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课件网) 第14章 杂环化合物 14.1 杂环化合物的分类和命名法 14.2 五元杂环化合物 14.3 六元杂环化合物 返回 14.1 杂环化合物的分类和命名法 杂环化合物可按环的大小分类，其中最重要的是五元杂环和六元杂环两大类；按分子内所含环的数目可分为单杂环和稠杂环。此外，还可按环中杂原子的种类和数目来分类。 杂环化合物的命名多采用译音法，即化合物的名称用英文的译音，将近似的同音汉字左边加上一个口字旁。杂环化合物的分类及名称见表14-1。 对杂环的衍生物命名时，按系统命名规定，单环杂环化合物从杂原子开始依次编号，以使取代基的位次尽量小为原则。若按α，β，γ，…编号，则与杂原子相连的碳原子为α位，其次为β位。对于五元杂环，只有α和β 位；对于六元杂环则有α、β、γ 三种编位。如果杂环中有两种或两种以上的杂原子，则按O、S、N 的次序将前边的杂原子编为1号，使其他杂原子的编号尽量小为原则。例如： 下一页 返回 14.1 杂环化合物的分类和命名法 对于稠杂环一般都有其特定的编号次序，见表14-1。 上一页 返回 14.2 五元杂环化合物 14.2.1 五元杂环化合物的结构 五元单杂环化合物如呋喃、噻吩、吡咯，在结构上都符合休克尔4n＋2规则，具有芳香性。环上原子共平面，彼此以σ键相连，4个碳原子各有1个电子在p轨道上，杂原子有2个电子在p轨道上，这些p轨道垂直于σ键所在的平面，“肩并肩”地相互重叠形成一个闭合的6个电子、5个原子的共轭π键体系，见图14-1。 由于这些杂环化合物都是闭合的共轭体系，所以环中的单、双键都不同程度地趋向平均化，单键比普通单键短，双键比普通双键长。例如： 下一页 返回 14.2 五元杂环化合物 14.2.2 五元杂环化合物的物理性质 大部分杂环化合物不溶于水，易溶于有机溶剂。常见的相对分子质量不太大的杂环，绝大多数为液体，个别的为固体。它们都具有特殊气味。几种常见的五元杂环化合物的物理性质见表14-2。 14.2.3 五元杂环化合物的化学性质 杂环化合物能发生亲电取代反应，五元杂环中的呋喃、吡咯、噻吩的亲电取代反应比苯容易。α位比β位活泼，在这些杂环中引入一个取代基时，通常总是引入到α位。 1)呋喃及其衍生物 呋喃只能在缓和条件下进行亲电取代反应。当它遇强酸时，立即 上一页 下一页 返回 14.2 五元杂环化合物 分解、开环甚至发生聚合反应。 (1)溴化： (2)硝化： (3)磺化： 上一页 下一页 返回 14.2 五元杂环化合物 (4)傅-克酰基化： (5)催化加氢 呋喃催化加氢则得到四氢呋喃(THF)： 四氢呋喃是无色液体，沸点为66℃，空气中允许浓度为200ug/g，空气中爆炸极限1.80%~11.80%(体积分数)。它是一种重要的溶剂。 呋喃还表现出共轭二烯的性质。例如，它可以和顺丁烯二酐发生狄尔斯-阿尔德反应： 上一页 下一页 返回 14.2 五元杂环化合物 呋喃最重要的衍生物是呋喃甲醛，俗称糠醛。它的制备方法是用3%~5% H2SO4水解糠皮、玉米芯、花生皮等农副产物而得到： 糠醛为无色液体，因易受空气氧化，通常都带有黄色或棕色。它溶于醇、醚等有机溶剂中，沸点为162℃，在空气中的爆炸极限是2.1%~19.3%(体积分数)，能与水组成共沸物(共沸点98℃，含糠醛34.5%)，有毒，空气中最高允许浓度是2μg／g。 以糠醛为原料制备呋喃，已成为呋喃的主要工业制法。将糠醛蒸气与 上一页 下一页 返回 14.2 五元杂环化合物 水汽混合，在催化剂及加热条件下糠醛即转变为呋喃： 糠醛经催化氢化转化为四氢糠醇，它具有醇和醚的性质，是一个优良的溶剂： 糠醛用KMnO4的碱溶液或用Cu或Ag的氧化物为催化剂，用空气氧化可以生成糠酸。例如： 糠醛在V2O5催化下，可被空气氧化生成顺丁烯二酐： 上一页 下一页 返回 14.2 五元 ... ...
