华中农业大学：《有机化学》课程教学资源（PPT课件）第十二章 杂环化合物与生物碱

第十二章 杂环化合物和生物碱 杂环化合物—生命奥秘的钥匙 如:叶绿素植物生命的基础一具有相同的 血红素动物生命的基础一杂环结构

第十二章 杂环化合物和生物碱 杂环化合物 ── 生命奥秘的钥匙。 如:叶绿素 植物生命的基础 ─┐具有相同的 血红素 动物生命的基础 ─┘杂环结构

第十二章杂环化合物及生物碱 杂环化合物的分类、命名 二、含一个杂原子的五元杂环; 三、含两个杂原子的五元杂环; 四、含一个杂原子的六元杂环; 五、含两个和两个以上氮杂原子的六元杂环; 、生物碱

第十二章 杂环化合物及生物碱 一、杂环化合物的分类、命名； 二、含一个杂原子的五元杂环； 三、含两个杂原子的五元杂环； 四、含一个杂原子的六元杂环； 五、含两个和两个以上氮杂原子的六元杂环； 六、生物碱

、杂环化合物的分类、命名 杂环化合物:分子中具有环状结构单元,且构成环的原子除 碳原子外还包括其它杂原子的化合物的总称。 最常见的杂原子:氧、硫、氮三种,其中又以氮为最多。 CH CH CH NH CH C 乙烷 顺」烯二酸酐 邻苯二甲酰亚胺 这些杂环化合物的性质与相应的脂肪族化合物比较接近 本章主要讨论具有芳香性的杂环化合物,即芳杂环化合物 环比较稳定、在结构上与芳香族化合物相似 (环为平面型,π电子数符合4n+2规则)

杂环化合物: 分子中具有环状结构单元，且构成环的原子除 碳原子外还包括其它杂原子的化合物的总称 。 最常见的杂原子: 氧、硫、氮三种，其中又以氮为最多。 这些杂环化合物的性质与相应的脂肪族化合物比较接近。 本章主要讨论具有芳香性的杂环化合物，即芳杂环化合物。 环比较稳定、在结构上与芳香族化合物相似 （环为平面型，π电子数符合4n+2规则） CH2 CH2 O 环氧 乙 烷 CH CH C O C O O 顺丁烯二酸 酐 C C NH O O 邻 苯 二甲 酰亚 胺 CH2 CH2 O 环氧 乙 烷 CH CH C O C O O 顺丁烯二酸 酐 C C NH O O 邻 苯 二甲 酰亚 胺 一、杂环化合物的分类、命名

1.杂芳香性与非苯芳杂环: 含有杂原子的三角型杂化单环共平面 体系,含4n+2个电子时,具有芳香性,称 非苯芳杂环。 特点: (1)所有成环原子都是SP2杂化; (2)均为n56或∏6共轭体系; (3)键长不等,但有平均化趋势; (4)电子云分布不均匀

1.杂芳香性与非苯芳杂环: 含有杂原子的三角型杂化单环共平面 体系,含 4n+2个π电子时,具有芳香性,称 非苯芳杂环。 特点: (1)所有成环原子都是SP2杂化; (2)均为π5 6或π6 6共轭体系; (3)键长不等，但有平均化趋势; (4)电子云分布不均匀

2、杂环的分类: ①成环原子数:五元杂环、六元杂环、稠合杂环; ②杂原子的种类:O、N、S等; ③电子云密度:富电子与缺电子芳杂环。(相对苯而言) 吡咯 富呋喃 性 电噻吩 五元环)质 子(咪唑 差 嘌呤(咪唑.嘧啶稠合) 缺(吡啶 显 电嘧啶 元环著 子(喹味 思考:亲电难易?取代位置?酸碱性?

2、杂环的分类： ①成环原子数：五元杂环、六元杂环、稠合杂环； ②杂原子的种类：O、N、S等； ③电子云密度:富电子与缺电子芳杂环。 (相对苯而言) 思考:亲电难易?取代位置?酸碱性?

3、杂环化合物的命名: 命名:一般采用国际上通用的英文名称的音译法 O S N N 呋喃 噻吩 吡咯 吡啶 ( furane lophene (pyrrole)( pyridine N N N 嘧啶 喹啉 吲哚 (pyrimidine (quinoline (indole)

命名: 一般采用国际上通用的英文名称的音译法 O S N N H 呋喃 （furane） 噻吩 （thiophene） 吡咯 （pyrrole） 吡啶 （pyridine） N N N N H 嘧啶 （pyrimidine） 喹啉 （quinoline） 吲哚 (indole) 3、杂环化合物的命名：

译音命名法:(即汉语系统命名法) ①汉字译音加口旁,左右结构; ②序号自杂原子始,1,2……或杂原子,a、β ③含两个及以上相同杂原子,连有氢或取代基的杂原 子序位最低; ④含不同杂原子,按O、S、N的先后次序编号 ⑤特定名称稠杂环按其规则与习惯; ⑥含杂原子的种类与数目相同,但杂原子的位置与特 定母环不同,则加“异”; ⑦加氢还原部位以序号加大写斜体“H表示

译音命名法:(即汉语系统命名法) ①汉字译音加口旁,左右结构; ②序号自杂原子始,1,2 ......或杂原子, α、β...…； ③含两个及以上相同杂原子，连有氢或取代基的杂原 子序位最低； ④含不同杂原子，按O、S、N的先后次序编号； ⑤特定名称稠杂环按其规则与习惯； ⑥含杂原子的种类与数目相同，但杂原子的位置与特 定母环不同，则加“异” ； ⑦加氢还原部位以序号加大写斜体“H”表示

CH CH CH CHO 3 N O 2甲基5乙基呋喃4甲基吡啶γ5硝基2呋喃甲醛a α-甲基-α-乙基呋喃甲基吡啶 硝基-α-呋喃甲醛 H C N Br CH3 N\s CH3 ,4-二甲基-5溴咪唑 5-甲基噻唑

O C2 H5 CH3 N CH3 O O2 N CHO 2-甲基-5-乙基呋喃 α-甲基-α`-乙基呋喃 4-甲基吡啶γ- 甲基吡啶 5-硝基-2-呋喃甲醛α`- 硝基-α-呋喃甲醛 CH3 Br H3 C N N 1,4-二甲基-5-溴咪唑 CH3 S N 5-甲基噻唑

二、含一个杂原子的五元杂环 (一).结构和芳香性 最重要的五元杂环化合物是呋喃、噻吩和吡咯 H O或S的第二对电子占据Sp2一个方位,未参与共轭

二、含一个杂原子的 五元杂环 (一). 结构和芳香性 最重要的五元杂环化合物是呋喃、噻吩和吡咯 C C C C N H H H H H •• • • • • • C • C C C O H H H H •• • • • • O或S的第二对电子占据sp2一个方位,未参与共轭。 • C • C C C S H H H H •• • • • •

H 6闭合共轭体系 符合4n+2休克尔规则; 环共轭电子云密度因O、 N、S、分别 提供2个电子而较苯环高。 称为富电子芳杂环

N H .. NH ..O ·· π 5 6闭合共轭体系； 符合 4n+2休克尔规则 ； 环共轭电子云密度因 O 、 N 、 S 、分别 提供 2个电子而较苯环高 。 称为富电子芳杂环 。 S