汪小兰有机化学课件(第四版)17杂环化合物.ppt
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第十七章第十七章杂环化合物杂环化合物（Heterocycliccomponds）第一节第一节杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名一、分类一、分类二、命名二、命名第二节第二节五元杂环化合物五元杂环化合物一、呋喃、噻吩、吡咯杂环的结构一、呋喃、噻吩、吡咯杂环的结构二、呋喃、噻吩、吡咯的性质二、呋喃、噻吩、吡咯的性质三、糠醛（三、糠醛（-呋喃甲醛）呋喃甲醛）第三节第三节六元杂环化合物六元杂环化合物一、吡啶一、吡啶二、嘧啶二、嘧啶三、喹啉与异喹啉三、喹啉与异喹啉第四节第四节生物碱生物碱第五节第五节改变人类行为的药物改变人类行为的药物一、分类一、分类第一节第一节杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名总目录总目录二、命名二、命名1.母体名称母体名称总目录总目录imidazole咪唑咪唑thiazole噻唑噻唑furanpyrrolethiophene呋喃呋喃吡咯吡咯噻吩噻吩2.编号编号n从杂原子编起（母体的编号是固定的）；从杂原子编起（母体的编号是固定的）；n若有不同杂原子时，从若有不同杂原子时，从O、S、N顺序编号；顺序编号；n杂原子的位次遵循最低系列原则杂原子的位次遵循最低系列原则n例：
例：
酸类化合物酸类化合物以酸为母体，以酸为母体，杂环为取代杂环为取代基。
基。
总目录总目录3-甲基吡咯甲基吡咯（-甲基吡咯甲基吡咯）1-甲基吡咯甲基吡咯（N-甲基吡咯甲基吡咯）-呋喃甲酸呋喃甲酸（2-呋喃甲酸呋喃甲酸）-噻吩磺酸噻吩磺酸第二节第二节五元杂环化合物五元杂环化合物总目录总目录furanpyrrolethiophene呋喃呋喃吡咯吡咯噻吩噻吩一、呋喃、噻吩、吡咯杂环的结构一、呋喃、噻吩、吡咯杂环的结构电子数满足电子数满足4n+2，分子是闭合的共，分子是闭合的共轭体系，轭体系，NMR谱图谱图值为值为7左右，具有芳香左右，具有芳香性。
性。
总目录总目录1.光谱性质光谱性质nIR：
CH30773003cm-1NH35003200环骨架谱带环骨架谱带1600-1300n1HNMR：
-H=6.66（吡咯）（吡咯）-H=6.22（吡咯）（吡咯）二、呋喃、噻吩、吡咯的性质二、呋喃、噻吩、吡咯的性质总目录总目录
（1）溴代）溴代2.亲电取代反应亲电取代反应总目录总目录硝化剂：
硝化剂：
温和的乙酰基硝酸酯（温和的乙酰基硝酸酯（），且控），且控制低温条件。
制低温条件。
（2）硝化）硝化总目录总目录磺化剂：
磺化剂：
，或，或95%硫酸硫酸（吡啶三氧化硫）（吡啶三氧化硫）（3）磺化）磺化总目录总目录亲电反应活性：
吡咯呋喃噻吩苯亲电反应活性：
吡咯呋喃噻吩苯（4）乙酰化）乙酰化总目录总目录3.加成加成
（1）加氢（自学）加氢（自学）
（2）加卤素（自学）加卤素（自学）（3）D-A加成加成总目录总目录4.吡咯的弱碱性和弱酸性吡咯的弱碱性和弱酸性
（1）弱碱性）弱碱性苯胺苯胺吡咯吡咯四氢吡咯四氢吡咯Kb3.810-82.510-142.010-4总目录总目录
（2）弱酸性弱酸性总目录总目录吡咯的弱酸性的应用吡咯的弱酸性的应用总目录总目录5.五元环的鉴别反应五元环的鉴别反应n吡咯吡咯:
为无色液体，遇盐酸浸湿的松木片呈为无色液体，遇盐酸浸湿的松木片呈红色红色。
n呋喃呋喃:
为无色液体，遇盐酸浸湿的松木片呈为无色液体，遇盐酸浸湿的松木片呈绿色绿色。
n噻吩噻吩:
为无色液体，与吲哚醌在硫酸作用下呈为无色液体，与吲哚醌在硫酸作用下呈蓝色蓝色。
总目录总目录三、糠醛（三、糠醛（-呋喃甲醛）呋喃甲醛）1.制备制备2.性质和用途性质和用途
（1）良好的溶剂）良好的溶剂
（2）催化加氢制备呋喃甲醇）催化加氢制备呋喃甲醇（3）氧化制备呋喃甲酸或顺酐）氧化制备呋喃甲酸或顺酐（4）歧化歧化（5）安息香缩合）安息香缩合（6）合成四氢呋喃）合成四氢呋喃总目录总目录四、噻唑和咪唑四、噻唑和咪唑五、吲哚五、吲哚化学性质与吡咯相似化学性质与吡咯相似粪臭素（香与臭粪臭素（香与臭的辩证法）的辩证法）植物生长调节剂植物生长调节剂六、卟啉化合物六、卟啉化合物血红素血红素叶绿素叶绿素维生素维生素B12总目录总目录一、吡啶一、吡啶1.吡啶的结构吡啶的结构第三节第三节六元杂环化合物六元杂环化合物总目录总目录2.吡啶的碱性及其盐的性质吡啶的碱性及其盐的性质n吡啶环上有吸电子取代基，碱性减弱，吡啶环上有吸电子取代基，碱性减弱，尤其是尤其是2-，6-取代。
取代。
n碱性：
碱性：
脂肪胺吡啶苯胺吡咯脂肪胺吡啶苯胺吡咯总目录总目录n成盐：
成盐：
N-烷基化：
烷基化：
总目录总目录3.吡啶与苯类似的性质吡啶与苯类似的性质
（1）亲电取代）亲电取代反应活性与硝基苯相似，不发生傅反应活性与硝基苯相似，不发生傅-克烷克烷基化和酰基化反应。
基化和酰基化反应。
总目录总目录
（2）氧化）氧化吡啶环较之苯环稳定吡啶环较之苯环稳定氮原子电负性大，使环上的电子云密度减少；氮原子电负性大，使环上的电子云密度减少；酸性条件下，氮与质子结合成氮正离子，环上的酸性条件下，氮与质子结合成氮正离子，环上的电子云密度更少，吡啶环的稳定性更大。
电子云密度更少，吡啶环的稳定性更大。
总目录总目录N-氧化物是重要的有机合成中间体，可以改氧化物是重要的有机合成中间体，可以改变吡啶亲电取代反应的位置，如合成变吡啶亲电取代反应的位置，如合成4-取代吡啶：
取代吡啶：
总目录总目录（3）还原反应）还原反应总目录总目录（4）亲核取代）亲核取代易亲核取代，生成易亲核取代，生成-吡啶衍生物吡啶衍生物总目录总目录n易溶于水，碱性比吡啶弱，亲电取代反应也比易溶于水，碱性比吡啶弱，亲电取代反应也比吡啶困难，而亲核取代则较吡啶容易。
吡啶困难，而亲核取代则较吡啶容易。
n存在：
例如，核酸中的碱基：
存在：
例如，核酸中的碱基：
尿嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶二、嘧啶二、嘧啶总目录总目录三、喹啉与异喹啉三、喹啉与异喹啉喹啉与异喹啉的化学性质和吡啶相似喹啉与异喹啉的化学性质和吡啶相似（反应式见后）（反应式见后）亲电取代位置：
苯环亲电取代位置：
苯环（5位或位或8位）位）亲核取代位置：
吡啶环（亲核取代位置：
吡啶环（2位或位或4位）位）1.结构结构2.化学性质化学性质总目录总目录总目录总目录3.喹啉环合成法：
喹啉环合成法：
斯克劳普斯克劳普（SkraupZH）法法机理：
机理：
脱水脱水三、喹啉与异喹啉三、喹啉与异喹啉甘油的作用相当于丙烯醛甘油的作用相当于丙烯醛总目录总目录Micheal加成加成亲电取代亲电取代总目录总目录氧化氧化喹啉环合成的机理喹啉环合成的机理苯胺苯胺+甘油（丙烯醛）甘油（丙烯醛）氧化剂被还原后也作为原料氧化剂被还原后也作为原料逆合成分析：
逆合成分析：
总目录总目录
（1）切割分子，找出前体（原料）切割分子，找出前体（原料）苯环上无取代基，则原料是苯胺；有取代基苯环上无取代基，则原料是苯胺；有取代基则是取代芳胺。
则是取代芳胺。
吡啶环上无取代基，则原料是丙三醇；如有吡啶环上无取代基，则原料是丙三醇；如有取代基则是取代丙烯醛。
取代基则是取代丙烯醛。
总目录总目录ABCD苯胺环间位有给电子基，则给电子基的对位闭环；苯胺环间位有给电子基，则给电子基的对位闭环；苯胺环间位有吸电子基，则吸电子基的邻位闭环。
苯胺环间位有吸电子基，则吸电子基的邻位闭环。
总目录总目录对应的原料：
对应的原料：
产物：
产物：
（2）氧化剂为与原料芳胺结构对应的芳香硝基氧化剂为与原料芳胺结构对应的芳香硝基化合物。
例如：
化合物。
例如：
总目录总目录1.喹啉环合成的思考题：
喹啉环合成的思考题：
（例（例2答案见后）答案见后）总目录总目录TM喹啉环合成喹啉环合成思考题思考题2参考答案：
参考答案：
总目录总目录佛瑞得兰得尔（佛瑞得兰得尔（Friedlnder）缩合反应）缩合反应邻氨基苯甲醛邻氨基苯甲醛2-甲基甲基-3-喹啉甲酸乙酯喹啉甲酸乙酯产率产率95%一、生物碱的一般性质一、生物碱的一般性质n多为晶体，有苦味，有旋光性，难溶于水，多为晶体，有苦味，有旋光性，难溶于水，但可溶于酸或碱。
但可溶于酸或碱。
n沉淀反应沉淀反应n颜色反应颜色反应二、生物碱的提取二、生物碱的提取n有机溶剂提取有机溶剂提取n稀酸提取稀酸提取第四节第四节生物碱生物碱总目录总目录三、重要的生物碱三、重要的生物碱n麻黄素：
麻黄素：
感冒药、毒品冰毒（甲基苯丙胺）感冒药、毒品冰毒（甲基苯丙胺）电视电视黑冰黑冰化学人不要以身试法！
化学人不要以身试法！
n烟碱：
烟碱：
杀虫、香烟杀虫、香烟n黄连素：
黄连素：
肠胃药肠胃药n吗啡：
吗啡：
麻醉剂、毒品麻醉剂、毒品n喜树碱：
喜树碱：
抗癌药抗癌药n阿托品：
阿托品：
有机磷农药解毒剂有机磷农药解毒剂总目录总目录第五节第五节改变人类行为的药物改变人类行为的药物总目录总目录罂粟罂粟poppy罂粟是一年生或罂粟是一年生或二年生草本植物（典二年生草本植物（典型的懒庄稼）。
型的懒庄稼）。
罂粟果经割有白罂粟果经割有白色的汁液流出，见光色的汁液流出，见光后氧化成褐色膏状，后氧化成褐色膏状，刮下即是烟膏刮下即是烟膏它它是提取加工制作鸦片、是提取加工制作鸦片、吗啡、海洛因的主要吗啡、海洛因的主要原料。
原料。
总目录总目录白色的汁白色的汁（whitemilk）总目录总目录鸦片鸦片opium以罂粟为原料制成的毒以罂粟为原料制成的毒品，有镇痛作用，易成瘾，品，有镇痛作用，易成瘾，吸食鸦片会引起体质衰弱和吸食鸦片会引起体质衰弱和精神颓废，寿命缩短。
过量精神颓废，寿命缩短。
过量使用鸦片还会造成急性中毒使用鸦片还会造成急性中毒而猝死。
而猝死。
总目录总目录吸毒损害身体！
吸毒损害身体！
吸毒祸害家庭！
吸毒祸害家庭！
吸毒危害社会！
吸毒危害社会！
珍爱生命，远离毒品！
珍爱生命，远离毒品！
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