中国农业大学：《有机化学》课程教学课件（PPT讲稿）第十五章 有机杂环化合物 Heterocyclic Compounds

Chapter 15Heterocyclic Compounds

Chapter 15 Heterocyclic Compounds

15.1 Classification andNomenclatureTable 1. Structure and nomenclature of common heterocyclic compounds分类碳环的重要的杂环母核结构中oo2愛文名商五员杂环furanthiophenepyrroleoxazolethiazoleimidazole中文呋喃噬吩吡咯恶唑噻唑咪唑名环戊杂烯茂结构NTV英文HHH天名中"H-1,2,3-triazole"H-1,2,3,4-tetrazoleisoxazolepyrrazole文异恶唑吡唑1H-1,2,3-三唑H-1,2,3,4-四唑名环苯结构六员杂环O英文名环己二pyridinepyridazinepyrimidine pyrazine1,3,5-triazinepyran中本烯吡啶哒嗪嘧啶吡嗪均三嗪吡喃名

15.1 Classification and Nomenclature Table 1. Structure and nomenclature of common heterocyclic compounds O 1 2 4 3 5 S 1 2 4 3 5 N H 1 2 3 4 5 N O1 2 4 3 5 N S 1 2 3 4 5 N N H 1 2 4 3 5 N N N N H 1 2 4 3 5 N N N H 1 2 3 4 5 N N H 1 2 3 4 N 5 O 1 2 4 3 5 N 1 2 3 4 5 6 N N 1 2 3 4 5 6 N N 1 2 3 4 5 6 N N 1 2 3 4 5 6 N N N 1 2 3 4 5 6 O 1 2 3 4 5 6 分类 碳环的 母 核 重要的杂环 单 杂 环 五 员 杂 环 环戊二 烯茂 结构 英 文 名 中 文 名 结构 英 文 名 中 文 名 furan thiophene pyrrole oxazole thiazole imidazole 呋喃 噻吩 吡咯 恶唑 噻唑 咪唑 isoxazole pyrrazole 1H-1,2,3-triazole 1H-1,2,3,4-tetrazole 异恶唑 吡唑 1H-1,2,3-三唑 1H-1,2,3,4-四唑 六 员 杂 环 苯 环己二 烯芑 结构 英 文 名 中 文 名 pyridine pyridazine pyrimidine pyrazine 1,3,5-triazine pyran 吡啶 哒嗪 嘧啶 吡嗪 均三嗪 吡喃

稠杂环结构美然文quinolineisoquinolinepteridine文喹异喹啶结构数智教务acridinedibenzo-p-dioxin菌吖啶二恶英结构6数名收名节indolebenzofuranbenzothiazolepurine文啊哚苯并噻唑嘌岭苯并呋喃结构A然文carbazolediphenylene-oxide文咔唑二苯并呋喃

N 1 2 3 5 4 6 7 8 N 1 2 3 5 4 6 7 8 N N N N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N 1 2 3 5 4 6 7 8 9 10 O O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N N N N H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 N S 1 2 3 4 5 6 7 O 1 2 3 4 5 6 N 7 H 1 2 3 4 5 6 7 N H 1 2 3 5 4 6 7 8 9 O 1 2 3 5 4 6 7 8 9 稠杂 环 萘 结构 英 文 名 中 文 名 quinoline isoquinoline pteridine 喹啉 异喹啉 喋啶 蒽 结构 英 文 名 中 文 名 acridine dibenzo-p-dioxin 吖啶 二恶英 茚 结构 英 文 名 中 文 名 indole benzofuran benzothiazole purine 吲哚 苯并呋喃 苯并噻唑 嘌呤 芴 结构 英 文 名 中 文 名 carbazole diphenylene-oxide 咔唑 二苯并呋喃

15.2 Five-members organic heterocycliccompounds15.2.1Furan, Thiophene and pyrrole systems15.2.1.1 StructureThiophenePyrroleFuran

15.2 Five-members organic heterocyclic compounds 15.2.1 Furan, Thiophene and pyrrole systems O S N H Furan Thiophene Pyrrole 15.2.1.1 Structure

15.2.1.2PhysicalProperties1.73D1.90D1.58D1.51D1.70D1.81D41.429A41.413A41.423AC38C3C31.370A1.371A1.361AC2C2C21.383A1.362A1.714AH

15.2.1.2 Physical Properties C C O C C 1 2 3 4 5 C C S C C 1 2 3 4 5 C C N C C H 1 2 3 4 5 A o 1.362 A o 1.413 1.361A o 1.423 A o A o 1.714 1.370 A o A o 1.429 1.383 A o 1.371A o O S N H O S N H 1.73D 1.90D 1.58D 1.70D 1.51D 1.81D

15.2.1.3ChemicalProperties15.2.1.3.1 Electrophilic Substitution() Nitration1THNO3CHCOCCH3CHC-ONO + CHCOOHAcONO2NO2Ac20NO210%60%

15.2.1.3 Chemical Properties 15.2.1.3.1 Electrophilic Substitution (1) Nitration CH3 COCCH3 O O HNO3 CH3 C ONO2 O + CH3 COOH + S AcONO2 S NO2 S NO2 Ac2 O 10% 60%

NOAcONO2,-10Ac20NO2HHH13%51%AcONO2AcoPyridineHHH-5~30°CNO2AcONO2NO235%

N H AcONO2 ,-10 o C Ac2O N H NO2 N H NO2 + 13% 51% O AcONO2 -5~30 o C O H NO2 + AcO - O H AcO H NO2 Pyridine O NO2 35%

(2) SulphonationCH,ChSO3+SO3r.t.CICH2CHCN-SO3r.t.3dOSO03SOHHCINHCI-SO,H0SO.HHO3S15%

(2) Sulphonation N + SO3 CH2 Cl 2 r.t. N SO3 ClCH2CH2Cl r.t.,3d O + N SO3 O SO3 N H + O SO3 - - O3S 2 N H HCl O SO3H HO3S O SO3H + NHCl - + 15%

Ba(OH)2CICH,CH,CISO3/2Ba2+N-r.t.SO386%100℃N-SO3SO3H90%HCINHCISO.H

S + N SO3 ClCH2 CH2 Cl r.t. Ba(OH) 2 S SO3 - 2 Ba 2+ 86% N H + N SO3 100 o C N H SO3 - N H HCl N H SO3H NHCl - + 90%

(3)HalogenationHOAcBr2r.t.Br78%C50℃+Cl213%14%36%

(3) Halogenation S S Br HOAc r.t. + Br2 78% S S Cl S Cl Cl Cl Cl S Cl Cl +Cl 2 + + 50 o C 36% 14% 13%