有机教案(16杂环化合物)

１９１教学内容：杂环化合物教学目的：通过本章的讲授使学生掌握杂环化合物的结构和性质；了解一些重要的单杂环化合物及衍生物。教学重点：杂环化合物的结构和性质。教学难点：杂环化合物的结构和性质。教学方法：讲授课时安排：2学时本章要求：掌握杂环化合物的结构和性质；了解一些重要的单杂环化合物及衍生物。讲授内容：第十六章杂环化合物第一节杂环化合物的分类和命名杂环化合物约占有机化合物的三分之一左右，是一大类有机化合物。广泛地存在于自然界。例如，动植物体内起重要生理作用的血红素、叶绿素、色素、维生素，生物碱和核酸的碱基、抗生素等都含有杂环，植物染料、不少合成药物及合成染料中也含有杂环．有些杂环化合物还是良好的溶剂。构成环的原子除Ｃ原子外还有其它原子，而且环具有芳香性（闭合共轭体系）和一定稳定性，这种环状有机化合物叫杂环化合物．如：呋喃、吡啶、吡咯。某些含杂原子的环状化合物．如：酸酐、内酯、环氧乙烷、邻苯二甲酰胺，习惯上不看作杂环化合物。根据杂环结构，一般可将其分为单杂环和稠杂环两大类。最常见的单杂环为五元环和六元环。稠杂环常由苯与单杂环或者单杂环与单杂环并合而成。环中的杂原子可以是一个、两个或多个，而且可以是相同的，也可以是不相同的。如单杂环有呋喃、吡啶、吡咯等。稠杂环化合物有喹啉、吲哚、咪唑、苯并呋喃等。译音命名法：⑴用带口旁的英文名称的同音汉字表示环，环可作为母体和取代基：１９２⑵环的编号从杂原子开始：含多个杂原子的杂环，按O,S,N的次序编号：⑶几种常见稠杂环：⑷氨基和羟基一般不作为母体命名：１９３第二节单杂环化合物的性质芳杂环结构特点：①五元杂环：富π电子环系，比苯环更易发生亲电取代；②六元杂环：缺π电子环系，比苯环更稳定。一、物理性质（自学）二、化学性质：1.亲电取代反应:吡咯、呋喃反应用特殊试剂：１９４重氮盐进攻高度活化的芳环，得到偶氮化合物。噻吩可与浓酸作用：吡啶亲电取代反应与硝基苯相似：完成下列化学反应方程式：１９５吡啶化学活泼性比苯环小，不发生付-克烃基化和酰化反应。2.加成反应：⑴催化加氢：１９６⑵呋喃的1,4-加成反应（D-A反应）：3.含氮杂环的酸碱性：吡咯：富π电子环系，Lewis碱；吡咯弱酸性：H2OC2H5OHi-pr-OH吡咯pka15.715.9~1816.5吡啶：弱碱，与强酸生成盐：１９７练习：用化学方法鉴别：3）苯和吡啶；4）吡啶和六氢吡啶。4.氧化反应：１９８吡啶环比苯环更稳定，支链氧化成甲酸5.吡啶的亲核取代：吡啶：缺π电子环系，一般发生在α－位第三节生物碱大多数生物碱（alkaloids）含有含氮杂环，是一类天然的含氮化合物，存在于生物体内，对人和动物有强烈的生理作用。大多数生物碱存在于有花植物中，许多是极有价值的药物，可以根据它来合成许多类似的化合物，寻找新的、更有效的药物。此外，研究生物碱的结构时往往发现新的杂环体系，因而促进了杂环化合物化学的发展。我国采用植物药品治病已有数千年的历史，积累了丰富的经验，许多中药具有特殊的疗效，而许多中药的有效成分就是生物碱。大多数生物碱难溶于水，易溶于有机溶剂，其无机酸盐易溶于水，这用于生物碱的提取。生物碱试剂：在中性或酸性溶液中同生物碱反应产生沉淀或发生现色反应当一类试剂，用作生物碱的鉴定。第四节重要的杂环衍生物1.α-呋喃甲醛（糠醛）：无色有苦杏仁味液体，化学性质较活泼。１９９玉米芯是糠醛的生产主要原料。糠醛是有机化工原料，主要用于润滑油精制，用于制取糠醇、马来酸酐、四氢呋喃等，用它可以生产医药和兽药，可用来生产呋喃树脂，糠醛树脂，糠酮树脂等，还可以做防腐剂、消毒剂、杀虫剂和除锈剂，此外在食品香料染料等工业中均有应用。2.吲哚和喹啉：吡咯及其衍生物吡咯遇浓盐酸浸过的松木片显红色卟啉是由四个吡咯环的２，５位，通过四个次甲基（－ＣＨ＝）相互交替连接，广泛地存在于自然界中，如：叶绿素、血红素，在红血球中与蛋白质结合成血红蛋白。吡啶及衍生物吡啶常用作溶剂和反应的介质。吡哆素（维生素Ｂ６），包括吡哆醇、醛、胺三种化合物。吲哚及衍生物吲哚能使松木片变化，显弱酸性等。化学性质与吡咯相似β－甲基吲哚β－吲哚乙酸花色素（苯并吡喃）嘧啶及衍生物衍生物：动植物体内，具有物特殊的生理活性胞嘧啶（Ｃ）２００尿嘧啶（Ｕ）胸腺嘧啶（Ｔ）嘌呤及衍生物嘧啶＋咪唑→嘌呤本身在自然界中还未发现（－ＯＨ、－ＮＨ２衍生物）腺嘌呤和鸟嘌呤是核酸的主要成分练习：1.完成下列化学反应方程式：２０１2.推断题：某甲基喹啉经KMnO4氧化后得三元羧酸，该羧酸在脱水剂作用下发生分子内脱水生成两种酸酐，试推测此甲基喹啉的结构式。