雜環(huán)化合物及其應(yīng)用結(jié)構(gòu)與性能

1、第二講 雜環(huán)化合物結(jié)構(gòu)與性能,第一節(jié) 飽和雜環(huán)化合物,第二節(jié) 芳香雜環(huán)化合物,第一節(jié) 飽和雜環(huán)化合物,1. 環(huán)張力,小環(huán)張力較大,張力焓（KJ/mo 106.3 80,2. 孤電子對（電負(fù)性、偶極矩,3. 物態(tài),為什么含氮雜環(huán)化合物的沸點(diǎn)異常,第二節(jié) 芳香雜環(huán)化合物,飽和化合物,1、五元雜環(huán)化合物,A. 呋喃：無色液體，存于松木焦油中, b.p. 31.36oC. 遇鹽酸浸濕的松木片呈綠色。 B. 噻吩：無色有特殊氣味的液體，存于煤焦油中, b.p. 84.16oC. 與吲哚醌在硫酸作用下顯蘭色。 C. 吡咯：無色液體，存于煤焦油和骨焦油中, b.p. 130 131oC.遇鹽酸浸濕的松木片呈

2、紅色,1）物理性質(zhì),2）化學(xué)性質(zhì),結(jié)構(gòu)特點(diǎn),成環(huán)的所有原子在一個平面上； 是一個環(huán)閉的共扼體系（5原子6電子體系）,鍵長、鍵角均勻化; p電子數(shù)符合休克爾規(guī)則,因此，具有芳香性。但因O、S、N原子電負(fù)性的不同，參與芳構(gòu)化的能力也不同。其芳性強(qiáng)若之順序為,4) 堿性較弱，環(huán)易發(fā)生親電取代反應(yīng),5) 屏蔽效應(yīng),6)由于呋喃、噻吩、吡咯中的雜原子上的未共用電子對參與了環(huán)的共軛體系，使環(huán)上的電子云密度增大，故它們都比苯容易發(fā)生親電取代反應(yīng)，取代通常發(fā)生在位上,2、六元雜環(huán)化合物,結(jié)構(gòu)參數(shù)與電荷分布,數(shù)據(jù)表明：吡啶環(huán)中因N原子電負(fù)性較大，其電荷分布不均勻，鍵長沒有完全平均化。又因氮原子上電子云密度大而具

3、有堿性,b. 堿性,a. 水溶性 在水中溶解度大,1）物理性質(zhì),pKb 3.6 4.75 8.8 9.3,2）化學(xué)性質(zhì),吡啶與苯環(huán)很相似，N與C處在同一平面上，原子間的 SP2雜化軌道相互交蓋，成六個鍵，鍵角120，環(huán)上每一原子還有一個電子在 P 軌道上，P 軌道與環(huán)平面垂直，相互交蓋成包括六個原子在內(nèi)的分子軌道，電子分布在環(huán)的上方和下方，每個 C 的第三個 SP2 雜化軌道與 H 的 S 軌道交蓋成鍵，氮原子的第三個SP2雜化軌道上有一對未用電子對,5)由于氮原子的電負(fù)性，所以氮原子附近電子云密度較高，環(huán)上碳原子的密度有所降低，因此吡啶在發(fā)生親電取代反應(yīng)時，比苯較為困難，取代反應(yīng)主要發(fā)生在位上,成環(huán)的所有原子在一個平面上； 是一