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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,成环原子中含有非碳原子，具有共扼构造和一定程度的稳定性的环状化合物叫杂环化合物。这些成环的非碳原子称为杂原子。不过习惯上环酸酐、内酯、内酰胺等不归入杂环化合物中。,第十八章 杂环化合物,一、分类：,单杂环：包括五元和六元杂环，最常见,的如呋喃、吡咯、噻吩等。,稠杂环：如喹啉、吲哚、嘌呤等。,二、命名：,IUPAC保存了十九个杂环化合物的特殊名称；系统命名采用音译。要尽量记住9个,18.1 杂环化合物的分类和命名,1、只含一个杂原子的杂环化合物：,2、含两个杂原子的杂环化合物：,3、含多个杂原子的杂环化合物：,嘧啶,嘌呤,呋喃,噻吩,吡咯,H,吡喃,吡啶,喹啉,4、杂环上有取代基时：,编号：一般从杂原子开场，杂原子编为“1；有几个杂原子时，先编“O，再编“S，最后编“N。,取名：以杂环为母体得名，如：,CH,3,NH,2,3,甲基吡啶,2,氨基嘧啶,5、有时也可把杂环的母核当作取代基，如：,2呋喃甲醛糠醛 3吲哚乙酸,只含一个杂原子的典型的五元杂环化合物是呋喃、噻吩和吡咯。,一、呋喃、噻吩、吡咯的构造：,环上五个杂原子相互用SP2轨道形成键，组成一个五元环。环上碳原子P轨道上有一个电子。杂原子P轨道上有两个电子，五根P轨道形成一个富电子的56键。据Huckel规那么有芳香性。不过芳香性不如苯，特别是呋喃的芳香性最小。由于环上电子云密度比苯高，所以易进展亲电取代。,二、呋喃、噻吩、吡咯的性质：,1、物理性质：,呋喃存在于松木焦油中，是无色有氯仿气味的液体。噻吩与苯共存于煤焦油中，是无色有特殊气味的液体。吡咯存在于煤焦油或骨焦油中，是无色有苯胺气味的液体。,2、化学性质：,1、亲电取代：反响活性比苯高，一般的亲电取代主要发生在2号位上或2，5两号位上。,Br,SO,3,H,NO,2,CO,CH,3,(,CH,3,CO),2,O,CH,3,COO,NO,2,SO,3,Br,2,Br,SO,3,H,NO,2,CO,CH,3,(,CH,3,CO),2,O,CH,3,COO,NO,2,Br,2,/ HAc,95%H,2,SO,4,Br,SO,3,H,NO,2,CO,CH,3,(,CH,3,CO),2,O,CH,3,COO,NO,2,SO,3,H,H,H,H,H,Br,2,/ EtOH,NO,2,H,+,2、加成反响：,呋喃还可进展DielsAlder反响，如：与顺丁烯二酸酐作用。,3、吡咯的弱酸弱碱性：,吡咯因N原子上的P电子参与共扼，N上的电子云密度降低，所以碱性比苯胺弱。另一方面，N上的H可以离解，所以有弱酸性。其酸性比酚弱。如：,H,2,催化剂,H,K,+KOH,H,2,O,+,3、鉴别：呋喃遇盐酸浸湿的松木片时呈绿色；吡咯蒸汽遇盐酸浸湿的松木片时呈红色；噻吩与吲哚醌在,H,2,SO,4,中作用呈兰色。,三、糠醛：,1、制法：,(,C,5,H,8,O,4,),n,+nH,2,O,nC,5,H,10,O,5,35%H,2,SO,4,多戊糖,戊糖,HOCHCHOH,HCH,CHCHO,OH,OH,H,2,SO,4,H,2,O,C,H,O,2、性质和用途：,是一种无色液体，是良好的溶剂。,1、催化加氢：,C,H,O,C,H,2,OH,C,H,2,OH,H,2,催化剂,H,2,催化剂,糠醇,四氢糠醇,2、歧化反响：,C,H,O,COOH,C,H,2,OH +,浓,Na,OH,3、氧化反响：,C,H,O,COOK,KOH+KMnO,4,C,H,O,O,2,V,2,O,5,MoO,3,O,O,4、安息香缩合：,C,H,O,CHC,O,H,O,KCN,5、催化脱羰基合成四氢呋喃,C,H,O,Ni,280,H,2,/ Ni,100pa,一、吡啶：,1、吡啶的构造：,未成键,环上的六个原子都是SP2杂化。每个原子的未杂化P轨道上都有一个电子，这六根P轨道形成66键。所以有芳香性。但因N原子的电负性大，使环上的电子云密度降低相对于苯环，亲电取代比苯难，而且还可进展亲核取代。,2、吡啶的性质：,1、亲电取代反响：较苯难，主要发生在3号位上。,NO,2,SO,3,H,Cl,H,2,SO,4,Ag,2,SO,4,H,2,SO,4,H,NO,3,Cl,2,AlCl,3,100,CH,3,H,2、对氧化剂的稳定性：,COOH,3、复原反响：,4、亲核取代：主要发生在2-号位上,+NaNH,2,NH,2,N(CH,3,),2,5、碱性：,吡啶,N,原子未成键的,SP,3,轨道上有一孤对电子，能与,H+,形成稳定的正离子，具有弱的碱性。,几类物质的碱性强弱：,RNH,2,NH,2,H,一、根本概念：,1、生物碱：是一类存在于植物体内，对人和动物有强烈生理作用的含氮碱性有机物。,2、生物碱试剂：一般指生物碱沉淀剂。如10%苦味酸等，本身不是生物碱。,二、生物碱的一般性质；,生物碱一般为无色结晶体黄连素为黄色，烟碱为液体。有苦味，有旋光性。不溶或难溶于水，易溶于有机溶剂。与无机酸或有机酸作用生成的盐可溶于水中。与生物碱试剂作用生成沉淀。,三、生物碱的提取方法：,1、有机溶剂提取法：将含有生物碱的细粉与碱液拌匀研磨，以析出游离的生物碱，再用有机溶剂浸泡。有机溶剂浸出液用稀酸抽提萃取。那么生物碱成为盐而溶于水中。水溶液浓缩后用无机碱中和那么游离出生物碱。用有机溶剂进展重结晶可得精品。适用于高含量。,2、稀酸提取法：将含有生物碱的细粉用稀酸浸泡。浸泡液用阳离子交换树脂别离就可得生物碱。适用于低含量而名贵的生物碱。,四、几种重要的生物碱：,1、烟碱：液体，来源于烟草。,2、麻黄素：结晶体，来源于麻黄。,3、黄连素：小蘖碱：黄色结晶体，来源于黄连或三颗针树根中。,4、咖啡碱：又名咖啡因，存在于茶叶、咖啡和可可豆中。,小结：本章介绍了杂环化合物的分类、命名；呋喃、噻吩、吡咯、糠醛、吡啶、喹啉、吲哚的构造和性质。学习了生物碱的性质。,作业：,P,232,1 3 7 10,
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