第十六章杂环化合物制作：陈锋东北大学理学院化学系教材:高鸿宾主编高等教育出版社有机化学OrganicChemistry•一般把除碳以外的成环原子叫杂原子，常见的杂原子有氧、硫和氮：•环系中可含一个、两个或多个相同或不同的杂原子。•环可以有三元环、四元环、五元环、六元环或更大，可以是稠合的环。第十六章杂环化合物•杂环化合物种类繁多，约占全部已知有机化合物的三分之一。杂环化合物：参与成环的原子除碳原子外，还有其它元素的原子，这类环状化合物叫做杂环化合物•这些化合物的性质与相应的脂肪族化合物相近。•本章介绍的是具有不同芳香性的杂环化合物（简称芳杂化合物）。•已经学过的杂环化合物：•按骨架分类:五元杂环、六元杂环;单杂环和稠杂环等。•命名——按英文音译。常见的杂环有：16.1杂环化合物的分类和命名喹啉呋喃噻吩吡咯吡啶吲哚噻唑嘧啶•按环的形式分：单杂环和稠杂环五元杂环（一）单环杂环NOHS呋喃吡咯噻吩FuranPyrroleThiophenNNNSHNNH吡唑咪唑噻唑PyrazolImidazolThiazol一杂五环二杂五环16.1杂环化合物的分类和命名一.杂环化合物的分类：•六元杂环一杂六环N吡啶Pyridine二杂六环NN嘧啶Primidine三杂六三聚氰胺1.音译法即按照英文名称的译音，选用同音汉字，在加上“口”旁以表示环状化合物。如：ONSNN吡啶喹啉返回二.杂环化合物的命名呋喃吡咯噻吩FuranPyrroleThiophenPyridineOSNNNNNN单杂环SNNN五元杂环六元杂环环戊二烯杂环分类碳环母核重要的杂环苯16543254321NN12233445561呋喃噻吩吡咯噻唑咪唑吡啶哒嗪嘧啶吡嗪返回稠杂环杂环分类碳环母核重要的杂环N61234578910NNNONN茚蒽苯喹啉异喹啉吲哚苯并呋喃嘌呤吖啶返回当环上有取代基时：⑴以杂环为母体，编号时从杂原子开始，将杂原子编为１号，依次１，２，３······，或与杂原子相邻的碳原子遍为α，依次为α，β，γ······⑵当环上有两个或两个以上的杂原子时，应使杂原子所在的位次数字最小；当环上有不同杂原子时，按O→S→N的次序编号。⑶环上连有不同取代基时，编号时遵守次序规则及最低系列原则返回NNH12345H3CO－BrO－Br2－溴呋喃α－溴呋喃4-甲基咪唑5－甲基噻吩N－CH34－甲基吡啶γ－甲基吡啶O－CH3CH3－2，4－二甲基呋喃NS2345H3C1•含有两个或以上的相同杂原子的单杂环衍生物，编号从连有取代基（或氢原子）的那个杂原子开始，顺序定位，使另一个杂原子的位次保持最小：二、杂环化合物的命名2.IUPAC法如：NSN呋喃氧（杂）茂吡咯氮（杂）茂噻吩硫（杂）茂吡啶氮（杂）苯返回O茂O－BrO－Br2－溴氧（杂）茂2,4,6-三氨基-1,3,5-三氮杂苯2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪杂环母体在对应的结构名前“加杂原子”+杂•在没有误会的情况下，“杂”字可以省去。（1）五元杂环化合物——呋喃、噻吩、吡咯的结构•五个原子处于同一平面；有一个闭合的共轭体系。符合4n+2休克尔规则。16.2杂环化合物的结构与芳香性杂原子均以sp2杂化（未杂化的P上有2个电子参加成环）p(2),sp2(1,1,1)p(2),sp2(1,1,2)p(2),sp2(1,1,2)•呋喃、吡咯、噻吩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大，故比苯容易发生亲电取代反应，取代通常发生在-位。•芳香性程度的比较：芳香性强弱的次序•苯>噻吩>吡咯>呋喃取代反应活性的次序•呋喃>吡咯>噻吩>苯离域能：1521178867KJ/mol-0.10-0.03-0.060(不一致)位电子云密度•氮原子与碳原子处在同一平面。•吡啶的结构与苯相似，符合休克尔规则，具有芳香性•吡啶在发生亲电取代反应较苯困难，主要发生在位。•相对来说，吡啶较易发生亲核取代反应，取代基往往进入位。（2）六元杂环化合物——吡啶杂原子均以sp2杂化（未杂化的P上有1电子参加成环）P(1),Sp2(1,1,2)•由于芳杂环中电子的离域作用，环中的单、双键与孤立的单、双键不同，因此，可用下列式子表示：•也可用共振式的叠加来表示，如吡咯：•芳香族化合物的电荷分布：•环上碳原子电荷密度比苯大的称为多芳杂环，通常为五元芳杂环；比苯小的，称为缺芳杂环，六元杂环。电子数=6电子数=8电子数=6非共轭体系电子数=6电子数=6N有3个键的,如-NH-,则N为SP2（1,1,...
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