1 / 44

Chapter 16 Heterocyclic compounds ( 杂环化合物 )

Chapter 16 Heterocyclic compounds ( 杂环化合物 ). Ref ：曾昭琼，第 18 章，杂环化合物 Wade, 16-9, 19-2, 11B, 11C. 16-1 Classification and nomenclature of heterocyclic compounds 杂环化合物的分类和命名. 芳香性 与非芳香性 五元杂环与六元杂环 单杂环与稠杂环. Nomenclature. 杂环的命名常用 音译法 ，是按外文名词音译成带“口”字旁的同音汉字。.

stormy
Download Presentation

Chapter 16 Heterocyclic compounds ( 杂环化合物 )

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Chapter 16 Heterocyclic compounds (杂环化合物) Ref：曾昭琼，第18章，杂环化合物 Wade, 16-9, 19-2, 11B, 11C

  2. 16-1 Classification and nomenclature of heterocyclic compounds杂环化合物的分类和命名 • 芳香性与非芳香性 • 五元杂环与六元杂环 • 单杂环与稠杂环

  3. Nomenclature 杂环的命名常用音译法，是按外文名词音译成带“口”字旁的同音汉字。 ① 杂环的编号从杂原子起依次1,2,3 ……（或：α,β,γ……） ② 如环上不止一个杂原子时，则从O、S、N的顺序依次编号； ③ 有两个相同杂原子的，应从连有H原子或取代基的开始编号； ④ 编号时注意杂原子或取代基的位次之和最小； ⑤ 稠杂环是特定的母体和固定的编号。

  4. imidazole 咪唑 oxazole 噁唑 thiazole 噻唑 pyrimidine 嘧啶

  5. 16-2 Five-membered heterocyclic compounds 五元杂环化合物 furan 呋喃 平面 6个π电子 芳香性 富电子芳环 thiophene 噻吩 pyrrole 吡咯

  6. 离域能 (稳定化能，共轭能，共振能) 芳香性：呋喃 < 吡咯 < 噻吩 < 苯 环的稳定性（如表现为水解、聚合等反应的难易）： 呋喃 < 吡咯 < 噻吩 < 苯

  7. Spectroscopy IR： C-H：3077~3003 cm-1； N-H： 3500-3200 cm-1； 环伸缩振动：1600~1300 cm-1 1H NMR:环上氢的核磁共振信号都出现在低场 呋喃 αHδ=7.42 βHδ=6.37 噻吩αHδ=7.30 βHδ=7.10 吡咯 αHδ=6.68 βHδ=6.22

  8. Reactions 1．亲电取代反应 (electrophilic substituted reactions) • 主要进攻α-位（2，5-位）

  9. 反应活性： 吡咯 > 呋喃> 噻吩 > 苯（与芳香性规律不同）；对试剂及反应条件有所选择和控制，比苯温和，避免强酸。 • 卤代反应 • 硝化反应

  10. 酰化反应 • 磺化反应 Problem: How to remove minor thiophene from benzene?

  11. 2．加氢反应 (hydrogenation) 不能用Pd 催化, 因噻吩能使Pd中毒

  12. 3．呋喃、吡咯的特性反应 • 呋喃易起D-A反应（共轭二烯的性质） 原因：呋喃的芳香性弱，具有共轭二烯的性质。

  13. 吡咯的弱酸性和弱碱性 Why?

  14. 呋喃、噻吩、吡咯的制备 帕尔-诺尔(Paal-knorr)合成:实验室制法 由1,4-二羰基化合物合成.

  15. 重要的五元杂环衍生物 糠醛 (呋喃甲醛, furaldehyde) 原料: 甘蔗渣、花生壳、高粱杆、玉米芯、棉子壳等

  16. 特点: 无α-H的醛, 性质类似于苯甲醛.

  17. 安息香缩合反应 催化脱羰基制呋喃

  18. 吡咯的重要衍生物: 卟啉 (porphyrin) 卟啉族化合物: 血红素: Fe 叶绿素: Mg 维生素B12: Co 卟吩(porphin(e)) 其取代物称为卟啉(porphyrin)。 血红素

  19. 含两个杂原子的五元杂环化合物－唑（azole） 咪唑 imidazole 噁唑 oxazole 异噁唑 isoxazole 噻唑 thiazole 吡唑 pyrazole

  20. tautomerism（互变异构）of imidazole and pyrazole imidazole pyrazole 5-bromoimidazole 5-溴咪唑 4-bromoimidazole 4-溴咪唑 5-bromopyrazole 5-溴吡唑 3-bromopyrazole 3-溴吡唑

  21. Derivatives of azoles 唑的衍生物 维生素B1 青霉素G

  22. pyridine pyrimidine pyran 16-3 Six-membered heterocyclic compounds 六元杂环化合物

  23. 吡 啶 (pyridine) (19-11B,11C)

  24. 1．Basicity of pyridine 吡啶的碱性小于氨大于苯胺。吡啶易与酸和活泼的卤代物成盐。

  25. 2．Electrophilic substitution 亲电取代反应 • 亲电取代发生在3-位（β-位） • 反应活性远小于苯

  26. 3．Nucleophilic substitution 亲核取代 亲核取代易发生在2-位和4-位

  27. 4．Oxidation-reduction reactions 氧化还原反应 Oxidation of side-chain 侧链氧化

  28. Formation of pyridine oxide 生成氧化吡啶 4-nitropyridine 改变了定位效应

  29. Reduction: easier than benzene

  30. 16-4 Fused heterocyclic compound 稠杂环化合物

  31. 1. 喹啉 (quinoline) 亲电取代发生在苯环上，5，8-位 亲核取代发生在吡啶环上，2-位

  32. 氧化反应发生在苯环上， 还原反应发生在吡啶环上。

  33. 喹啉环的合成法——斯克劳普（Skraup）法：

  34. 喹啉的衍生物 喹啉的衍生物在自然界存在很多，如奎宁、氯喹、罂粟碱、吗啡等。

  35. Alkloids (生物碱） 存在于植物体（偶也在动物体内发现），对人和动物有强烈生理作用的含氮碱性有机化合物。其中多数含有氮杂环。是中草药的主要有效成份。 Reading p 225-228

  36. 2. 吲哚（indole） N-乙酰基-5-甲氧基色胺 (N-Acetyl-5-Methoxytryptamine)

  37. 嘌呤(purine) 嘌呤为无色晶体，易溶于水，其水溶液呈中性，但能与酸或碱成盐。 纯嘌呤环在自然界不存在，嘌呤的衍生物广泛存在于动植物体内。 尿酸

  38. 黄嘌呤存在于茶叶及动植物组织和人尿中。 腺嘌呤和鸟嘌呤它是核蛋白中的两种重要碱基。 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 咖啡碱、茶碱和可可碱存在于茶叶、咖啡和可可中，它们有兴奋中枢作用，其中以咖啡碱的作用最强。 咖啡碱 茶碱 可可碱

  39. Summary Assignments: 1, 3, 7, 8, 9

More Related