有机化学精品课件——杂环化合物
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有机化学精品课件——杂环化合物
理学、毒理学和临床研究等方面的内容。
05
有机化学与绿色化学
有机化学的发展趋势
1 2 3
新的合成方法
例如，定向合成、组合合成和高选择性催化等 新技术的开发和应用，极大地推动了有机化学 的发展。
新的反应性和反应机制
例如，电化学和光化学反应以及超分子和纳米 反应器等新技术的应用，为有机化学提供了新 的反应性和反应机制。
总结词
杂环化合物在分子生物学领域具有广泛的应用，涉及多种生物学实验技术。
详细描述
杂环化合物可以作为药物分子、基因治疗剂、分子探针等应用于分子生物学研究中。生物学实验技术包括细胞 培养、基因克隆和表达、蛋白质分离和分析等。这些技术可以用来研究杂环化合物在生物体内的吸收、分布、 代谢和排泄等特性。
杂环化合物的应用研究实验
合成方法
通过取代反应
杂环化合物可以通过取代反应合成，如卤代烃、醇、羧酸等 中的杂原子被其他原子取代。
通过成环反应
某些杂环化合物可以通过成环反应合成，如氨基酸、腺苷等 。
02
杂环化合物的种类与性质
含氮杂环化合物
吡啶
弱碱，碱性来自于氮原子上的孤对电子，可参与多种有机反应。
咪唑
碱性较弱，作为配体参与有机反应。
抗疟活性
青蒿素及其衍生物是具有抗疟活性的重要杂环化合物，通过干扰疟原虫的细胞膜 结构和功能，导致疟原虫死亡。
04
有机化学实验技术
杂环化合物的合成实验
总结词
有机化学实验技术中，杂环化合物的合成 实验是掌握杂环化合物性质的重要环节。
VS
详细描述
杂环化合物的合成实验涉及到多种反应类 型，如缩合反应、取代反应、加成反应等 。在实验过程中需要用到各种不同的试剂 和溶剂，如酸、碱、氧化剂、还原剂等。 实验操作也有一定难度，需要掌握一定的 实验技能和操作技巧。
05
有机化学与绿色化学
有机化学的发展趋势
1 2 3
新的合成方法
例如，定向合成、组合合成和高选择性催化等 新技术的开发和应用，极大地推动了有机化学 的发展。
新的反应性和反应机制
例如，电化学和光化学反应以及超分子和纳米 反应器等新技术的应用，为有机化学提供了新 的反应性和反应机制。
总结词
杂环化合物在分子生物学领域具有广泛的应用，涉及多种生物学实验技术。
详细描述
杂环化合物可以作为药物分子、基因治疗剂、分子探针等应用于分子生物学研究中。生物学实验技术包括细胞 培养、基因克隆和表达、蛋白质分离和分析等。这些技术可以用来研究杂环化合物在生物体内的吸收、分布、 代谢和排泄等特性。
杂环化合物的应用研究实验
合成方法
通过取代反应
杂环化合物可以通过取代反应合成，如卤代烃、醇、羧酸等 中的杂原子被其他原子取代。
通过成环反应
某些杂环化合物可以通过成环反应合成，如氨基酸、腺苷等 。
02
杂环化合物的种类与性质
含氮杂环化合物
吡啶
弱碱，碱性来自于氮原子上的孤对电子，可参与多种有机反应。
咪唑
碱性较弱，作为配体参与有机反应。
抗疟活性
青蒿素及其衍生物是具有抗疟活性的重要杂环化合物，通过干扰疟原虫的细胞膜 结构和功能，导致疟原虫死亡。
04
有机化学实验技术
杂环化合物的合成实验
总结词
有机化学实验技术中，杂环化合物的合成 实验是掌握杂环化合物性质的重要环节。
VS
详细描述
杂环化合物的合成实验涉及到多种反应类 型，如缩合反应、取代反应、加成反应等 。在实验过程中需要用到各种不同的试剂 和溶剂，如酸、碱、氧化剂、还原剂等。 实验操作也有一定难度，需要掌握一定的 实验技能和操作技巧。
有机化学精品课件——杂环化合物
杂环化合物作为农药合成的关键组分，能够提高农药的生物活性、选择性和稳定性，从而降低对环境和人体的危害。
杂环化合物在染料合成中具有重要作用，因为它们可以提供鲜艳的色彩和优良的染色性能。例如，偶氮染料和酞菁染料等杂环染料在纺织品、皮革和纸张等领域广泛应用。
杂环化合物作为染料合成的关键组分，能够提高染料的色牢度和稳定性，同时降低生产成本和对环境的污染。
有机化学精品课件——杂环化合物
汇报人：
2023-12-30
杂环化合物的定义与分类杂环化合物的结构与性质杂环化合物的合成与反应机理杂环化合物的应用杂环化合物的研究进展与展望
目录
杂环化合物的定义与分类
01
总结词
杂环化合物是指分子中至少含有一个杂原子（非碳原子）的环状化合物。
详细描述
杂环化合物是环状有机化合物中的一大类，其分子结构中至少含有一个杂原子（非碳原子），这些杂原子可以是氮、氧、硫等。这些原子与环上的碳原子共同构成一个环状结构。
杂环化合物在材料科学中具有广泛的应用，因为它们可以提供优良的物理和化学性能。例如，聚酰亚胺、聚醚醚酮等杂环高分子材料在航空航天、电子和汽车等领域广泛应用。
杂环化合物作为材料合成的关键组分，能够提高材料的耐热性、耐腐蚀性和机械性能等，同时降低生产成本和提高生产效率。
杂环化合物的研究进展与展望
05
谢谢您的观看
THANKS
在合成过程中，需要注意控制反应条件，如温度、压力、催化剂等，以保证合成效率和产物的纯度。
杂环化合物的合成方法还可以据具体需要采用一些特殊的方法，如分子内的亲核取代反应、分子内的亲电取代反应等。
亲电反应机理是指反应过程中，试剂首先进攻杂环化合物上的电子云密度较低的部位，从而形成正碳离子中间体。然后，正碳离子中间体再与试剂发生反应，形成新的键，最终生成产物。
杂环化合物在染料合成中具有重要作用，因为它们可以提供鲜艳的色彩和优良的染色性能。例如，偶氮染料和酞菁染料等杂环染料在纺织品、皮革和纸张等领域广泛应用。
杂环化合物作为染料合成的关键组分，能够提高染料的色牢度和稳定性，同时降低生产成本和对环境的污染。
有机化学精品课件——杂环化合物
汇报人：
2023-12-30
杂环化合物的定义与分类杂环化合物的结构与性质杂环化合物的合成与反应机理杂环化合物的应用杂环化合物的研究进展与展望
目录
杂环化合物的定义与分类
01
总结词
杂环化合物是指分子中至少含有一个杂原子（非碳原子）的环状化合物。
详细描述
杂环化合物是环状有机化合物中的一大类，其分子结构中至少含有一个杂原子（非碳原子），这些杂原子可以是氮、氧、硫等。这些原子与环上的碳原子共同构成一个环状结构。
杂环化合物在材料科学中具有广泛的应用，因为它们可以提供优良的物理和化学性能。例如，聚酰亚胺、聚醚醚酮等杂环高分子材料在航空航天、电子和汽车等领域广泛应用。
杂环化合物作为材料合成的关键组分，能够提高材料的耐热性、耐腐蚀性和机械性能等，同时降低生产成本和提高生产效率。
杂环化合物的研究进展与展望
05
谢谢您的观看
THANKS
在合成过程中，需要注意控制反应条件，如温度、压力、催化剂等，以保证合成效率和产物的纯度。
杂环化合物的合成方法还可以据具体需要采用一些特殊的方法，如分子内的亲核取代反应、分子内的亲电取代反应等。
亲电反应机理是指反应过程中，试剂首先进攻杂环化合物上的电子云密度较低的部位，从而形成正碳离子中间体。然后，正碳离子中间体再与试剂发生反应，形成新的键，最终生成产物。
有机化学精品课件——杂环化合物
结构特点
1 2 3
环状结构
杂环化合物的环状结构可以由一个或多个碳原 子、氮原子、氧原子、硫原子等原子组成。
杂原子
在杂环化合物中，“杂原子”指的是除了碳原 子以外的原子，它们在环中起到了非常重要的 作用。
键合方式
杂环化合物的键合方式不同于脂肪族化合物， 尤其是在五元和六元杂环中，键长和键角都有 特殊的结构特点。
氮杂芳化合物的合成
通常是通过芳基取代反应或氨基化反应形成。例如，邻硝基苯胺可以通过亚硝酸 与苯胺反应制备。
氨基取代反应
氨基取代反应是一种常用的合成氮杂环化合物的方法，其中最重要的是氨基取代 的立体化学控制和区域选择性。
氧杂环化合物的合成
氧杂芳化合物的合成
通常是通过芳基取代反应或氧化反应形成。例如，2-氯苯酚 可以通过氯苯酚与氢氧化钠反应制备。
例如，阿维菌素是一种高效的生物活性杂环化合物，具有 杀虫和杀菌作用，被广泛应用于农业和畜牧业中。
05
未来展望与挑战
杂环化合物研究的前沿与挑战
01
新型杂环化合物的设计与合成
杂环化合物具有独特的生物活性与物理化学性质，研究新的杂环化合
物的设计与合成方法，拓展其应用领域。
02
反应机理与动力学研究
深入探究杂环化合物的反应机理与动力学，提高反应的效率与选择性
其他杂环化合物的合成
含氮、氧、硫等多原子杂环化合物的合成
这些杂环化合物的合成方法主要取决于杂原子的性质和杂环的大小和形状。
非芳香族杂环化合物的合成
这些杂环化合物的合成方法主要取决于杂环的大小和形状以及所使用的反应条件 。
03
杂环化合物的应用
在药物化学中的应用
生物碱
杂环化合物中的吡啶、喹啉和吲哚等具有重要生物活性，如 抗癌、抗菌和抗病毒等。
第十六章--杂环化合物ppt课件
- 0 .0 4
- 0 .0 6
0
0
0
- 0 .0 3
O
+ 0 .1
S
+ 0 .2 0
- 0 .0 6
- 0 .1 0
N H
+ 0 .3 2
五元杂环具有芳香性，但其芳香性不
如苯环，因环上的π电子云密度比苯环大，
且分布不匀，它们在亲电取代反应中的速率
也比要苯快得多。
亲电取代反应的活性为：
吡咯 > 呋喃 > 噻吩 > 苯，主要进入α-位。
BuLi
O
Br(CH2)3Br
H3C O
(CH2)3Br
2．加氢反应
H 2 , Ni or Pd O
H 2 , Ni or Pd N H
H 2 , Ni
S
四 氢 呋 喃 ( THF ) O
四氢吡咯 N H
不 能 用 Pd 催 化
S
因 噻 吩 能 Pd 使 中 毒
3．呋喃、吡咯的特性反应 （1）呋喃易起D-A反应
3．糠醛的用途
O O CH C O
OH
糠醛是良好的溶剂，常用作精练石油的溶剂， 以溶解含硫物质及环烷烃等。可用于精制松香，脱 出色素，溶解硝酸纤维素等。糠醛广泛用于油漆及 树脂工业。
（二）吡咯的重要衍生物
最重要的吡咯衍生物是含有四个吡咯环和四 个次甲基(-CH= )交替相连组成的大环化合物。其取 代物称为卟啉族化合物。
2、 咪唑上有两个N，烷基化反应首先在吡啶N上发生 一 烷基化产物经互变异构又产生一个吡啶N，可进 一步产生二烷基化产物，因此咪唑烷基化时经常得 到一烷基化产物和二烷基化产物；
N C 3 I H N C 3 H N C 3 H -+ H N C 3
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ONa CO2 加压 OH CO2 H
+
OH CO2H
Kolbe-Schmitt反应
OH OH CHO
OH CHCl3 OH
+
CHO OH
Reimer-Tiemann反应
O O C
R
O AlCl3 R C
OH + C O R
Fries重排
39
5. 呋喃、吡咯和噻吩环的制法
AcONO2 S Ac2O-AcOH, 0oC S 60%
14
NO2
• 呋喃发生加成反应（特殊，共轭烯烃性质）
AcONO2 O 5 ~ 30 C
o
碱 或 AcO O NO2 HOAc O NO2
加成
消除
机理：
B NO2 O AcO O NO2 AcO H O H NO2
O
NO2
+
HOAc
15
性质与相应的开链化合物极相似，则不看作是杂环化合物。如环状内酯， 环状酸酐、环状酰胺、环醚、环状酰亚胺等。
2
常见杂环化合物的分类、名称
含一个杂原子 五元杂环
O S N H
呋喃
N
噻吩
N N H
吡咯
N S O N
含二个杂原子
单 杂 环 六元杂环
N H
咪唑 含一个杂原子
N
吡唑
噻唑
噁唑
O
吡啶
γ-吡喃 α-吡喃
6 1 N
稠合体系
2 N4 3
嘌呤
4
命名
1、音译法（带“口”旁的同音汉字） 2、当环上连有烷基、硝基、卤素、羟基、氨基等取代基时， 以杂环为母体； 当环上连有醛基、羧基、磺酸基等时，将杂 环作为取代基。 3、编号从杂原子算起依次用1，2，3，4，5…编号。（用α，β ，γ…则从杂原子相邻的碳原子依次编号），如有不同种类 杂原子，则按O，S，N的顺序由小到大编号，使杂原子尽可 能具有较低的编号。
OH2 R O R R O H
OH R R OH
OH R
- H+
H+ O R OH R R OH O R - H+ R O O R
30
(ii) 呋喃的加成反应（呋喃的共轭二烯性质）
例：与AcONO2的反应（前面已介绍）：
NO2 AcONO2 S Ac2O-AcOH, 0 C
o
S 60%
NO2
+ S 10%
（2） 五员杂环的磺化反应
磺化试剂：
N SO3
（吡啶SO3加合物）
N 100oC
SO3
H+ N H SO3H
N H
90%
N S r. t. SO3 Ba(OH)2 S SO3 Ba2+
2
86%
N SO3 H+ O SO3H
O
r. t.
41%
16
•噻吩还可直接用硫酸磺化（活性大，较稳定）
H2SO4 S r. t. S SO3H
N N N
O
含二个杂原子
N N
N
嘧啶
吡嗪
哒嗪
3
五元杂环与
4 5 7
3 2 O1
4 5 6
3 2 N1 H
4 5 6 7
3 2 S1
苯环稠合体系 6
苯并呋喃
5 4 3 8 N1 2 6 7
吲哚
5
7
苯并噻吩
稠杂环
六元杂环与 苯环稠合体系 杂环与杂环
4 3 N2
6 7
喹啉
7 5 N 8 N H 9
8 1 异喹啉
29
21~22
16
(i) 2, 5-二取代呋喃的酸性开环反应（成 1, 4-二酮）
H2O / H+ R O R R O O R
•合成上进一步应用——制备环戊烯酮衍生物
H2O / H+ RCH2 O CH2R RCH2 O O CH2R RCH2 R
29
OH O
• 呋喃酸性开环机理:
H H+ R O R R O H H2O R R O R
34
（2）吡咯在酸性条件下发生聚合
H+ n N H H N H H n
聚合机理:
H+ H N H H N H N H H H N H H H N H N H
H H N H H H N H H H N H
……
H N H H
n
35
（3） 吡咯N-H的弱酸性
R N H R N H R O H Ph O H
5
NH2 COOH O CHO N N N
2-呋喃甲醛
N C2H5 S
3-吡啶甲酸 4-氨基嘧啶
CH3 N C6H5 O CH3 N H3C N
5-乙基噻唑
2-甲基-5-苯基噁唑 4,5-二甲基嘧啶
6
第一节呋喃、吡咯和噻吩 一、结构
O N S
呋喃 吡咯 噻吩 杂原子（O、S、N）杂化态均为sp2杂化 符合Hü ckel规则（1. 环状, 2. 共平面, 3. 垂直平面的p轨道, 4. 4n+2 p电子 具有方向性
37
吡咯负离子的一些典型反应
H+ N H N H CHO COOH
CO2 H2O CHCl3 KOH O N K O CH3I N R C Cl
这些反应与 那几个反应 相似？
150oC N C R 150oC N H N H C
O R
CH3
PhN2 X
CH3
• 与重氮盐偶联
N H
N
N Ph
38
• 几个相似的反应（酚类的反应）
应用：除去苯或甲苯中的噻吩
&
S
H2SO4 r. t. S SO3H
（少量） 反应快
溶解于硫酸中
17
Br2 / 0 C
o
Br N H
Br Br
• 卤代（稀释或低温控制在一卤代）
Br2 / 0oC O
N H
乙醇
Br
,
活性最大得四取代产物
Br2
稀溶液
O
Br
,
S
HOAc
S
Br
• Friedel－Crafts反应
E
A
A
• 二个共振式 • 吸电子基未 起作用
较稳定
E+进入5位
E A
W
W
W
E
A
E
A
• 三个共振式 • 吸电子基未 起作用
最稳定
25
五员芳杂环的其它反应
（1） 还原成饱和杂环化合物
H2 / Pd O O
THF（常用溶剂）
H2 / Pd N H H2 / MoS2 S S N H
四氢吡咯
使用特殊催化剂
7
二、吡咯、呋喃和噻吩的性质
物理性质 1、光谱性质 1HNMR：δ ~7 H 2、芳香性比较：苯>噻吩>吡咯>呋喃 电负性影响：一般来说，杂原子与碳原子的电负性越接 近，其相应的五元芳香杂环的芳香性越强，其共轭能也越 大。 元素 S N O C 电负性：2.5 3.0 3.5 2.5 芳香性： 噻吩> 吡咯> 呋喃 共轭能： 苯> 吡咯> 噻吩> 呋喃 KJ.mol- 1 50 121.1 88.7 66.1
吸电子诱导效应： O(3.5)>N(3.0)>S(2.5) 给电子共轭效应：N>O>S(S的3p轨道与C的2p轨 道共轭相对较差) 综合：N对环的贡献的电子最多，硫最少。
10
ii. 由中间体的稳定性分析
E+ A 取代 A H E H+ A E
满足八隅体 （较稳定） •比较：苯的亲电取代
E
+
比较
取代
AcONO2 O 5 ~ 30oC AcO O NO2
碱 或 HOAc O NO2
加成
消除
Br2 / CH3OH O H3CO O Br
CH3OH H3CO O OCH3
31
• 2, 5-二甲氧基二氢呋喃的形成机理：
Br2 + 2 CH3OH CH3O Br + CH3Br H2O
（噻吩能使常用 氢化催化剂中毒）
26
• 用Raney Ni催化氢化使噻酚还原脱硫
H2 R S R Raney Ni R R
+
NiS
O C R S C
O R
H2 Raney Ni
O C R C
O R
+
NiS
•其它脱硫的例子
O R C R' HS
合成开链烃、酮的方法
SH H R C H R'
S C R
X
G
给电子基
无论给电子基还是吸电子基 位有取代基 G 给电子基 W 吸电子基
A
A
19
反应举例
NO2 HNO3 / Ac2O + S CH3 (AcONO2) O2N S CH3 S CH3
位给电子基
O2N
70%
HNO3
30%
S
NO2
+ S NO2
O2N
S
NO2
位吸电子基
85%
15%
杂环化合物
（heterocyclic compounds）
1
定义：杂环化合物是指构成环的原子除碳原子外还有其 它原子的环状有机化合物。碳原子以外的原子，称为杂 原子（heteroatoms），常见的杂原子有氧、硫、氮等。
分类： 芳香性杂环：（吡咯、吡啶、喹啉等）
非芳香性杂环：（四氢呋喃、四氢吡咯、六氢吡啶等）
+
OH CO2H
Kolbe-Schmitt反应
OH OH CHO
OH CHCl3 OH
+
CHO OH
Reimer-Tiemann反应
O O C
R
O AlCl3 R C
OH + C O R
Fries重排
39
5. 呋喃、吡咯和噻吩环的制法
AcONO2 S Ac2O-AcOH, 0oC S 60%
14
NO2
• 呋喃发生加成反应（特殊，共轭烯烃性质）
AcONO2 O 5 ~ 30 C
o
碱 或 AcO O NO2 HOAc O NO2
加成
消除
机理：
B NO2 O AcO O NO2 AcO H O H NO2
O
NO2
+
HOAc
15
性质与相应的开链化合物极相似，则不看作是杂环化合物。如环状内酯， 环状酸酐、环状酰胺、环醚、环状酰亚胺等。
2
常见杂环化合物的分类、名称
含一个杂原子 五元杂环
O S N H
呋喃
N
噻吩
N N H
吡咯
N S O N
含二个杂原子
单 杂 环 六元杂环
N H
咪唑 含一个杂原子
N
吡唑
噻唑
噁唑
O
吡啶
γ-吡喃 α-吡喃
6 1 N
稠合体系
2 N4 3
嘌呤
4
命名
1、音译法（带“口”旁的同音汉字） 2、当环上连有烷基、硝基、卤素、羟基、氨基等取代基时， 以杂环为母体； 当环上连有醛基、羧基、磺酸基等时，将杂 环作为取代基。 3、编号从杂原子算起依次用1，2，3，4，5…编号。（用α，β ，γ…则从杂原子相邻的碳原子依次编号），如有不同种类 杂原子，则按O，S，N的顺序由小到大编号，使杂原子尽可 能具有较低的编号。
OH2 R O R R O H
OH R R OH
OH R
- H+
H+ O R OH R R OH O R - H+ R O O R
30
(ii) 呋喃的加成反应（呋喃的共轭二烯性质）
例：与AcONO2的反应（前面已介绍）：
NO2 AcONO2 S Ac2O-AcOH, 0 C
o
S 60%
NO2
+ S 10%
（2） 五员杂环的磺化反应
磺化试剂：
N SO3
（吡啶SO3加合物）
N 100oC
SO3
H+ N H SO3H
N H
90%
N S r. t. SO3 Ba(OH)2 S SO3 Ba2+
2
86%
N SO3 H+ O SO3H
O
r. t.
41%
16
•噻吩还可直接用硫酸磺化（活性大，较稳定）
H2SO4 S r. t. S SO3H
N N N
O
含二个杂原子
N N
N
嘧啶
吡嗪
哒嗪
3
五元杂环与
4 5 7
3 2 O1
4 5 6
3 2 N1 H
4 5 6 7
3 2 S1
苯环稠合体系 6
苯并呋喃
5 4 3 8 N1 2 6 7
吲哚
5
7
苯并噻吩
稠杂环
六元杂环与 苯环稠合体系 杂环与杂环
4 3 N2
6 7
喹啉
7 5 N 8 N H 9
8 1 异喹啉
29
21~22
16
(i) 2, 5-二取代呋喃的酸性开环反应（成 1, 4-二酮）
H2O / H+ R O R R O O R
•合成上进一步应用——制备环戊烯酮衍生物
H2O / H+ RCH2 O CH2R RCH2 O O CH2R RCH2 R
29
OH O
• 呋喃酸性开环机理:
H H+ R O R R O H H2O R R O R
34
（2）吡咯在酸性条件下发生聚合
H+ n N H H N H H n
聚合机理:
H+ H N H H N H N H H H N H H H N H N H
H H N H H H N H H H N H
……
H N H H
n
35
（3） 吡咯N-H的弱酸性
R N H R N H R O H Ph O H
5
NH2 COOH O CHO N N N
2-呋喃甲醛
N C2H5 S
3-吡啶甲酸 4-氨基嘧啶
CH3 N C6H5 O CH3 N H3C N
5-乙基噻唑
2-甲基-5-苯基噁唑 4,5-二甲基嘧啶
6
第一节呋喃、吡咯和噻吩 一、结构
O N S
呋喃 吡咯 噻吩 杂原子（O、S、N）杂化态均为sp2杂化 符合Hü ckel规则（1. 环状, 2. 共平面, 3. 垂直平面的p轨道, 4. 4n+2 p电子 具有方向性
37
吡咯负离子的一些典型反应
H+ N H N H CHO COOH
CO2 H2O CHCl3 KOH O N K O CH3I N R C Cl
这些反应与 那几个反应 相似？
150oC N C R 150oC N H N H C
O R
CH3
PhN2 X
CH3
• 与重氮盐偶联
N H
N
N Ph
38
• 几个相似的反应（酚类的反应）
应用：除去苯或甲苯中的噻吩
&
S
H2SO4 r. t. S SO3H
（少量） 反应快
溶解于硫酸中
17
Br2 / 0 C
o
Br N H
Br Br
• 卤代（稀释或低温控制在一卤代）
Br2 / 0oC O
N H
乙醇
Br
,
活性最大得四取代产物
Br2
稀溶液
O
Br
,
S
HOAc
S
Br
• Friedel－Crafts反应
E
A
A
• 二个共振式 • 吸电子基未 起作用
较稳定
E+进入5位
E A
W
W
W
E
A
E
A
• 三个共振式 • 吸电子基未 起作用
最稳定
25
五员芳杂环的其它反应
（1） 还原成饱和杂环化合物
H2 / Pd O O
THF（常用溶剂）
H2 / Pd N H H2 / MoS2 S S N H
四氢吡咯
使用特殊催化剂
7
二、吡咯、呋喃和噻吩的性质
物理性质 1、光谱性质 1HNMR：δ ~7 H 2、芳香性比较：苯>噻吩>吡咯>呋喃 电负性影响：一般来说，杂原子与碳原子的电负性越接 近，其相应的五元芳香杂环的芳香性越强，其共轭能也越 大。 元素 S N O C 电负性：2.5 3.0 3.5 2.5 芳香性： 噻吩> 吡咯> 呋喃 共轭能： 苯> 吡咯> 噻吩> 呋喃 KJ.mol- 1 50 121.1 88.7 66.1
吸电子诱导效应： O(3.5)>N(3.0)>S(2.5) 给电子共轭效应：N>O>S(S的3p轨道与C的2p轨 道共轭相对较差) 综合：N对环的贡献的电子最多，硫最少。
10
ii. 由中间体的稳定性分析
E+ A 取代 A H E H+ A E
满足八隅体 （较稳定） •比较：苯的亲电取代
E
+
比较
取代
AcONO2 O 5 ~ 30oC AcO O NO2
碱 或 HOAc O NO2
加成
消除
Br2 / CH3OH O H3CO O Br
CH3OH H3CO O OCH3
31
• 2, 5-二甲氧基二氢呋喃的形成机理：
Br2 + 2 CH3OH CH3O Br + CH3Br H2O
（噻吩能使常用 氢化催化剂中毒）
26
• 用Raney Ni催化氢化使噻酚还原脱硫
H2 R S R Raney Ni R R
+
NiS
O C R S C
O R
H2 Raney Ni
O C R C
O R
+
NiS
•其它脱硫的例子
O R C R' HS
合成开链烃、酮的方法
SH H R C H R'
S C R
X
G
给电子基
无论给电子基还是吸电子基 位有取代基 G 给电子基 W 吸电子基
A
A
19
反应举例
NO2 HNO3 / Ac2O + S CH3 (AcONO2) O2N S CH3 S CH3
位给电子基
O2N
70%
HNO3
30%
S
NO2
+ S NO2
O2N
S
NO2
位吸电子基
85%
15%
杂环化合物
（heterocyclic compounds）
1
定义：杂环化合物是指构成环的原子除碳原子外还有其 它原子的环状有机化合物。碳原子以外的原子，称为杂 原子（heteroatoms），常见的杂原子有氧、硫、氮等。
分类： 芳香性杂环：（吡咯、吡啶、喹啉等）
非芳香性杂环：（四氢呋喃、四氢吡咯、六氢吡啶等）