂环并杂环 五元杂环 六元杂环 呋喃 噻吩 吡咯 噁唑 噻唑 咪唑 吡唑 吡啶 嘧啶 吡喃(无芳香性) 吲哚 喹啉 异喹啉 嘌呤 O S N H N O N S N N H N N H N N N O N H N N N N N H N

二五元杂环化合物的命名 五元杂环 (音译命名) 3 2 2 2 呋喃( furan)噻吩( thiophene) 吡咯( pyrrole) 五元杂环苯并体系 7 7H1 苯并呋喃 苯并噻吩 苯并吡咯 (benzofuran) ( benzothiophene)吲哚( Indole)

二 五元杂环化合物的命名 五元杂环 （音译命名） 五元杂环苯并体系 O 1 2 3 4 5 6 7 S 1 2 3 4 5 6 7 N H 1 2 3 4 5 6 7 呋喃(furan) 噻吩(thiophene) 吡咯(pyrrole) 苯并呋喃 (benzofuran) 苯并噻吩 (benzothiophene) 苯并吡咯 吲哚 (indole) O 1 2 4 3 α β 5 S 1 2 4 3 α β 5 5 N1 H 2 4 3 α β

四六元杂环化合物的命名 六元杂环 3B 3 6 2 吡啶( pyridine,)吡喃( pyran)y-吡喃酮吡喃酮 (-pyrone) (a-pyrone) 3 N ∠N2 2 2 哒嗪( pyridazine)嘧啶( pyrimidine)毗嗪( pyrane)

四 六元杂环化合物的命名 N α β 1 2 3 4 5 6 γ O α β 1 2 3 4 5 6 γ 1 2 3 4 5 6 O O 1 2 3 4 5 6 O O N N 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 N N 1 2 3 4 5 6 N N 六元杂环 吡啶(pyridine) 吡喃(pyran) γ-吡喃酮 (γ-pyrone) α-吡喃酮 (α-pyrone) 哒嗪(pyridazine) 嘧啶(pyrimidine) 吡嗪(pyrazine)

六元杂环苯并环系 6 6 N27 8 8 喹啉 异喹啉 苯并吡喃 苯并y-吡喃酮 (quinoline)(isoquinoline)(benzopyran)(benzo-y-pyrone) 杂环并杂环 嘌呤( purine) 8 2 N 4N9 0

N 1 2 3 5 4 6 7 8 N 1 2 3 5 4 6 7 8 1 2 3 5 4 6 7 8 O O O N N N H N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 杂环并杂环 喹啉 (quinoline) 异喹啉 (isoquinoline) 苯并吡喃 (benzopyran) 苯并--吡喃酮 (benzo--pyrone) 嘌呤(purine) 六元杂环苯并环系

第二节含有一个杂原子的五元杂环体系 呋喃、噻吩、吡咯的结构 二呋喃、噻吩、吡咯的制备 三呋喃、噻吩、吡咯的反应

一 呋喃、噻吩、吡咯的结构 二 呋喃、噻吩、吡咯的制备 三 呋喃、噻吩、吡咯的反应 第二节 含有一个杂原子的五元杂环体系

吡咯、呋喃、噻吩的结构 吡咯的 共轭效应是给电子的。 诱导效应是吸电子的。 结 构LH 孤电子对在p轨道上。 吡咯 结构:吡咯N是杂化,孤电子对参与共轭。 ∏6平面共轭体系富电子芳香杂环化合物 反应:碱性较弱,环易发生亲电取代反应,环上 相当于有一个 基

吡 咯 的 结 构 孤电子对在p轨道上。 吡 咯 结构：吡咯N是sp2杂化，孤电子对参与共轭。 ∏5 6 平面共轭体系 富电子芳香杂环化合物 反应：碱性较弱，环易发生亲电取代反应，环上 相当于有一个邻对位定位基。 N N H 共轭效应是给电子的。 诱导效应是吸电子的。 一吡咯、呋喃、噻吩的结构 呋喃、噻吩的结构请同学自己分析

二吡咯、呋喃、噻吩的物理性质及鉴定 1.吡咯:存在于煤焦油、骨焦油中。无色液体,沸点 136-131℃。签:蒸汽邁盐酸浸湿的松木片显红色。 2楚教态未盒爸,沸点832鉴 3.噻吩:与苯共存在于煤焦油中。无色液体,沸点84℃ 鉴定:与吲哚醌在硫酸作用下发生墨绿色反应。 偶极矩:吡咯指向杂环,呋喃、噻吩指向杂原子 质子化学位移:类似苯环,在6.227.,29之间

1. 吡咯： 存在于煤焦油、骨焦油中。无色液体，沸点 130-131℃。鉴定：蒸汽遇盐酸浸湿的松木片显红色。 2. 呋喃： 存在于松木焦油中。无色液体，沸点32℃。鉴 定：蒸汽遇盐酸浸湿的松木片显绿色。 3. 噻吩： 与苯共存在于煤焦油中。无色液体，沸点84℃。 鉴定：与吲哚醌在硫酸作用下发生墨绿色反应。 二 吡咯、呋喃、噻吩的物理性质及鉴定 偶极矩 ：吡咯指向杂环，呋喃、噻吩指向杂原子 质子化学位移: 类似苯环，在 6.22-7.29之间