内容发布更新时间 : 2024/12/27 10:39:34星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
杂环化合物
杂环化合物：成环原子除C外还有O、S、N、P等杂原子，且环系较稳定、具有一定芳香性的环状化合物。
下列化合物成环原子虽也含有杂原子，但环系不稳定，因此不属于杂环化合物范畴：
H3COOOOCH3OO 4、
OOONHO交酯 内酯 酸酐 内酰胺
一、分类和命名 （一）分类
杂环化合物分单杂环和稠杂环两大类。 （二）命名
1、一般采用音译，取同音汉字加“口”字旁作为类别名称，取代基标注位置； 2、只有一个杂原子时，杂原子为1号；
3、含有多个杂原子时，按O，S，N(H)，N顺序编号，且另外的杂原子位号尽量小； 4、常见稠杂环有固定的编号（表12-1）。 例如：
45631N2H
IINHI1、
67O 2、
4N132S 3、
1N2659N4N3HNHN 5、
75N786、
8 7、 8、
ONH2SO3HI 9、
CH2COOHNNNNH10、
O 11、
NH 12、 13、
O2NOCHO
N14、
OH 15、
OCH2OH 16、
NHCONH2 17、
N
CONHNH2COOHCOOH18、
N 19、
ClSN 20、
NCOOH 21、
NH
N22、
CH3 23、
COOH
解：1、呋喃 2、噻吩 3、吡咯 4、吡啶 5、吲哚 6、喹啉 7、嘌呤
8、??呋喃磺酸 9、四碘吡咯 10、四氢呋喃 11、??吲哚乙酸 12、6-氨基嘌呤 13、5－硝基－2－呋喃甲醛（??－硝基－?－呋喃甲醛） 14、8－羟基喹啉 15、?－呋喃甲醇 16、四氢吡咯 17、??吡啶甲酰胺 18、??吡啶甲酸 19、??吡啶甲酰肼 20、2,3?吡啶二甲酸 21、六氢吡啶 22、N-甲基吡咯 23、4-氯-2-噻吩甲(羧)酸
二、结构
（一）单杂五元环
H....H..OHH..噻吩H..H..H..SH..吡咯H..H..H..NHH呋喃
1、成环原子均为sp2，杂原子孤对电子参与共轭，?e=6，具芳香性； 2、芳香环上电荷密度非均化，因此芳香性﹤苯，较苯易加成；
3、芳香杂环属于5原子6电子的“富电子”体系，电荷密度>苯，故亲电取代活性>苯，且亲电取代主要进入α位（杂原子提供2个电子共轭，相当于给电子基的作用）； 4、吡咯中N的孤对电子完全参与共轭，因此其碱性?，反而显弱酸性； 5、O、S的另一对孤对电子因处于sp2，其碱性亦?（了解）。 6、咪唑、吡唑存在互变异构，例如：
H3CNHNH3CNNH4(5)—甲基咪唑
（二）单杂六元环（仅以吡啶为例）
......N..
1、成环原子均为sp2，N提供1e参与共轭，?e=6，具芳香性； 2、芳香环上电荷密度非均化，因此芳香性﹤苯，较苯易加成；
3、N电负性>C，因此环上电荷向N转移，吡啶环属于“缺电子”体系，亲电活性<苯， 且亲电取代主要进入?位（N相当于起到吸电子基作用）；
4、N孤对e不参与共轭，因此具有碱性，碱性>苯胺；孤对e处于sp2上，故其碱性<氨。
三、五元单杂环的化学性质（呋喃，噻吩，吡咯） （一）酸碱性
1、吡咯N的孤e参与共轭，碱性??，显弱酸性；
NH+ KOH (S)-NK++ H2O
2、吡咯的酸性介于醇酚间：醇＜吡咯＜酚
OHNH-10Ka =1.3 10×-151 10×CH3CH2OH-181 10×
3、吡咯与前系列各类含氮化合物碱性的比较：
酰亚胺<吡咯<酰胺<尿素<苯胺<氨<脂胺<季铵碱
例题：
NH2NHNH三者碱性强弱排序？
解：吡咯中N的孤对电子完全参与共轭；苯胺中N的孤对电子不完全参与共轭（N是接近于sp2的sp3杂化）；四氢吡咯属于环状仲胺，拥有孤对电子。 因此有碱性顺序：
（二）亲电取代 Br2, 0℃EtOHBr2, 0℃1，4—二口 恶烷Br2,HOAc r.t.BrBrNH2 BrNHOBr（四溴吡咯）NHOBrSSBr 1、呋喃、噻吩、吡咯均为富e体系，亲电活性>苯，且进入?位； 2、硝/磺化时：不可用强酸（了解）： 因杂原子遇强酸能质子化，破坏大π键显示共轭二烯性质，易聚合、氧化 ；可改用非质子性试剂。 3、亲电取代反应活性：吡咯>呋喃>噻吩>苯： 分析：（1）五元单杂环是富电子体系，电荷密度高于苯，因此苯的反应活性最小； （2）噻吩中S的轨道匹配性最差，给电子能力在三个单杂环中最弱； （3）O的电负性比N大，因此呋喃环的电荷密度小于吡咯，活性比吡咯小。 （三）加成 1、呋喃、噻吩、吡咯芳香性<苯，因此较苯易加成； 2、产物失去芳香性，性质类似脂杂环。