12杂环化合物有机化学B201109.ppt
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1、下页退出 战 咬 馆 郭 怔 敞 池 位 岛 彪 甜 话 绸 化 剃 要 昌 襄 瑰 他 照 剥 谣 各 烂 问 狮 为 般 酌 僵 巩 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 12 杂环化合物 (Heterocyclic Compounds) 有机化学 对 赴 锚 停 嫁 先 联 嘎 降 思 喂 瞎 贿 迫 鬃 士 嫡 紊 奴 偶 黔 惺 腹 顷 坑 唉 定 铬 晰 宇 啪 便 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化
2、学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 基本内容和重点要求 n杂环化合物的分类和命名; n杂环化合物的结构和芳香性; n五元杂环化合物的化学性质; n六元杂环化合物的化学性质; n生物碱 重点要求掌握芳香性;五元、六元杂环化合物 的化学性质,杂环化合物的亲电取代反应的活性及 规律;酸碱性规律。 资 候 娟 械 似 塑 铝 保 碴 笔 蓉 锭 今 寿 逛 位 唱 伶 揍 临 碗 块 控 燎 羽 舞 嘿 称 即 判 闯 做 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 12 杂环化
3、合物 12.1 杂环化合物的分类 12.2 杂环化合物的命名 12.3 五元杂环化合物 12.4 六元杂环化合物 12.5 生物碱 勿 样 裔 六 珍 岁 鸭 珐 者 着 香 圈 局 郊 俄 垄 懈 菱 希 粕 催 奶 钙 摈 蓝 瘤 米 骇 归 腔 经 汐 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 12.1 杂环化合物的分类 杂环化合物的成环规律和碳环一样, 最稳定和最常见的也是五元环和六元环。 有的环只有一个杂原子,有的环含有多个 或多种杂原子。杂环化合物一般按环的大 小分成
4、五元环和六元环两大类。 扇 琶 越 绷 绞 填 改 绥 篮 唐 筑 拔 挨 陵 辐 靡 腥 迭 抱 秘 星 里 庸 辐 年 筹 米 宗 捆 倔 庸 登 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 单杂环 稠杂环 五员杂环 六员杂环 碳环母核 碳环母核 重要的杂环 返回 窿 妖 渴 耙 郝 扳 琼 钨 俐 措 妻 娜 秃 肌 耿 搽 试 抖 匣 禁 盏 听 尤 叉 汉 丝 荔 碗 们 公 叠 悍 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环
5、化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 杂环化合物一般采用音译法命名,根据化合 物的英文读音,选用同音汉字,并以“口”字旁表示 杂环化合物。 12.2 杂环化合物的命名 詹 半 广 塘 潍 窃 潜 晴 严 喝 艳 倍 廖 掐 疼 淘 湖 鱼 蛊 隧 虫 才 兹 卜 纶 蹦 租 苹 店 捐 躲 莎 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 栏 雅 纳 尼 矩 讽 丽 谭 邪 尘 凿 根 峙 衰 疵 劳 煞 峙 荷 撕 迁 串 枫 街 卤 僧 道 骡 濒
6、 连 翁 讫 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 环上有取代基的杂环化合物,命名时以杂环为母体 ,从杂原子开始将环上的原子编号。当环上含有两个或 两个以上相同杂原子时,应使杂原子所在位次的数字最 小。当环上的杂原子不同时,按O、S、N的次序编号。 下页退出上页 骏 回 霍 氖 兴 将 禽 过 辆 弄 抢 朴 邻 铺 摈 拭 傣 柞 短 终 簇 圃 刻 讼 拍 斤 队 僻 苗 多 饯 栗 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环
7、化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页返回 除 癌 希 比 千 耶 鸭 激 赡 屠 鄙 例 羔 萄 图 锐 捡 则 爆 磁 祭 掩 港 轰 砾 望 锦 摧 皮 耀 家 私 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 12.3 五元杂环化合物 12.3.1 呋喃、噻吩和吡咯的结构 12.3.2 呋喃、噻吩和吡咯的性质 12.3.3 糠醛 返回 宵 搬 始 邀 君 住 巍 蝶 驭 赃 穷 钢 谨 缕 患 恭 粪 稳 垄 逊 琶 貌 胖 嘉 却 位 寸 见
8、问 芥 焉 失 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 12.3.1 呋喃、噻吩和吡咯的结构 呋喃、噻吩和吡咯组成环的五个原子都位于 同一平面上,四个碳原子和一个杂原子都为sp2 杂化状态,彼此以键相连接;每个碳原子还有 一个电子在p轨道上,杂原子的未共用电子对也 是在p轨道上,这五个p轨道垂直于环所在的平面 并相互重叠形成闭合共轭体系。这个共轭体系是 由五个原子上的六个p电子组成的,其p电子数符 合休克尔4n2规则。因此具有芳香性。 西 些 逛 孽 膏 炊 舰 伴 赛 烯 批
9、 稚 倦 省 湿 阔 饲 鳞 偷 辊 笋 采 扫 如 乐 刁 勺 澎 峙 趟 残 宫 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 呋喃、噻吩和吡咯的原子轨道示意图: 苯噻吩吡咯呋喃 杂原子为 sp2杂化 芳香性大小: 擦 牙 袁 抉 氓 拖 救 铅 工 拖 断 柏 浪 抄 维 甥 趴 篓 议 采 炸 箭 脾 缚 厦 吏 邓 又 焦 酝 钡 疵 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0
10、9 下页退出上页 呋喃、噻吩和吡咯的结构 下页退出上页返回动画 枫 侗 湛 帜 蔑 填 圈 胃 搏 蛆 坦 骄 虾 侥 滓 沫 墨 痔 女 森 负 式 溶 除 床 曹 臆 瑚 狂 苦 渍 盔 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 12.3.2 呋喃、噻吩和吡咯的性质 呋喃是无色液体,沸点32,具有类似氯仿 的气味,微溶于水,易溶于乙醇、 乙醚等有机溶 剂。呋喃能使盐酸浸过的松木片显绿色,此现象可 检验呋喃的存在。 噻吩与苯共存于煤焦油中, 噻吩是无色而有 特殊气味的液体,沸点
11、84。噻吩和靛红(吲哚满 二酮)在硫酸作用下呈蓝色,此现象可检验噻吩的 存在。 吡咯存在于煤焦油和骨焦油中,是无色液体, 沸点131,有弱的苯胺的气味。其蒸气遇盐酸浸 湿的松木片则呈红色,可检验吡咯的存在。 弧 霹 瞧 逼 汪 类 右 屑 孵 谦 忠 陋 榆 事 年 巡 声 钝 培 发 佩 电 夫 允 巧 函 袁 剁 派 产 袜 御 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 (1)对氧化剂、酸及碱的稳定性 (2)环上的亲电取代反应 (3)加成反应 (4)吡咯的弱碱性和弱酸性 (5
12、)呋喃的共轭二烯性 篱 郑 中 肝 挚 屁 罚 芭 硅 脚 替 些 瘤 拓 屹 垮 柞 旗 膊 净 儿 疹 屿 烤 挂 购 忆 枢 烛 钎 污 陕 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 呋喃和吡咯对氧化剂不稳定,特别是呋喃 可被氧化成树脂状物,但噻吩对氧化剂比较稳定 。 三种杂环化合物对碱是稳定的,但对酸的 稳定性则不同,噻吩对酸较稳定,吡咯与浓酸作 用可聚合成树脂状物。呋喃对酸很不稳定,稀酸 就可使其破坏生成不稳定的二醛,然后聚合成树 脂状物。 (1)对氧化剂、酸及碱的稳定
13、性 诊 吹 碌 讥 喀 硅 玄 奋 纳 娇 粳 夜 霍 汛 强 囊 贾 缨 税 遥 烦 禹 悯 寅 墅 趴 唤 阻 嘴 罩 粳 搂 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 (2)环上的亲电取代反应 呋喃、噻吩和吡咯 环中的杂原子上的 未共用电子对参与 了环的共轭体系, 使环上的电子云密 度增加,故它们都 比苯容易发生亲电 取代反应,取代通 常发生在位上。 磺 化 硝 化 卤 代 付氏反应 陪 粮 超 樟 蔷 蛋 攻 吓 棒 袍 铣 孩 篇 绸 辜 狮 挽 洪 论 以 辈 嘻 讹
14、 迄 灿 磐 秋 涣 辽 恕 报 醇 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 呋喃、吡咯必须用吡啶的三氧化硫加合物作为磺 化剂,噻吩可直接用硫酸磺化。 磺 化 丧 潦 微 掌 饼 琴 良 彦 暖 镶 统 悯 坯 激 振 您 蔡 棘 阔 钉 犬 临 灌 辕 蛆 卖 蝗 潘 埔 择 缩 虏 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 呋喃、噻吩和吡咯必须在特殊的条件下硝
15、化,即用酸 酐和硝酸在低温下进行硝化,生成相应的-硝基化合物。 硝 化 萝 琵 奏 缴 卒 迟 昔 蜀 鞍 窿 扣 兽 择 企 方 戒 烁 第 调 厄 龋 砸 靳 宿 姚 岩 撂 像 煮 铂 邓 贯 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 呋喃、噻吩和吡咯的卤代反应都比苯容易。 卤 代 烂 招 违 泰 自 棵 坍 键 饿 爱 马 捍 潞 使 谣 贪 系 袋 俺 宇 界 膨 橙 淀 篇 侄 俩 肛 充 毕 刻 国 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0
16、 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 付氏反应 极 乞 编 掩 律 搅 宛 郑 弯 判 醚 痪 徽 舔 择 仁 棕 措 核 酵 莉 孵 供 送 密 枷 倪 搽 迅 铺 做 素 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 (3)加成反应 呋喃、噻吩和吡咯都可被催化加氢生成相应的四 氢化物。 掖 切 袄 蛀 安 秀 黄 搐 碉 绥 蚕 外 耙 咏 登 馏 淖 绑 衍 隙 怠 腹 恍 尖 恰 秸 挝 用 敏 南 罗 汹 1 2 杂 环
17、 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 (4)吡咯的弱碱性和弱酸性 从结构上看,吡咯似环状仲胺,但因其氮 原子上的共用电子对参与了环的共轭体系,使 氮原子的电子云密度降低,减弱了对氢离子的 结合能力。 故吡咯的碱性比胺类化合物弱得 多。又由于这种共轭作用,使氮上的氢容易离 解成氢离子,故吡咯呈弱酸性,酸性比胺类化 合物要强。 枉 封 糠 费 碧 颧 煌 老 覆 坍 搀 搐 誊 葵 到 蜗 焚 拿 稼 宦 酗 木 屿 尝 谩 汉 锗 乞 邪 族 曳 挎 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化
18、学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 弱碱性 弱酸性 pKb 13.6 2.7 3.6 钾 枷 辰 眺 盟 退 牵 坍 仿 红 皿 后 靴 翅 嘻 帝 渝 祝 甲 宇 庐 等 灶 悸 陡 密 阶 辽 际 胜 袱 兑 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 (5)呋喃的共轭双烯性 返回 阳 精 捅 位 喀 迟 侥 渤 叶 考 偏 湛 凭 帧 域 盟 坟 擦 拓 徒 遥 词 鞘 滤 访 晴 破 卞 证
19、派 哥 恳 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 12.3.4 糠醛 糠醛是无色透明的液体,沸点162, 熔点-36.5,相对密度1.160。在空气中放 置时逐渐变为黄色至棕色,能溶于水中,并 与乙醇、乙醚混溶。 (1)制备 糠 醛 戊醛糖 钡 柄 静 托 妥 品 夸 寓 痰 围 尼 谎 掀 倡 榷 候 殉 厅 宣 财 碎 晾 碰 卷 膜 挂 灶 谅 找 饵 耻 有 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化
20、 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 (2)化学性质 显色反应 催化加氢 氧化反应 康尼扎罗反应 柏琴反应 脱羰反应 双 余 证 汾 勇 降 倦 鄂 拍 矛 毕 判 陛 女 纫 弥 玛 乳 郧 菜 修 控 嚼 盲 癌 雇 喂 顺 婆 删 盲 茁 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 1 2 杂 环 化 合 物 有 机 化 学 B 2 0 1 1 0 9 下页退出上页 下面的显色反应可用来定性检验糠醛: 显色反应 诣 呜 杜 赚 剑 寄 代 躲 笛 笛 唬 谐 橙 赣 襄 珠 省 拓 砌 亿 椽 垫 湛 迟 棍 饵 油 愁 罩 溺 匪 截 1 2 杂
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