中国科技大学：《有机化学》课程教学资源（PPT课件）第十六章 杂环化合物 Heterocyclic compounds

第十六章 杂环化合物 Heterocyclic compounds University of Science and Technology of China

University of Science and Technology of China 第十六章 杂环化合物 Heterocyclic compounds 有 机 化 学

环状化合物，环上除碳，还有杂原子(N、0、S等) 环具有芳香结构和一定的稳定性（闭合共轭体系) 根据以上定义，酸酐、环氧、内酯、内酰胺不属杂环化合物 核酸碱基： O B NH HO-P-0 OH B 自然界分布 OH OH 血红素、叶绿素 生物碱、天然或合成药成分 维生素、植物色素、植物染料 Organic Chem

Organic Chem 环状化合物，环上除碳，还有杂原子（N、O、S等） 环具有芳香结构和一定的稳定性（闭合共轭体系） 根据以上定义，酸酐、环氧、内酯、内酰胺不属杂环化合物 核酸碱基 ： 自然界分布 血红素、叶绿素 B O O OH OH HO OH O P B= 生物碱、天然或合成药成分 维生素、植物色素、植物染料 N NH N N N N O O NH2

杂环化合物的分类和命名 单环 含一个杂原子 / Furan Pyrrole Thiophene 呋喃 吡咯 噻吩 五元环 H Oxazole Imidazole Thiazole 噁唑 咪唑 噻唑 含两个杂原子 N H Isoxazole Pyrazole Isothiazole 异噁唑 吡唑 异噻唑 Chem

Organic Chem 一 、杂环化合物的分类和命名 单环 五元环 含一个杂原子 呋喃 吡咯 噻吩 含两个杂原子 噁唑 咪唑 噻唑 异噁唑 吡唑 异噻唑 O N S H Furan Pyrrole Thiophene N O N N N S H Oxazole Imidazole Thiazole N O N N N S H Isoxazole Pyrazole Isothiazole

含一个杂原子：Pyridine Pyran 吡啶 吡喃 六元环 含两个杂原子： Pyridazine Pyrimidine Pyrazine 哒嗪 嘧啶 吡嗪 Organic Chem

Organic Chem 六元环 含一个杂原子： 吡啶 吡喃 含两个杂原子： 哒嗪 嘧啶 吡嗪 N O Pyridine Pyran N N N N N N Pyridazine Pyrimidine Pyrazine

Quinoline Isoquinoline 喹啉 异喹啉 蝶啶 吖啶 稠杂环 N Indole Purine Carbazole 吲哚 嘌啉 咔唑 Organic Chem

Organic Chem 稠杂环 N N N N N N N Quinoline Isoquinoline 喹啉 异喹啉 蝶啶 吖啶 吲哚 嘌啉 咔唑 N N N H N H N N H Indole Purine Carbazole

命名： 1.音译名（同音汉字加“口”字旁） 2.当作碳环芳香化合物的衍生，如： 氧杂茂 茂 氮杂苯 苯 3.环上原子的编号顺序 ①从杂原子开始1,2,3,4. ②不止一个杂原子，按O,S,N顺序编号 ③取代基位次之和最小原则 Organic Chem

Organic Chem 命名： 1. 音译名 （同音汉字加“口”字旁） 2. 当作碳环芳香化合物的衍生, 如： 3. 环上原子的编号顺序 ① 从杂原子开始1，2，3，4. ② 不止一个杂原子，按O，S，N顺序编号 ③ 取代基位次之和最小原则 O N 氧杂茂 茂 氮杂苯 苯

例： C2H5 0N义 CH2CH2OH 2-乙基噻唑2-甲基-5一硝基一1一【2'一羟乙基】 NO2 6 8 5-硝基喹啉 Organic Chem

Organic Chem N N N N 1 2 3 4 5 6 7 8 N 1 2 3 5 4 6 7 8 5-硝基喹啉 N 1 2 3 5 4 6 7 8 NO2 N N N 1 N 2 3 4 5 6 7 8 9 例： S C2H5 2 3 4 5 2- 乙基噻唑 N 2 4 3 5 CH3 CH2CH2OH O2N 1 1 2-甲基－5－硝基－1－【2'－羟乙基】

二、一杂五元杂环化合物 1.结构特点 呋喃 吡咯 a.杂原子p轨道上一对未共用电子参与环上共轭一 九56 具有芳香性（闭合共轭大π键，p电子数为6) Organic Chem

Organic Chem 二、一杂五元杂环化合物 1. 结构特点 O 呋喃 S 噻吩 N H 吡咯 a. 杂原子p轨道上一对未共用电子参与环上共轭——π5 6 具有芳香性（闭合共轭大π 键，p电子数为6）

b.芳香性顺序： 电负性 0 NS 3.53.02.5 杂原子电负性比C大，周围电子云密度较大。 环上电子云分布不均，芳香性不如苯。 0电负性最大，呋喃芳香性最差 Organic Chem

Organic Chem b. 芳香性顺序： S N O > > > 电负性 O N S 3.5 3.0 2.5 杂原子电负性比C大，周围电子云密度较大。 环上电子云分布不均，芳香性不如苯。 O电负性最大，呋喃芳香性最差

芳香性证据： ①NMR化学位移低 环电流的存在，各向异性去屏蔽 H6.37 H6.22 H7.10 H7.42 H6.68 H7.30 ②偶极矩： 1.73D 1.90D 1.58D 0.70D 0.51D 1.81D Organic Chem

Organic Chem ① NMR 化学位移低 环电流的存在，各向异性去屏蔽 O H H 6.37 7.42 N H H 6.22 6.68 S H H 7.10 7.30 ②偶极矩： O S N 1.73 D 1.90 D 1.58 D O S N 0.70 D 0.51 D 1.81 D 芳香性证据：