文档介绍：第十章杂环化合物
pound
重点:

难点:
杂环化合物的化学性质
10-1 杂环化合物的分类和命名
Classification and Nomenclature of pound
一、杂环化合物的分类
杂环化合物一般可分为单杂环和稠杂环两大类。如下图:
稠杂环:
二、杂环化合物的命名
杂环化合物的命名有两种方法。一种按英文名字音译,选用同音汉字,加上“口”字旁命名,如上图所示。另一种是把杂环当作杂原子取代相应碳环上的碳原子而得的化合物,命名时在相应的碳环名字前面加上杂原子的名字。例如:
当杂环上有取代基时,命名以杂环为母体;但当环上连有-SO3H、-CHO、-COOH等基团时,则把杂环当作取代基。杂环上的编号从杂原子开始,顺着环编号。当环上含有2个或2个以上相同杂原子时,从连有取代基或氢原子的杂原子开始编号,并使杂原子的位号和最小。当含有不相同的杂原子时,则按氧、硫、氮顺序依次编号。例如:
10-2 呋喃、噻吩、吡咯及吡啶的化学性质
Chemistry of Furan、Thifuran、Pyrrole and Pyridine
一、取代反应
与苯相似,呋喃、噻吩、吡咯及吡啶等芳杂环碳原子上的氢原子,也能被亲电试剂取代,生成芳杂环的衍生物。
1、卤代
呋喃、噻吩、吡咯的卤代反应比苯容易。例如:
吡啶则在较剧烈的条件下才被取代。例如:
2、硝化
呋喃、噻吩、吡咯在强酸性条件下易发生环的破坏,所以硝化时不用浓硝酸和浓硫酸的混合物,而是用比较缓和的试剂,如乙酰基硝酸酯(CH3COONO2)。乙酰基硝酸酯为无色、发烟、易吸潮液体,因易爆炸,应即用即配。
吡啶硝化比较难,需要剧烈的条件和较长的反应时间,而且产率很低。例如:
2、磺化
呋喃、吡咯容易在强酸条件下发生环的破裂,所以磺化用吡啶三氧化硫。例如:
噻吩比较稳定,可用浓硫酸磺化,室温下即可发生反应,生成-噻吩磺酸:
苯在同样条件下不发生反应,因此可利用此性质从含少量的噻吩的苯中出去噻吩。吡啶磺化比较困难。例如:
二、氧化反应
吡咯等五元杂环化合物,其环上的电子云密度比较大,所以容易被氧化。氧化导致环的破裂和聚合物的形成,特别是在酸性条件下,由于H+与氮、氧、硫上的孤对电子结合,破坏了芳香结构,使环具有环烯的性质,氧化反应更容易发生。所以硝化和磺化反应不宜用强酸性试剂。
吡啶比苯环更稳定,比苯更难氧化,但在氧化剂的作用下,含α-氢的侧链能被氧化。例如:
三、加成反应
五元杂环化合物在加热、加压及催化剂作用下,发生加氢反应。
吡啶较苯容易加氢,用铂作催化剂,在常温常压下得到六氢吡啶,产率较高。
四、酸碱性
吡咯从行式上看,是一个环状的肿胺,但因其氮原子上孤对电子参与了共轭,减弱了吸引H+的能力,所以碱性极弱,一般不能形成稳定的盐。其碱性如下:
另一方面,吡咯能与钾、钠或固体氢氧化钾、氢氧化钠作用,生成盐,所以吡咯具有弱酸性。例如:
吡咯钾盐遇水即分解,常用来合成吡咯的衍生物。