杂环化合物及其应用结构与性能 ppt课件
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杂环化合物hPPT课件
N
1、吡咯的结构特点
H
（1）杂化方式： sp2
p
sp2 p
C：
C：
吡啶
sp2 p 吡咯
sp2 p
N：
N：
同： 成环的C、N原子均为sp2杂化 异： 吡啶N：孤电子对处于sp2杂化轨道中
吡咯N：孤电子对处于未杂化的p轨道中 •39
（2）成键方式： e
吡啶：
● ●
●
●
●
吡咯：
●
●
N● ●
●
e
●
●
●
●●
C H = C H2 N
奎宁 （抗疟疾药）
N
CH3
H3CO
α
合成原料应选择：
Nβ
4-甲基-6-甲氧基喹啉
NH2
+ OCH3
β αO CH2=CH-C-CH3
H3CO
NO2
浓H2SO4
H3CO
CH3
N •32
HOOC 例4： 以苯为起始物合成：
N C6H5
合成路线：
CH3Cl AlCl3
CH3
HNO3 H2SO4
① 与质子酸的成盐反应：（无机强酸）
反应：
+ HCl
N
② 与Lewis酸的成盐反应：
+
N
H
Cl -
反应： N + SO3
+
N
–SO-3
N • SO3
N-磺酸吡啶 （温和的非质子磺化剂）
N + CrO3
+
N
–CrO-3
N • CrO3
N-铬酸吡啶
（温和的非质子氧化剂） •15
（3）吡啶芳环的亲电取代反应
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。
第十三章杂环化合物精品PPT课件
5 6
7 8
COOH
4 3
N2
1
4-异喹啉甲酸
NH2
65
1N
N7
2 N 4 N9 8 3H
6-氨基嘌呤（不叫6-嘌呤胺）
当N上连有取代基时，往往用“N”表示取代基
的位置。
N__CH3 （N-甲基吡啶）
第二节 五元杂环化合物
一、呋喃、噻吩、吡咯的结构
O
N
S
H
呋喃
噻吩
吡咯
. .
.
. ..
.
. .
.
. ..
第一节 杂环化合物的分类和命名 一、杂环化合物的分类
单杂环
根据环的形式分类
杂
稠杂环
环
根据环中杂原子的数目分类
五元杂环
六元杂环。
芳环并杂环 杂环并杂环。
含一个杂原子杂环 含两个杂原子杂环
二、杂环化合物的命名
1.译音法
根据杂环化合物的英文名称，选择带“口”字偏 旁的同音汉字来命名。
O
S
N
H
呋喃
噻吩
吡咯
②若含有多个相同的杂原子，则从连有氢或取代
基的杂原子开始编号，并使其他杂原子的位次尽可能
最小。
C H 3 _ _4
5
1
N
N3
2
H
（4-甲基咪唑）
③若含有不相同的杂原子，按O、S、N的顺序编号。
C l_ _4 N 3 5S 2
1
（4-氯噻唑）
某些特殊的稠杂环，不符合以上编号规则，有其 特定的编号。
第十三章 杂环化合物
第一节 杂环化合物的分类和命名 第二节 五元杂环化合物 第三节 糠醛 第四节 六员杂环化合物
杂环化合物及其应用结构与性能
杂环化合物及其应用结构与性 能
杂环化合物是一类具有特殊结构和性能的有机化合物，广泛应用于药物、材 料科学及有机合成领域。本演示将深入介绍其定义、合成方法以及各领域的 应用。
杂环化合物的定义与特点
多环结构
杂环化合物与传统的芳香烃 有机化合物相比，采用了多 环结构，赋予其独特的性质 和活性。
异原子参与
由杂原子桥接两个或多个 环状结构形成，如二噁烷、 噻吩噻吩二酮等。
杂环化合物的合成方法
1
环化反应
通过适当的反应条件和催化剂，将开链化合物转化为杂环化合物。
2
循环化合物合成
通过将含有合适官能团的化合物环化，生成目标杂环化合物。
3
杂原子插入
通过在已有环状结构中插入杂原子，扩展结构生成杂环化合物。
杂环化合物在药物领域的应用
C-H官能化
杂环化合物中的C-H键官能化反 应成为有机合成中的热点研究， 实现了高效、环境友好的合成 方法。
多组分反应
杂环化合物在多组分反应中， 能够提供多种反应位点，促进 复杂分子的高效合成。
杂环化合物的结构与性能关系分析
结构特征 杂环环数 杂原子取代位置 侧链或官能团取代
性能表现 影响杂环化合物的稳定性和反应活性 影响杂环化合物的化学性质和反应途径 改变杂环化合物的溶解性、药代动力学等药物性 质
1 光电材料
杂环化合物在太阳能电池、发光二极管等领域的应用发展迅速，为绿色能源做出重要贡 献。
2 导电材料
某些杂环化合物具有优异的电导性能，可用于导电薄膜、传感器等领域。
3 催化剂
杂环化合物可以作为催化剂用于有机合成、氧化还原反应等，在催化领域发挥重要作用。
杂环化合物在有机合成中的应用
手性杂环
杂环化合物是一类具有特殊结构和性能的有机化合物，广泛应用于药物、材 料科学及有机合成领域。本演示将深入介绍其定义、合成方法以及各领域的 应用。
杂环化合物的定义与特点
多环结构
杂环化合物与传统的芳香烃 有机化合物相比，采用了多 环结构，赋予其独特的性质 和活性。
异原子参与
由杂原子桥接两个或多个 环状结构形成，如二噁烷、 噻吩噻吩二酮等。
杂环化合物的合成方法
1
环化反应
通过适当的反应条件和催化剂，将开链化合物转化为杂环化合物。
2
循环化合物合成
通过将含有合适官能团的化合物环化，生成目标杂环化合物。
3
杂原子插入
通过在已有环状结构中插入杂原子，扩展结构生成杂环化合物。
杂环化合物在药物领域的应用
C-H官能化
杂环化合物中的C-H键官能化反 应成为有机合成中的热点研究， 实现了高效、环境友好的合成 方法。
多组分反应
杂环化合物在多组分反应中， 能够提供多种反应位点，促进 复杂分子的高效合成。
杂环化合物的结构与性能关系分析
结构特征 杂环环数 杂原子取代位置 侧链或官能团取代
性能表现 影响杂环化合物的稳定性和反应活性 影响杂环化合物的化学性质和反应途径 改变杂环化合物的溶解性、药代动力学等药物性 质
1 光电材料
杂环化合物在太阳能电池、发光二极管等领域的应用发展迅速，为绿色能源做出重要贡 献。
2 导电材料
某些杂环化合物具有优异的电导性能，可用于导电薄膜、传感器等领域。
3 催化剂
杂环化合物可以作为催化剂用于有机合成、氧化还原反应等，在催化领域发挥重要作用。
杂环化合物在有机合成中的应用
手性杂环
第十六章杂环化合物优秀课件
用低温、溶剂稀释等温和条件。
25 ℃ O + Br2 O O
O Br 2-溴呋喃
S + Br2 CH3COOH
S Br
2-溴噻吩
N + Br2 乙醇/0℃ H
Br Br Br N Br
H
N + I2 NaOH H
II I NI
H
四碘吡咯
14
2. 硝化 呋喃、噻吩、吡咯的硝化，常使用比较缓和的硝化剂（硝酸乙酰
N CH3 1-甲基异喹啉
Br N
6-溴喹啉
COOH N
4-异喹啉甲酸
N OH
8-羟基喹啉
7
2. 系统法 根据相应的碳环来命名，把杂环看作是相应碳环中的碳原子被杂 院字取代而形成的化合物。命名时在相应的碳环名字前加上杂原 子的名字。
O
S
茂
氧（杂）茂
硫（杂）茂
N
苯
氮（杂）苯
萘
N 1-氮（杂）萘
在没有误会的情况下，“杂”字可以省去。
键长nm 0.154
C＝C 0.134
C－O 0.143
C－N 0.147
C－S 0.182
0.144 0.135
0.143 0.137
离域能：150.5
O 0.137
67
N 0.138 H
88
芳香性：苯 > 噻吩 > 吡咯 > 呋喃
0.142 0.137
S 0.171
117 KJ/mol
10
二、六元杂环化合物的结构
N:
0.140
0.139 0.134
N
吡啶π电子数符合休克尔规则，具有芳香性。吡啶的芳香性比苯 弱。
25 ℃ O + Br2 O O
O Br 2-溴呋喃
S + Br2 CH3COOH
S Br
2-溴噻吩
N + Br2 乙醇/0℃ H
Br Br Br N Br
H
N + I2 NaOH H
II I NI
H
四碘吡咯
14
2. 硝化 呋喃、噻吩、吡咯的硝化，常使用比较缓和的硝化剂（硝酸乙酰
N CH3 1-甲基异喹啉
Br N
6-溴喹啉
COOH N
4-异喹啉甲酸
N OH
8-羟基喹啉
7
2. 系统法 根据相应的碳环来命名，把杂环看作是相应碳环中的碳原子被杂 院字取代而形成的化合物。命名时在相应的碳环名字前加上杂原 子的名字。
O
S
茂
氧（杂）茂
硫（杂）茂
N
苯
氮（杂）苯
萘
N 1-氮（杂）萘
在没有误会的情况下，“杂”字可以省去。
键长nm 0.154
C＝C 0.134
C－O 0.143
C－N 0.147
C－S 0.182
0.144 0.135
0.143 0.137
离域能：150.5
O 0.137
67
N 0.138 H
88
芳香性：苯 > 噻吩 > 吡咯 > 呋喃
0.142 0.137
S 0.171
117 KJ/mol
10
二、六元杂环化合物的结构
N:
0.140
0.139 0.134
N
吡啶π电子数符合休克尔规则，具有芳香性。吡啶的芳香性比苯 弱。
有机化学精品课件——杂环化合物
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
在亲电反应机理中，试剂的性质和杂环化合物上的取代基的性质都会影响反应的进程和产物的生成。因此，在选择合适的试剂和反应条件时，需要考虑这些因素。
亲核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高的部位，从而形成负碳离子中间体。然后，负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。
杂环化合物的应用
04
杂环化合物在药物合成中具有广泛的应用，因为它们具有独特的化学结构和生物活性。例如，嘧啶衍生物在抗肿瘤药物中发挥重要作用，喹啉衍生物具有抗菌和抗癌活性。
杂环化合物作为药物合成中的关键中间体，可用于合成多种类型的药物，如抗高血压药物、抗病毒药物和抗癌药物等。
VS
杂环化合物在农药合成中具有不可替代的地位，因为它们可以提供高效、低毒、低残留的农药。例如，吡啶衍生物可用于合成除草剂和杀虫剂，嘧啶衍生物可用于合成杀菌剂和杀虫剂。
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。
杂环化合物的物理性质与其结构密切相关，如熔点、沸点、溶解度等。
第13章杂环化合物PPT课件
O
pyran 吡喃
N
pyridine 吡啶
N
N
pyrimidine 嘧啶
第5页/共21页
稠杂环
N
quinoline 喹啉
N
H
indole 吲哚
N
N
NN
H
purine 嘌呤
注：红色字体的杂环结构必须记住
第6页/共21页
杂环化合物的编号原则
1、环上只有一个杂原子时，杂原子的编号为1。
有时用希腊字母编号，靠近杂原子的碳原子为α 位，其次为β位，再次为γ位。
称的汉字译音加“口”字旁表示。 呋喃（furan）、吡啶（pyridine） 根据国际通用名称音译，使用方便，缺点是名
称和结构之间没有任何联系。
第4页/共21页
五元单杂环
O
furan 呋喃
N
H
pyrrole 吡咯
S
thiophene 噻吩
N
S
thiazole 噻唑
N
N H
imidazole 咪唑
六元单杂环
等电子的共轭体系。 （ ）×
4、下列不具有芳香性的是（ C）
A、吡啶 B、吡咯
C、环已烯
D、苯
5、①吡啶 ②苯 ③吡咯发生亲电取代反应的活性顺序为（ C）
A、①＞②＞③
B、②＞①＞③
C、③＞②＞①
D、①＞③＞②
第19页/共21页
6、下列化合物中属于杂环化合物的是（ C）
O
N
O
S
H
A、
B、
C、
、
O
C O
第2页/共21页
13.1 杂环化合物的分类和命名
1.分类
第十六章杂环化合物ppt课件
NH2
O 醛（酮）
H
R' R
H R' R
N NH H
N HN H 2
R' R
NN H
H R' R N HN2 H 2
H R' R - NH4
O
O
+ Br2
O 0℃
O Br
α–溴代呋喃
(90%)
(4)
S
+Br2
AcOH 室 温
Friedel–Crafts酰基化
α–S溴 代 B 噻 r 吩
催化剂：OS+ nC(C lH 4,3C BO F)23O 等BF3
O O C CH3 2–乙 酰 基 呋 喃
(75% ~92% )
O
N +(CH3CO)2O150~200℃ N C CH3
benzomidazole benzoxazole benzothiazole purine
喹啉N
N
异喹啉
quinoline isoquinoline
N
吖啶
acridine
• 杂环的编号一般从杂原子开始，含多个
杂原子时按O、S、N的次序编号。
43
4 N 3
4
5
N 3
52
O 1
C H 35S12
C H 3 C O 6
六氢吡啶
(哌啶)
有机碱催化剂、环氧树脂的固化剂
氧化： 吡啶与过氧化氢作用生成吡啶–N–氧化物：
NO2
NO2
H2O2,AcOH
HNO3,H2SO4
PCl3,CHCl3
N
65℃
90℃
N
N
△
N
有机化学 杂环化合物PPT课件
2021/7/23
第11页/共76页
五元杂环化合物亲电取代反应发生在α-位可用共
振论解释：
+ E+ Z
= Z ( NH、O、S )
+
E ZH
E +Z H
正电荷可在三个原子上离域
E
E
H
H
+
Z
Z
+
正电荷只能在两个原子上离域
E ZH
+
2021/7/23
由此可见，进攻2–位所形成的共振杂化体比进 攻3–位所形成的共振杂化体稳定。
2021/7/23
+ Ac2O
H3PO4
S
+ Ac2O
BF3
O
S COCH3 O COCH3
第17页/共76页
(5) 吡咯的特殊反应 吡咯十分活泼，活性类似于苯胺、苯酚.
H+ + C6H5N2+ClN H
N N=NC6H5 H
+ CHCl3 + KOH N H
2021/7/23
第18页/共76页
CHO N H
环状有机化合物中，成环原子除碳原子外还含有 其他原子，这种环状化合物称为杂环化合物。
2021/7/23
杂环化合物
、
非芳香性杂环化合物, 如： O
N H
内酯、环状酸酐等。
芳香性杂环化合物
本章讨论的是那些环为平面型，环内π电 子数符合4n+2规则，具有一定芳香性的 芳杂环化合物。
第1页/共76页
20.1 杂环化合物的分类与命名
5 - 位被占, 则进入4 - 位, 而不进入2 - 位
第19页/共76页
第十六章杂环化合物PPT
第十八章 杂环化合物
第一节 杂环化合物的分类、命名和结构 第二节 杂环化合物的性质 一、物理性质 二、化学性质
1、五元杂环化合物及其衍生物 ①呋喃 ②吡咯 ③噻吩 ④糠醛
2、六元杂环化合物 ①吡啶 ②喹啉和异喹啉
3、生物碱
第十八章 杂环化合物
第一节 杂环化合物的定义、分类、命名和结构 一、定义：
构成环的原子除碳外还有其它元素原子的一 类环状化合物称为杂环化合物。
B、由于它们的高度活泼性以及呋喃和吡咯对于无机强 酸的敏感性（酸性环境下易发生分解、开环甚至聚 合等），其亲电取代反应必须对试剂及反应条件有 所选择和控制，必须在比较温和的条件下进行。
① 卤代反应:不需要催化剂，要在较低温度进行。
+ Br2 1,4- 二氧六环
O
25oC
75 %
O Br
由于吡咯比呋喃活性大，故吡咯在卤代时常生
二、分类： 1、芳香性
非芳香性杂环化合物 芳香性杂环化合物（4n+2π电子）
2、环数目
单杂环 稠杂环
五元杂环 3、杂环大小
六元杂环
此外，还可 按环中杂原 子的种类和
数目分类
本章重点介绍环较稳定的、具有芳香性的杂 环化合物中的极少数几个环系中的一些与生物关 系密切的杂环化合物。
三、命名： 1. 命名原则：
环中的非碳原子叫做杂原子。常见的杂原子 有O、S、N、P等。
杂环化合物是一大类有机物，占已知有机物 的三分之一。杂环化合物在自然界分布很广、功 用很多，其中许多杂环化合物具有生理活性。例 如，中草药的有效成分生物碱大多是杂环化合物； 动植物体内起重要生理作用的血红素、叶绿素、 核酸的碱基都是含氮杂环；部分维生素，抗菌素； 一些植物色素、植物染料、合成染料都含有杂环。
第一节 杂环化合物的分类、命名和结构 第二节 杂环化合物的性质 一、物理性质 二、化学性质
1、五元杂环化合物及其衍生物 ①呋喃 ②吡咯 ③噻吩 ④糠醛
2、六元杂环化合物 ①吡啶 ②喹啉和异喹啉
3、生物碱
第十八章 杂环化合物
第一节 杂环化合物的定义、分类、命名和结构 一、定义：
构成环的原子除碳外还有其它元素原子的一 类环状化合物称为杂环化合物。
B、由于它们的高度活泼性以及呋喃和吡咯对于无机强 酸的敏感性（酸性环境下易发生分解、开环甚至聚 合等），其亲电取代反应必须对试剂及反应条件有 所选择和控制，必须在比较温和的条件下进行。
① 卤代反应:不需要催化剂，要在较低温度进行。
+ Br2 1,4- 二氧六环
O
25oC
75 %
O Br
由于吡咯比呋喃活性大，故吡咯在卤代时常生
二、分类： 1、芳香性
非芳香性杂环化合物 芳香性杂环化合物（4n+2π电子）
2、环数目
单杂环 稠杂环
五元杂环 3、杂环大小
六元杂环
此外，还可 按环中杂原 子的种类和
数目分类
本章重点介绍环较稳定的、具有芳香性的杂 环化合物中的极少数几个环系中的一些与生物关 系密切的杂环化合物。
三、命名： 1. 命名原则：
环中的非碳原子叫做杂原子。常见的杂原子 有O、S、N、P等。
杂环化合物是一大类有机物，占已知有机物 的三分之一。杂环化合物在自然界分布很广、功 用很多，其中许多杂环化合物具有生理活性。例 如，中草药的有效成分生物碱大多是杂环化合物； 动植物体内起重要生理作用的血红素、叶绿素、 核酸的碱基都是含氮杂环；部分维生素，抗菌素； 一些植物色素、植物染料、合成染料都含有杂环。
杂环化合物ppt(完美版)
苯胺
..
NH H
吡啶
三乙胺
哌啶
了解 28
了解 2、与卤代烃、酰卤和酸酐的反应
+ CH3I .N.
(孤对电子) 亲核性
+ . I- 碘化N-甲
N CH3
基吡啶
季铵盐
异裂
易受亲核试 剂的进攻
29
2、与卤代烃、酰卤和酸酐的反应
+ PhCOCl reversible
.N.
可逆
+ . Cl- 氯化N-苯甲
掌握
呋喃
噻吩
吡咯
6
含两个杂原子的五元单杂环
吡唑 咪唑 咪唑较常用
恶唑 噻唑 异恶唑
熟悉
7
含一个杂原子的六元单杂环
熟悉
吡啶 2H-吡喃 含两个杂原子的六元单杂环
哒嗪 嘧啶 吡嗪 哌嗪
8
五元及六元稠杂环
吲哚
苯并咪唑
喹啉
异喹啉
嘌呤
熟悉
9
有特定名称杂环母核的编号说明： • 对于单杂环母核，从杂原子开始编号，使 取代基位次最小。
N
酰基吡啶
O CPh
吸电子能力： R4N + > Cl -
正电性增强，易 发生亲核加成
用途： N-酰基吡啶是比酰氯、酸酐更好的酰化剂。
了解
30
3、亲电取代反应 了解
作为 “缺π” 芳杂环，吡啶需较剧烈的条件下进 行，取代基进入β位，但不发生傅-克反应。
（傅-克反应）
α，γ位不发生亲电取代反应。
31
2-乙酰基呋喃 α,α’-二甲基呋喃 熟悉
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• 若同一环上有多个杂原子，按 O、S 、-NH- 、 -N= 顺序编号，使其他杂原子位次尽可能小。
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1.449A o 91.98o
o
91.73
O
o
84.55
1.549A o
1.49A o 硫杂环丙烷
83
o
77
S
1.550A o 1.847A o
张力焓（KJ/mo
106.3
80
2. 孤电子对（电负性、偶极矩）
H
O
N
3. 物态
1.88D
NH
1.66D
O
1.85D
1.93D
O
10.7oC
NH
61oC
H N
N
3.6 4.75 8.8
>
9.3
N H 2
2）化学性质
吡啶与苯环很相似，N与C处在同一平面上，原子间的 SP2杂化轨道相互交盖， 成六个σ键，键角120°，环上每一原子还有一个电子在 P 轨道上，P 轨道与环平 面垂直，相互交盖成包括六个原子在内的分子轨道，π电子分布在环的上方和下方， 每个 C 的第三个 SP2 杂化轨道与 H 的 S 轨道交盖成σ键，氮原子的第三个SP2杂 化轨道上有一对未用电子对。
因此，具有芳香性。但因O、S、N原子电负性的不同，参与芳构化的能力也 不同。其芳性强若之顺序为：
>
>
S
N
H
(4) 碱性较弱，环易发生亲电取代反应
(5) 屏蔽效应
H 5 .6 0 P P m
H 6 .3 0 P P m
O
H 6 .0 3 P P m
H 6 .9 6 P P m
H 5 .6 0 p P P m
55-6oC
O
47-8oC
49.3oC
N H
88.5oC
S
1.89D
S
1.85D
S
56oC
S
95oC
为什么含氮 杂环化合物 的沸点异常？
O
66oC
第二节 芳香杂环化合物
1、五元杂环化合物
0.144 nm 0.1354
0.1455 nm 0.1352
0.1429 nm 0.1371
0.1371 O
0.1718 S
0.1383 N
饱和化合物
H
C O :0 .1 4 3 n m C N :0 .1 4 7 n m C S :0 .1 8 2 n m C C :0 .1 5 4 n m C = C :0 .1 3 4 n m
1）物理性质
A. 呋喃：无色液体，存于松木焦油中, b.p. 31.36oC. 遇盐酸浸湿的松木 片呈绿色。
第二讲 杂环化合物——结构与性能
第一节 饱和杂环化合物 第二节 芳香杂环化合物
第一节 饱和杂环化合物
1. 环张力
小环张力较大
o
60
o
61.4
O
o
H 60.3
N
o
48.4
S
1.53A o
1.47A o
1.48A o
环丙烷
环氧乙烷
环乙亚胺
张力焓（KJ/mol） 1141121.560源自 oo88NH
1.477A o
sp2
结构参数与电荷分布
0.140 nm
0.87 1.01
0.139 nm
N 0.134 nm
0.8
N
1.43
数据表明：吡啶环中因N原子电负性较大，其电荷分布不均匀，键长没有完全平 均化。又因氮原子上电子云密度大而具有碱性。
1）物理性质
a. 水溶性 在水中溶解度大
N HOH
b. 碱性 pKb
C H 3N H 2 > N H 3 >
H 7 .3 9 p P P m
H 6 .6 0 p P P m
H 7 .2 0 p P P m
O
N
S
H
(6)由于呋喃、噻吩、吡咯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大，故它们都比苯容易发生亲电取代反应，取代通常发生
在α位上。
2、六元杂环化合物
N
未参与共轭
N
未参与成键
B. 噻吩：无色有特殊气味的液体，存于煤焦油中, b.p. 84.16oC. 与吲哚 醌在硫酸作用下显兰色。
C. 吡咯：无色液体，存于煤焦油和骨焦油中, b.p. 130~ 131oC.遇盐酸 浸湿的松木片呈红色。
2）化学性质
N
孤电子对在p轨道上
结构特点：
(1) 成环的所有原子在一个平面上； (2) 是一个环闭的共扼体系（5原子6电子体系）,键长、键角均匀化; (3) p电子数符合休克尔规则。