1、杂环化合物的分类和反应杂环化合物的分类和典型芳香杂环化合物的命名芳杂环的共性：芳香亲电取代五员芳杂环的特性 呋喃的酸性开环、吡咯的酸性聚合、吡咯钾盐的反应、还原、Diels-Alder反应吡啶的芳香亲核取代吡啶的碱性和亲核性吡啶位和位侧链上的反应：亲核加成和取代吡啶的氧化和N-氧化吡啶的性质：亲电性和亲核性喹啉的Skraup合成法主要学习内容16.1 杂环化合物Heterocyclic Compounds 的分类和命名一、杂环化合物的分类 按杂原子分类：N, O, S 按碳原子数目：三员、四员、五员、六员 按环数目、并环方式 单环 稠环 桥杂环 螺杂环二、从反应性分类 脂肪杂环 芳香杂环 Hc2、kel规则 平面、单环环状闭合的共轭体系，仅当有(4n+2) 个电子时，该化合物具有芳香性。 芳香杂环化合物的芳香性 有4n + 2个电子 每个原子都提供p轨道三、杂环化合物的命名 含1个杂原子 五员芳香杂环 六员芳香杂环 芳香稠杂环 含2个或2个以上杂原子 五员芳香杂环 六员芳香杂环 芳香稠杂环本章涉及的主要杂环化合物：四、杂环化合物的命名规则 一般杂原子编号最小 有2个或以上杂原子时，尽可能使杂原子编号最小 使连有氢的杂原子编号最小 有不同杂原子时，按氧、硫、氮顺序编号16.2 五员芳香杂环化合物的性质一、典型芳杂环的性质分析二、单环芳杂环的芳香亲电取代反应1. 五员芳杂环的活泼性 反应活3、性高，应使用温和条件和试剂 环上电荷密度高，易被氧化不宜使用 氧化性试剂进行亲电取代反应 吡咯、呋喃遇酸不稳定不宜使用酸性 试剂进行亲电取代反应 吡咯遇酸聚合机理: 2, 5二取代呋喃遇酸开环机理：2. 五员芳杂环的亲电取代反应取向由于中间体的稳定性，主要产物为位取代产物，类似苯环上推电子基的定位效应。3.典型亲电取代反应举例 硝化反应：使用温和的非质子硝化试剂AcONO2 磺化反应：使用温和的非质子性磺化试剂PySO3 噻吩可直接用硫酸磺化应用：除去苯或甲苯中的噻吩 卤代 FriedelCrafts反应4.环上取代基对亲电取代取向的影响：定位效应 推电子基Electron Donating 4、Group 吸电子基Electron Withdrawing Group 举例：推电子基 吸电子基三、苯并五员芳杂环的亲电取代反应 举例：四、五员芳杂环的特殊性质 吡咯NH的弱酸性 能与强碱(如：K)反应 吡咯负离子的典型反应 呋喃-H 的弱酸性 还原 Diels-Alder反应(复习)16.3 吡啶的性质一、芳环上的芳香亲电取代反应 实验事实： 亲电取代反应取向2. 环上推电子基对亲电取代取向的影响：定位效应 举例：二、芳环上的芳香亲核取代反应1. 与NaNH2的亲核取代Chichibabin反应机理：2. 与芳基锂或烷基锂等亲核试剂的反应 Alkylation& Arylation3. 或5、位有离去基团时的亲核取代机理：举例：三、吡啶的其它性质1. 碱性 合成上作为有机碱Knoevenagel反应2. 亲核性 烷基化 酰基化 温和非质子性磺化试剂例：3. 还原4. 氧化四、吡啶衍生物的性质1. N氧化吡啶的两面性 亲电取代反应 亲核加成反应 为什么N氧化吡啶既有亲电性又有亲核性？ 邻对位负电荷密度较大邻对位正电荷密度较大请写出吡啶与亲电试剂或亲核试剂反应的中间体的共振式，并比较它们的稳定性。 反应机理 亲电取代 亲核加成2. 吡啶和位侧链氢的弱酸性 与醛酮加成 Michael加成 烷基化 强碱促进的亲和加成反应 Lewis酸作用下的加成反应机理：16.4 含一个杂原子的六员杂环苯6、并体系一、喹啉的Skraup合成法 Haworth萘合成法 喹啉的Skraup合成法机理： 喹啉衍生物的制备思考题：二、性质分析 具有吡啶和吸电子基取代萘的性质 杂原子有碱性和亲核性 亲电取代易发生在苯环上 能与亲核试剂反应 杂环易被还原、苯环易被氧化 能发生杂环支链上的反应 萘的亲电取代反应的取向： 吸电子基的定位效应 位有吸电子基 位有吸电子基三、亲电取代 喹啉的亲电取代反应举例 异喹啉的亲电取代反应举例 喹啉的反常取代反应可能机理： 异喹啉的反常取代反应可能机理：四、与亲核试剂的反应 Chichibabin反应 有离去基团时 亲核加成五、侧链-H的反应16.5 遗传物质中的杂环化合物：嘌呤和嘧啶芳杂环的共性：芳香亲电取代五员芳杂环的特性 呋喃的酸性开环、吡咯的酸性聚合、 吡咯钾}