11章杂环化合物.ppt

第十一章杂环化合物
杂环化合物是由碳原子和非碳原子共同组成环状骨架结构的一类有机化合物。环中的非碳原子称为杂原子,常见杂原子有氧、硫、氮等。
本章所讨论的杂环化合物,是那些环系比较稳定,在性质方面和苯相似,也就是说他们都具有不同程度的芳香性,常被称为芳杂环。
本章学习要求
本章同步测试参考答案
第十一章杂环化合物
学习要求:


、六员杂环化合物的结构特点
4. 掌握杂环化合物性质与结构的关系
5. 了解重要的杂环化合物
知识目标:
能力目标:


一、杂环化合物的分类、命名
(一)分类
第十一章杂环化合物
杂环化合物是以杂环母环结构为基础进行分类的。
此外还可以根据所含杂原子的种类和数目进一步细分。
表11-1列出了常见杂环母环的
结构与名称。
第十一章杂环化合物
(二)命名

杂环母环的名称通常采用音译法,即根据杂环化合物的英文名称,选用与译音同音的汉字,再加上“口”旁组成音译名。例如:“Furan”的名称为呋喃,“Pyridine”的名称为吡啶等。

当杂环上有取代基时,为了标明取代基的位置,需将杂环母环编号。编号的原则为:
(1)含1个杂原子的杂环
(2)含2个相同杂原子的杂环
一、杂环化合物的分类、命名
第十一章杂环化合物

(3)含2个不同杂原子的杂环
(4)有特定编号的稠杂环母环

的命名,可以选杂环为母体,将取代基的位次、数目及名称写在杂环母环名称前有时也将杂环作取代基,以来命名。
连有取代基的杂环化合物
侧链的官能团作母体
(二)命名
一、杂环化合物的分类、命名
命名下列化合物:
N-甲基-4-吡啶甲酰胺 4-吡啶甲酸
第十一章杂环化合物
课堂练习
4-吡啶甲酰胺 4-吡啶甲酸甲酯
命名下列化合物:
5-甲基-2-呋喃甲醛 2-甲基-5-甲氧基吡咯
第十一章杂环化合物
4
课堂练习
5-甲基-2-噻吩磺酸 4-甲基咪唑
第十一章杂环化合物
二、杂环化合物的结构与性质
(一)吡咯、呋喃和噻吩的分子结构
在吡咯、呋喃和噻吩分子中,碳原子与杂原子均以sp2杂化轨道和相邻的原子彼此以σ键构成五元环,成环的5个原子处于同一平面上。每个碳原子及杂原子都有1个垂直于该平面的未杂化的p轨道,碳原子的p轨道中各有1个电子,杂原子的p轨道中有2个电子,这些p轨道相互平行,从侧面重叠形成了1个含5个原子和6个电子的环状闭合大π键。因此,吡咯、呋喃和噻吩都具有芳香性。
吡咯、呋喃、噻吩的原子轨道
吡咯呋喃噻吩
(二)吡啶的分子结构
第十一章杂环化合物
与吡咯不同的是,吡啶环的氮原子在其sp2杂化轨道中还有1对未共用电子对,没有参加环的共轭。:
吡啶
吡啶分子中的5个碳原子和1个氮原子都以sp2杂化轨道相互重叠,形成以σ键相连的环平面。环上6个原子都有1个垂直于该平面的未杂化的p轨道(各有1个电子),这些p轨道相互平行重叠,形成了1个环状的闭合大π键,具有芳香性。
吡啶的原子轨道
二、杂环化合物的结构与性质
第十一章杂环化合物
(三)杂环化合物的性质
、呋喃和噻吩的性质
(1) 溶解性
吡咯、呋喃和噻吩在水中溶解度都不大,而易溶于有机溶剂。溶解1份吡咯、呋喃及噻吩,分别需要17、35、700份的水。
二、杂环化合物的结构与性质