第十二章杂环化合物

第十一章
课堂练习
杂环化合物
命名下列化合物：
CONH2
COOCH3
N
N
4-吡啶甲酰胺
CO NHNH2
4-吡啶甲酸甲酯
COOH
N
N
N-甲基-4-吡啶甲酰胺
4-吡啶甲酸
第十一章
课堂练习
杂环化合物
命名下列化合物：
H3C CHO
H3C N H OCH3
O
5-甲基-2-呋喃甲醛
2-甲基-5-甲氧基吡咯
H3C N N H
学习要求：
知识目标：
杂环化合物
1.理解杂环化合物的的定义和分类 2.掌握杂环化合物的命名 3.掌握五员、六员杂环化合物的结构特点 4. 掌握杂环化合物性质与结构的关系 5. 了解重要的杂环化合物 能力目标： 1.能对杂环化合物命名 2.能运用化学方法鉴别常见杂环化合物
第十一章
（一）分类
杂环化合物
一、杂环化合物的分类、命名
二、杂环化合物的结构与性质
（三）杂环化合物的性质
2.吡啶的性质
1.溶解性
吡啶能与水混溶，这是因为吡啶分子中 氮原子上的未共用电子对，不参与形成闭合 的共轭体系，氮原子可与水分子形成分子间 氢键的缘故。 2.碱性 吡啶由于环上的氮原子有未共用电子对， 能接受质子而显碱性。
N
吡啶
第十一章
杂环化合物
二、杂环化合物的结构与性质
H3C
S
SO3H
5-甲基-2-噻吩磺酸
4-甲基咪唑 4
第十一章
杂环化合物
二、杂环化合物的结构与性质
（一）吡咯、呋喃和噻吩的分子结构
4 5 1N 3 2
4 5
3
4 5
3 2
吡咯 呋喃 噻吩 在吡咯、呋喃和噻吩分子中，碳原子与杂原子均以sp2杂化轨道 和相邻的原子彼此以σ键构成五元环，成环的5个原子处于同一平面 上。每个碳原子及杂原子都有1个垂直于该平面的未杂化的p轨道， 碳原子的p轨道中各有1个电子，杂原子的p轨道中有2个电子，这些 p轨道相互平行，从侧面重叠形成了1个含5个原子和6个电子的环状 闭合大π 键。因此，吡咯、呋喃和噻吩都具有芳香性。 吡咯、呋喃、噻吩的原子轨道
第十一章
杂环化合物
杂环化合物是由碳原子和非碳原子共同组成环状骨架结构 的一类有机化合物。环中的非碳原子称为杂原子，常见杂原子 有氧、硫、氮等。
本章所讨论的杂环化合物，是那些环系比较稳定，在性质方 面和苯相似，也就是说他们都具有不同程度的芳香性，常被称为 芳杂环。
本章学习要求 本章同步测试参考答案
第十一章
吡啶的衍生物中比较重要的是烟酸
嘧啶衍生物具有重要的生理活性 常见的是吲哚乙酸及其衍生物 喹啉为无色油状液体，有特殊气味
嘧啶衍生物
吲哚衍生物 喹啉衍生物
第十一章
课堂练习
杂环化合物
完成下列反应式：
N
CH3
KMnO4/ H2O
-
N
COOH
第十一章
杂环化合物
本章同步测试参考答案
一、单项选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2.杂环母环的编号 当杂环上有取代基时，为了标明取代基的位置，需将杂 环母环编号。编号的原则为： (1)含1个杂原子的杂环 (2)含2个相同杂原子的杂环
第十一章
（二）命名
杂环化合物
一、杂环化合物的分类、命名
2.杂环母环的编号
(3)含2个不同杂原子的杂环
(4)有特定编号的稠杂环母环 3.取代杂环化合物的命名 连有取代基的杂环化合物的命名，可以选杂环为母体，将取 代基的位次、数目及名称写在杂环母环名称前有时也将杂环作 取代基，以 侧链的官能团作母体 来命名。
H
O
1
2
S
1
第十一章
杂环化合物
二、杂环化合物的结构与性质
（二）吡啶的分子结构
4 5 6 3
N
1
2
吡啶
吡啶分子中的5个碳原子和1个氮原子都以 sp2杂化轨道相互重叠，形成以σ键相连的环平 面。环上6个原子都有1个垂直于该平面的未 杂化的p轨道（各有1个电子），这些p轨道相 互平行重叠，形成了1个环状的闭合大π键， 具有芳香性。
第十一章
杂环化合物
二、杂环化合物的结构与性质
（三）杂环化合物的性质
1.吡咯、呋喃和噻吩的性质
(2)酸碱性
吡咯分子的碱性很弱(pKb = 13.6)，相反，氮原子上的氢原 子却显示出弱酸性(pKa = 15)，能与固体氢氧化钾共热成盐。生 成的盐很不稳定，遇水即分解。呋喃分子中的氧原子也因其未 共用电子对参与了大π 键的形成，而失去了醚的弱碱性，不易 与无机强酸反应。噻吩中的硫原子不能与质子结合，所以也无 碱性。
（三）杂环化合物的性质
2.吡啶的性质 （3）亲电取代反应 吡啶的亲电取代反应活性比苯低，与硝基苯类似，不发 生傅－克反应，取代反应一般发生在β -位上 （4）氧化还原反应
吡啶环上的电子云密度较低，一般不易被氧化。尤其在酸 性条件下，吡啶更加稳定，很难被氧化
第十一章
杂环化合物
三、重要的杂环化合物
呋喃衍生物 吡啶衍生物 常见的是呋喃甲醛，又称为糠醛
第十一章
杂环化合物
二、杂环化合物的结构与性质
（三）杂环化合物的性质
1.吡咯、呋喃和噻吩的性质 （3）亲电取代反应 ① 卤代反应 ② 硝化反应 ③ 磺化反应 （4）还原反应
第十一章
课堂练习
Baidu Nhomakorabea
杂环化合物
完成下列反应式：
浓 H2SO4
S
S
SO3H
+ Br2
O
二氧六环 0O C
O Br
第十一章
杂环化合物
与吡咯不同的是，吡啶环的氮原子在其sp2杂化轨道中还有 1 对未共用电子对,没有参加环的共轭。 ：
吡啶的原子轨道
第十一章
杂环化合物
二、杂环化合物的结构与性质
（三）杂环化合物的性质
1.吡咯、呋喃和噻吩的性质 (1) 溶解性
吡咯、呋喃和噻吩在水中溶解度都不大，而易溶于有机溶剂。 溶解1份吡咯、呋喃及噻吩，分别需要17、35、700份的水。
杂环化合物是以杂环母环结构为基础进行分类的。
此外还可以根据所含杂原子的种类和数目进一步细分。 表11-1列出了常见杂环母环的 结构与名称。
第十一章
（二）命名
杂环化合物
一、杂环化合物的分类、命名
1.杂环母环的命名
杂环母环的名称通常采用音译法，即根据杂环化合物的英文 名称，选用与译音同音的汉字，再加上“口”旁组成音译名。例 如：“Furan”的名称为呋喃，“Pyridine”的名称为吡啶等。
B
D
B
B
C
C
D
C
C
C
A
A
C
D
C
B
A
A
11 12 13 14 15 16 17 18
第十一章
二、分析题 1.鉴别题
杂环化合物
本章同步测试参考答案
显红色
(1)
糠醛 呋喃 苯
西夫试剂
无变化 浓硫酸 分层
(2)
噻吩
混溶
第十一章
二、分析题 1.鉴别题
(3)