第十七章杂环化合物
基本内容和重点要求
?杂环化合物的分类和命名；
?杂环化合物的结构和芳香性；
?五元杂环化合物的化学性质；
?六元杂环化合物的化学性质；
?生物碱
重点要求掌握芳香性；五元、六元杂环化合物的化学性质，杂环化合物的亲电取代反应的活性及规律；酸碱性规律。
12.1 杂环化合物的分类和命名
1、分类：杂环大体可分为：单杂环和稠杂环两类。
分子中含有由碳原子和其它原子共同组成的环的化合物称为杂环化合物。杂环中的非碳原子称为杂原子，最常见的杂原子有N、O、S等。象环醚、内酯、环酐及内酰胺等似乎也应属于杂环化合物。但是，由于这些环状化合物容易开环形
成脂肪族化合物，其性质又与相应的脂肪族化合物类似，因此，一般不放在杂环化合物中讨论。本章讨论的是环系比较稳定，并且在性质上具有一定芳香性的杂环化合物。
根据环数的多少分为单杂环和多杂环；单杂环又可根据成环原子数的多少分为五元杂环及六元杂环等；多杂环稠杂环、桥杂环及螺杂环，其中以稠杂环较为常见。
稠杂环是由苯环与单杂环或有两个以上单杂环稠并而成。
2、命名
（1）用音译法
是按外文名称的音译，并加口字旁，表示为环状化合物。如杂环上有取代基时，取代基的位次从杂原子算起用1，2，3，4，5……（或可将杂原子旁的碳原子依次编为α ,β, γ, δ …）来编号。
如杂环上不止一个杂原子时，则从O,S,N 顺序依次编号，编号时杂原子的位次数字之和应最小：
（2）系统命名法：
是把杂环看作杂原子转换了相应碳环中的碳原子，命名时以相应的碳环为
母体，在碳环名称前加上杂原子的名称，称为“某（杂）某”。如吡啶称为氮（杂）苯，喹啉称为1-氮（杂）萘。
杂环母环的编号规则
（1）含1个杂原子的杂环，从杂原子开始用阿拉伯数字或从靠近杂原子的碳原子开始用希腊字母编号。
（2）如有几个不同的杂原子时，则按O 、S 、-NH-、-N=的先后顺序编号，并使杂原子的编号尽可能小。
（3）有些稠杂环母环有特定的名称和编号原则。 杂环的命名如下：
2-硝基吡咯 4-甲基吡啶 2-甲基-5-苯基噻唑 α-硝基吡咯 γ-甲基吡啶
3-甲基-8-羟基喹啉 1-甲基-7-氯异喹啉 1-甲基-2-巯基咪唑
2-呋喃甲醛（糠醛） 2-噻吩磺酸 3-吡啶甲酰胺 α-呋喃甲醛 α-噻吩磺酸 β-吡啶甲酰胺
12.2五元杂环化合物
12.2.1 呋喃、噻吩和吡咯的结构
呋喃、噻吩和吡咯组成环的五个原子都位于同一平面上，四个碳原子和一个杂原子都为sp2杂化状态，彼此以σ键相连接；每个碳原子还有一个电子在p 轨道上，杂原子的未共用电子对也是在p 轨道上，这五个p 轨道垂直于环所在的
N
H
NO 2
N
CH 3N
S
C 6H 5
CH 3
N
CH 3
CH 3N Cl
N 3N
SH
O CHO
S SO 3H N
CONH 2
O S
N H O
S
N H
.. ..
.. ..
..
..
..
..
..
..
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
平面并相互重叠形成闭合共轭体系。这个共轭体系是由五个原子上的六个p电子组成的，其p电子数符合休克尔4n＋2规则。因此具有芳香性。
呋喃、噻吩和吡咯的原子轨道示意图：
芳香性大小：苯>噻吩>吡咯>呋喃
吡咯环的4个碳原子和1个氮原子都以SP2杂化轨道成键。环上各原子以σ键相连成平面环状结构。氮原子的P轨道（有2个电子）与各碳原子的4个P 轨道相互侧面重叠，并垂直于σ键所在的平面，形成了具有6个π电子的闭合共轭体系。
呋喃、噻吩的结构与吡咯相似，不同的是呋喃中的氧原子和噻吩中的硫原子都有两对末共用电子对。其中一对参与共轭体系，另一对处于SP2杂化轨道内。
以上3种五元杂环，成环原子均参加共轭，π电子数又符合休克尔规则，因此都具有芳香性。但由于环中杂原子的电负性大小不同，电子云密度平均化程度也不同，所以芳香性强弱有所差异。其中氧原子的电负性较大，不易提供电子参与共轭体系，因此呋喃环上电子云密度平均化程度较小，芳香性也较弱。硫原子电负性在三者中最小，参与共轭的双是一对3P电子，电子受核约束力较小容易供出，因此噻吩环上电子云密度平均程度较大，芳香性较强。但它们的芳香性都小于电子云密度高度平均化的苯环。它们的亲电取代反应比苯容易进行。
12.2.2 呋喃、噻吩和吡咯的性质
呋喃是无色液体，沸点32℃，具有类似氯仿的气味，微溶于水，易溶于乙醇、 乙醚等有机溶剂。呋喃能使盐酸浸过的松木片显绿色,此现象可检验呋喃的存在。
噻吩与苯共存于煤焦油中， 噻吩是无色而有特殊气味的液体，沸点84℃。噻吩和靛红(吲哚满二酮)在硫酸作用下呈蓝色，此现象可检验噻吩的存在。 吡咯存在于煤焦油和骨焦油中，是无色液体,沸点131℃，有弱的苯胺的气味。其蒸气遇盐酸浸湿的松木片则呈红色，可检验吡咯的存在。 1、对氧化剂、酸及碱的稳定性
呋喃和吡咯对氧化剂不稳定，特别是呋喃可被氧化成树脂状物，但噻吩对氧化剂比较稳定。
三种杂环化合物对碱是稳定的，但对酸的稳定性则不同，噻吩对酸较稳定，吡咯与浓酸作用可聚合成树脂状物。呋喃对酸很不稳定，稀酸就可使其破坏生成不稳定的二醛，然后聚合成树脂状物。 2、吡咯的弱碱性和弱酸性
从结构上看，吡咯似环状仲胺，但因其氮原子上的共用电子对参与了环的共轭体系，使氮原子的电子云密度降低，减弱了对氢离子的结合能力。 吡咯的碱性很弱（pK a =0.4)，不能与稀酸或弱酸成盐。反而能与干燥的氢氧化钾加热生成盐，表现出弱酸性。
由于氮原子上的末共用电子对参与环的共轭体系，使其电子云密度降低，减弱了它接受质子的能力。所以吡咯的碱性很弱。
+ H +
3、亲电取代反应
多π芳杂环的杂原子提供了2个电子参与环的共轭，使环碳原子电子云密度有所增大，因而亲电取代反应比苯容易进行，而其中又以α位较大，所以亲电取代反应主要发生在α位上。
上述几个杂环的亲电取代反应活性为：吡咯 > 呋喃 > 噻吩 > 苯
N
H
Δ N K N H
N H 2
O
O
Br
Br 2
Br
H +
+
二噁烷0℃
S
Br 2
S
Br
CH COOH Br
H ++室温
N H N I I
I
H
I 2NaOH
NaI O
H 2++4+444+O
O
HNO
NO 2
CH 3COOH
+
+
α－硝基呋喃
S
3
S
NO 2
CH 3COOH
(CH CO)O ++
-10℃
α－硝基噻吩
N H
HNO N NO 2
H CH 3COOH
(CH CO)O +
+
-10℃
α
－硝基吡咯
（1）卤代反应
呋喃、噻吩和吡咯的卤代反应都比苯容易。 吡咯、呋喃和噻吩在室温与氯或溴反应很激烈，得到多卤代产物。若要得到一氯代和一溴代产物，需用溶剂稀释并在低温下进行反应。
（2）硝化反应
呋喃、噻吩和吡咯必须在特殊的条件下硝化，即用酸酐和硝酸在低温下进行硝化，生成相应的α-硝基化合物。
O
O
SO
3
H
N H
N
SO
3
H
H
S S SO3H
H SO
S
4
Cl-C-CH
3
O
S
C-CH
3
O
O
4
O
C-CH
3
O
32
CH
3
COOH
+
O
S N H
H,Ni
H
2
,Ni
2
O
S
N
H
125℃，10
MPa
MPa
200
℃，压力
℃，20MPa
四氢呋喃
四氢吡咯
四氢噻吩
（3）磺化反应
吡咯和呋喃的磺化反应也需在较缓和的条件下进行，呋喃、吡咯必须用吡啶的三氧化硫加合物作为磺化剂，噻吩可直接用硫酸磺化。
尽管噻吩的活性在三者中最差，但反应仍比苯快得多。噻吩在室温下即能与浓硫酸作用，生成可溶于水的α-噻吩磺酸。苯在同样的条件下不反应。利用这种区别可从粗苯中除去少量的噻吩。
（4）付氏反应
4、加成反应
吡咯、呋喃和噻吩均可进行催化加氢反应，被还原为饱和的杂环化合物，并失去芳香性。
(C 5H 8O 4)n O H 2H 2SO 4C 5H 10O 5
CH CH OH
HO CH CH CHO
OH
OH
H
H SO 2O
CHO
+n 3加热－O CHO
NH 2
32NH
N
CH
CH CH C CH
OH 糠醛
+
2
-显红色
O
CHO
H CuO,Cr 2O 3O CH 2OH O CHO
H
O
CH 2OH
糠醛+150℃,糠醇
糠醛
+
骨架镍
170－180℃7－10MPa
四氢糠醇
2
2
12.2.4 糠醛
糠醛是无色透明的液体，沸点162℃，熔点-36.5℃，相对密度1.160。在空气中放置时逐渐变为黄色至棕色，能溶于水中，并与乙醇、乙醚混溶。 1、制备
2、化学性质 （1）显色反应
下面的显色反应可用来定性检验糠醛：
（2）催化加氢
O CHO 4
O COOH
糠醛糠酸O CHO
NaOH
O CH2OH O COONa
糠醛
+
糠醇
+
O CHO (CH
3
CO)
2
O
CH COONa
O CH CHCOOH
CH
3
COOH
糠醛
+
+
呋喃丙烯酸
α－
O CHO
O
H
2
O
CO
2
H
2 ZnO-Cr
2
O
3
-MnO
2
糠醛+++ 400-415℃
（3）氧化反应
（4）康尼扎罗反应
糠醛没有α-氢，与苯甲醛相似，可以发生康尼扎罗反应。
（5）柏琴反应
(6)脱羰反应
糠醛和水蒸气混合物在高温时通过混合催化剂，糠醛可脱去羰基生成呋喃。
3、糠醛的用途
N N
N
H
上的孤电子对在
轨道上，参与环内共轭，为富电子芳环。
上的孤电子对在
轨道上，在环外
未参与环内共轭。
成环原子共平面
体系
C _ sp 2
N _ sp 2 Π
6
6N P sp 2N
12.4 六元杂环化合物 12.4.1 吡啶的结构和性质 1、结构与芳香性
由于吡啶环的N 上在环外有一孤对电子，故吡啶环上的电荷分布不均。
吡啶环上的5个碳原子和1个氮原子也都以SP 2杂化轨道相互重叠，形成以σ键相连的环平面。环上每个原子的P 轨道相互侧面重叠，且垂直于环平面，构成具有6个电子的闭合共轭体系。与吡咯不同的是，吡啶环上氮原子的末共用电子对占据着SP 2杂化轨道，没有参与环的共轭。吡啶的结构也符合休克尔规则，因此具有芳香性。由于环中氮原子的电负性比碳原子大，所以环上碳原子电子云密度降低，形成缺π芳杂环，它的亲电取代反应比苯难进行。
γN α
β1.43
0.84
1.01
0.87
电荷分布
亲电取代亲核取代N >ββαγ
γα，>>位
位
2、物理性质
吡啶是具有特臭的无色液体。能以任何比例与水互溶，同时又能溶解大多数极性和非极性有机化合物。 3、化学性质 （1）碱性
吡啶分子的氮原子上有1对末参与共轭的电子，能结合H +而显碱性，吡啶的碱性比脂肪胺和氨弱，而近似于芳胺。
三甲胺 氨 吡啶 苯胺 pK a 9.8 9.3 5.23 4.6 吡啶能与无机酸成盐。
+ HCl ·HCl
(2)亲电取代反应
由于吡啶分子中氮原子的电负性比碳原子大，环上碳原子电子云密度有所降低；同时，在亲电取代反应中试剂通常是酸性，使氮原子先与酸结合成吸电性的铵离子，因而环上碳原子电子云密度更加降低。所以，吡啶比苯难进行亲电取代反应，其反应条件要求较高。吡啶环上碳原子的电子云密度普遍降低，而其中以β位降低的较少，所以亲电取代反应主要发生在β-位。
+ Br 2
+ 混酸
+ 浓H 2SO 4 + HgSO 4
若吡啶环上有第一类定位基时，能使吡啶环活化。它们的亲电取代反应就可以在较温和的条件下进行，取代位置由第一类定位基决定。
+ Br 2
N
N N N N 300℃
300℃
220℃
N Br
N NO 2N SO 3H
N NH 2乙酸
N Br
NH 2
+ 浓H 2SO 4 + KNO 3 （3）氧化还原反应 吡啶环上的电子云密度因氮原子的存在而降低，因此环对氧化剂比较稳定。当环上有烃基时，烃基容易被氧化。
+ KMnO 4
+ KMnO 4
吡啶比苯容易还原，在常压下就可以被还原为六氢吡啶。
六氢吡啶又名哌啶，为无色液体，能与水混溶。它的碱性（pK a =11.2)比吡啶强，性质与脂肪仲胺相似，在有机反应中用作碱性试剂。 4、重要吡啶衍生物
烟酸和烟酰胺：烟酸是维生素B 族中的一种，能促进细胞的新陈代谢，并有血管扩张作用。烟酰胺是辅酶I 的组成成分，作用与烟酸相似。
烟酸 烟酰胺 β-吡啶甲酸 β-吡啶甲酰胺
尼可刹米和异烟肼：尼可米刹又名可拉明，为呼吸中枢兴奋药，用于中枢性
呼吸和循环衰竭。异烟肼又名雷米封，为抗结核病药。
尼可米刹 异烟肼 N ，N-二乙基-3-吡啶甲酰胺 4-吡啶甲酰肼 12.4.1 喹啉的结构和性质
N CH 3CH 3100℃
N NO 2
CH 3CH 3N CH 3H 2O
Δ N COOH
N H +
Δ N
COOH N
H 2
Ni
N H
N COOH
N CONH 2N CON(C 2H 5)2N
CONHNH 2
喹啉是苯环与吡啶环稠合而成的化合物，存在于煤焦油和骨焦油中，可用稀硫酸提取，也可用合成方法制得。喹啉是无色油状液体，有特殊气味，沸点238℃，相对密度 1.095，难溶于水，易溶于有机溶剂，如乙醚等。它在空气中放置逐渐变成黄色。
1、制取
（1）斯克劳普（Z.H.Skraup）合成法：是合成喹啉及其衍生物最重要的方法，是用苯胺（或其他芳胺），甘油，硫酸和硝基苯（相应于所用芳胺）等氧化剂一起作用下发生反应。反应的第一步是甘油受到硫酸的作用失水而成丙烯醛，其次是丙烯醛与苯胺发生迈克尔型加成作用生成β—苯胺基丙醛，然后通过醛的烯醇式在酸的催化下发生失水作用，关环生成二氢化喹啉，二氢化喹啉受到硝基苯氧化作用，失去一分子氢芳构化，就得喹啉。此反应实际上一步完成，产率很高：
其反应过程是
如苯胺环间位有给电子基团，主要在给电子基团对位关环，得7—取代喹啉，如苯胺环上间位有吸电子基团，主要在吸电子基团的邻位关环，得5—取代喹啉。
（2）其他方法：
(C 8H 7N)2 H 2Cr 2O 7
.
2、化学性质 （1）弱碱性
喹啉与吡啶很相似，也具有弱碱性（p K b ＝9.1）。喹啉与酸作用生成盐，例如它与重铬酸形成难溶于水的复盐。
（2）取代反应
喹啉是有吡啶稠合而成的，由于吡啶环的电子云
密度低于与之并联的
苯环，所以喹啉的亲电取代反应
发生在电子云密度较
大的苯环上，取代基主要进入5或
8位。而亲核取代则主要
发生在吡啶环的2或4位.
N
1.63
0.79
0.930.771.00
0.95
0.960.98
N
N
N
NO2
Br
N
NH2
+
+
H O
N
4
N
COOH
COOH
CO
2
N
COOH
－
140
N
（2）氧化还原反应
喹啉用高锰酸钾氧化时，苯环发生破裂，用钠和乙醇还原是其吡啶环被还原，这说明在喹啉分子中吡啶环比苯环难氧化，易还原。
N Cl H NaOH
N H Cl
∶
生物碱
∶生物碱
+
(水中析出)
(溶于水中)
12.4 生物碱（自学）
生物碱是一类存在于生物体内含氮的碱性有机化合物。它们主要存在于植物中，具有很强的生理作用。
生物碱的结构一般都是比较复杂的多环化合物。 生物碱是人们研究得最早和最多的一类中草药有效成份。 12.4.1 生物碱的物理性质
生物碱一般为无色或白色结晶形固体，少数是有颜色的液体，难溶于水，易溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯等有机溶剂。
生物碱大多都有旋光性，自然界中存在的一般都是左旋体。左旋体和右旋体的生理作用往往差别很大。 1、弱碱性
生物碱分子中的氮原子一般结合在环状结构中，以仲胺、叔胺和季铵碱3种形式存在，显弱碱性。能与酸作用生成盐。其盐一般易溶于水、乙醇，难溶于其他有机溶剂。
烟碱
烟酸
N
N
CH 3
4
HNO 3
N COOH
4C
H 3CH 3N
N N N O
O
CH 3C
H 3CH 3N N O
O
O O
CH 3NH-C-NH 2
O
+咖啡碱
尿酸
红紫酸铵(紫红色)
3H
N
H N
H N
H O O
O N
H N H O O
O O N NH O O
O N
H N H O
O O H O NH 4
2、氧化反应
3、沉淀和颜色反应
许多试剂能与生物碱作用，生成不溶性的沉淀或产生颜色反应，这些试剂称为生物碱试剂。可用这些试剂来检验生物碱的存在。
第十一章配位化合物 一、选择题 1. 配位数为6的配离子的空间构型是： A、三角锥形 B、四面体形 C、平面四边形 D、八面体形 2. Fe(Ⅲ)形成的配位数为6 的内轨配合物中，Fe3+离子接受孤对电子的空轨道是： A、d2sp3 B、sp3d2 C、p2d4 D、sd5 3. 在[CoCl(NH3)3(en)]2+中，中心离子Co3＋的配位数为： A、3 B、4 C、5 D、6 4. [Cr(en)3]2+离子中铬的配位数及配合物中配体的个数是： A、3，3 B、3，6 C、6，6 D、6，3 5. 根据晶体场理论，在八面体场中，由于场强的不同，有可能产生高自旋或低自旋的电子构型是： A、d2 B、d3 C、d6 D、d9 6. 形成高自旋配合物的原因是： A、分裂能△< 电子成对能P B、分裂能△= 电子成对能P C、分裂能△> 电子成对能P D、不能只根据分裂能△和电子成对能P确定 7. 在[CoCl(NH3)3(en)]2+中，中心离子Co3+的配位数为： A、3 B、4 C、5 D、6 8. 对于配离子[Co(NH3)5H2O]3+，下列命名正确的是： A、一水五氨合钴(Ⅲ)离子 B、五氨一水合钴(Ⅲ)离子 C、氨一水合钴(Ⅲ)离子 D、五氨一水合钴离子 9. Ni(Ⅱ)形成的配位数为4具有四面体形的配合物中，Ni2+离子接受孤对电子的空轨道是： A、sp3 B、sp3d2 C、spd2 D、dsp2 10. 对于配离子[CoCl(NH3)3(en)]2+，下列命名正确的是： A、三氨一氯乙二胺合钴(Ⅲ)离子 B、一氯三氨乙二胺合钴(Ⅲ)离子 C、一氯乙二胺三氨合钴(Ⅲ)离子 D、乙二胺一氯三氨合钴(Ⅲ)离子 11. Co(Ⅱ)形成的配位数为6 的外轨配合物中，Co2+离子接受孤对电子的空轨道是： A、d2sp3 B、p2d4 C、s p2d3 D、sp3d2
第12章 杂环化合物 1．解： (1) α-呋喃甲醛 (2) N -甲基-2-乙基吡咯 (3) 2-噻吩磺酸 (4) 3-吡啶甲酸 (5) 2-氨基嘧啶 (6) N -甲基-2-羟基咪唑 (7) 3-硝基-5-羟基吲哚 (8) 8-羟基-5-喹啉磺酸 (9) 4-乙基吡啶-N -氧化物 (10) 咪唑并[4,5-d]噁唑 (11) 咪唑并[2,1-b]噻唑 (12) 6-巯基嘌呤 N N NH 2 CH 3N S O 2N (13) N N H 2N (14) (15)(16) H S (20) (19) H (18) (17)N Br N H 3C CH 3 Br N SO 3 N 2．解： O NO 2 (1) (2) (3) (4) H N SO 3H S Br H N COCH 3 (5) (6) (7) (8) NH 2 N N COOH N Cl OCH 3 N CH 3 H (9)(11) (10) N N C 2H 5 NH 2 3 3 3N N N H 3C CH 3 H 3．解： (2)、(5)和(7)有芳香性。 4．解： (1) 4-甲基吡啶 > 吡啶 > 吡咯 (2) 四氢吡咯 > 氨 > 苯胺 > 吡咯 5．解： (1) 吡啶的未共用电子对在sp 2杂化轨道上，s 成分多，受到核的束缚强，不易给出电子，所以碱性弱。六氢吡啶是仲胺，未共用电子对在sp 3杂化轨道上，s 成分少，离原子核远，受核束缚力小，易给出电子，因而碱性强。 (2) 吡啶氮原子上处于sp 2杂化轨道的未共用电子对不参与形成大π键，能结合氢质子而显碱性。吡咯氮上的孤对电子参与了环的共轭体系，使氮上的电子云密度降低，因而难以与质子结合，碱性极弱，不能与酸形成稳定的盐。相反，由于这种共轭作用，吡咯的N-H 键极
第14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化合物。这些非碳原子统称为杂原子，常见的杂原子为氮、氧、硫等。前面已经学过的内酯、内酰胺、环醚等化合物都是杂环化合物，但是这些化合物的性质与同类的开链化合物类似，因此都并入相应的章节中讨论。本章将主要讨论的是环系比较稳定、具有一定程度芳香性的杂环化合物，即芳杂环化合物。 杂环化合物的种类繁多，数量庞大，在自然界分布极为广泛，许多天然杂环化合物在动、植物体内起着重要的生理作用。例如：植物中的叶绿素、动物血液中的血红素、中草药中的有效成分生物碱及部分苷类、部分抗生素和维生素、组成蛋白质的某些氨基酸和核苷酸的碱基等都含有杂环的结构。在现有的药物中，含杂环结构的约占半数。因此，杂环化合物在有机化合物（尤其是有机药物）中占有重要地位。 第一节分类和命名 一、杂环化合物的分类 芳杂环化合物可以按照环的大小分为五元杂环和六元杂环两大类；也可按杂原子的数目分为含一个、两个和多个杂原子的杂环，还可以按环的多少分为单杂环和稠杂环等。见表14-1。 表14-1 有特定名称的杂环的分类、名称和标位 14-1
二、杂环化合物的命名 （一）有特定名称的稠杂环14-2
杂环化合物的命名比较复杂。现广泛应用的是按IUPAC（1979）命名原则规定，保留特定的45个杂环化合物的俗名和半俗名，并以此为命名的基础。我国采用“音译法”，按照英文名称的读音，选用同音汉字加“口”旁组成音译名，其中“口”代表环的结构。见表14-1。 （二）杂环母环的编号规则 当杂环上连有取代基时，为了标明取代基的位置，必须将杂环母体编号。杂环母体的编号原则是： 1．含一个杂原子的杂环 含一个杂原子的杂环从杂原子开始编号。见表14-1中吡咯、吡啶等编号。 2．含两个或多个杂原子的杂环 含两个或多个杂原子的杂环编号时应使杂原子位次尽可能小，并按O、S、NH、N 的优先顺序决定优先的杂原子，见表14-1中咪唑、噻唑的编号。 3．有特定名称的稠杂环的编号有其特定的顺序 有特定名称的稠杂环的编号有几种情况。有的按其相应的稠环芳烃的母环编号，见表14-1中喹啉、异喹啉、吖啶等的编号。有的从一端开始编号，共用碳原子一般不编号，编号时注意杂原子的号数字尽可能小，并遵守杂原子的优先顺序；见表14-1中吩噻嗪的编号。还有些具有特殊规定的编号，如表14-1中嘌呤的编号。 4．标氢 上述的45个杂环的名称中包括了这样的含义：即杂环中拥有最多数目的非聚集双键。当杂环满足了这个条件后，环中仍然有饱和的碳原子或氮原子，则这个饱和的原子上所连接的氢原子称为“标氢”或“指示氢”。用其编号加H（大写斜体）表示。例如： N N H O O 1H-吡咯2H-吡咯2H-吡喃4H-吡喃 若杂环上尚未含有最多数目的非聚集双键，则多出的氢原子称为外加氢。命名时要指出氢的位置及数目，全饱和时可不标明位置。例如： 14-3
第十一章配位化合物 一、判断题： 1. 已知K2 [ Ni (CN)4 ]与Ni (CO)4 均呈反磁性，所以这两种配合物的空间构型均为平面正方形。 2.某配离子的逐级稳定常数分别为K、K、K、K，则该配离子的不稳定常数K= K·K·K·K。 3.HgS 溶解在王水中是由于氧化还原反应和配合反应共同作用的结果。 4.在多数配位化合物中，内界的中心原子与配体之间的结合力总是比内界与外界之间的结合力强。因此配合物溶于水时较容易解离为内界和外界，而较难解离为中心离子（或原子）和配体。 5.Zn2+只能形成外轨型配合物。 6.Fe2+既能形成内轨型配合物又能形成外轨型配合物。 二、选择题： 1.下列配合物中，属于内轨型配合物的是......................................（）。 (A) [ V(H2O)6 ]3+，μ = 2.8 B. M.；(B) [ Mn (CN) ]4-，μ = 1.8 B. M.；。 6 (C) [Zn (OH)4]2-，μ = 0 B. M.；(D) [ Co(NH3)6 ]2+，μ = 4.2 B. M.。 2.配合物(NH4 )3[ SbCl6 ]的中心离子氧化值和配离子电荷分别是（）。 (A) + 2 和? 3； (B) + 3 和? 3； (C) ? 3 和 + 3； (D) ? 2 和 + 3。 3. 第一过渡系列二价金属离子的水合热对原子序数作图时有两个峰，这是由于( ) (A) 前半系列是6配位，后半系列是4配位 (B) d电子有成对能 (C) 气态离子半径大小也有类似变化规律 (D) 由于晶体场稳定化能存在，使水合热呈现这样的规律 4 Fe(Ⅲ)形成的配位数为 6 的外轨配合物中，Fe3+离子接受孤对电子的空轨道是 ( ) (A) d2sp3 (B) sp3d2 (C) p3d3 (D) sd5 5. [NiCl4]2－是顺磁性分子，则它的几何形状为 ( ) (A) 平面正方形 (B) 四面体形 (C) 正八面体形 (D) 四方锥形 6.下列配离子的形成体采用sp杂化轨道与配体成键且μ = 0 B.M.的是.........（）。 (A) [Cu (en)2]2+； (B)[CuCl2]-； (C)[AuCl4]-； (D) [BeCl4]2-。 7. [Ni(en)3]2+离子中镍的价态和配位数是 ( ) (A) +2，3 (B) +3，6 (C) +2，6 (D) +3，3 8. [Co(SCN)4]2－离子中钴的价态和配位数分别是( ) (A) -2，4 (B) +2，4 (C) +3，2 (D) +2，12 9. 0.01mol氯化铬( CrCl3·6H2O )在水溶液中用过量AgNO3处理，产生0.02molAgCl沉淀，此氯 化铬最可能为 ( ) (A) [Cr(H2O)6]Cl3 (B) [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O (C) [Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O (D) [Cr(H2O)3Cl3]·3H2O 10. 在[Co(en)(C2O4)2]配离子中，中心离子的配位数为 ( ) (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 11. 在 K[Co(NH3)2Cl4] 中，Co 的氧化数和配位数分别是( ) (A) +2 和4 (B) +4 和6 (C) +3 和6 (D) +3 和 4 12. 在 [Ru(NH3)4Br2]＋中，Ru 的氧化数和配位数分别是( ) (A) +2 和4 (B) +2 和6 (C) +3 和6 (D) +3 和 4
第十一章 杂环化合物和生物碱 一、学习要求 1．掌握杂环化合物的分类和命名 2．掌握五元杂环、六元杂环和稠杂环的结构和性质 3．掌握生物碱的基本概念及分类 4．了解生物碱的一般性质、提取方法及重要的生物碱 二、本章要点 （一）杂环化合物的分类和命名 1．杂环化合物的概念 由碳原子和非碳原子所构成的环状有机化合物称为杂环化合物，环中的非碳原子称为杂原子，最常见的杂原子有氧、硫、氮等。 2．杂环化合物的分类 按环的数目不同，可分为单杂环和稠杂环两大类。单杂环按环的大小不同又可分为五元杂环和六元杂环。稠杂环通常由苯与单杂环或单杂环与单杂环稠合杂环化合物而成。 3．杂环化合物的命名 杂环化合物的命名比较复杂，目前我国常使用“音译法”，即按英文的读音，用同音汉字加上“口”字旁命名： O 1 2 3 45 5 43 2 1 S 5 432 1N 543 2 1 N S 543 2 1N N H 5432 1N N H 呋喃 噻吩 吡咯 噻唑 吡唑 咪唑 （furan ） （thiophene ） （pyrrole ） （thiazole ） （pyrazole ） （imidazole ） 6 54 32 1 O N N 1 2 3456 N N 1 2 3456 N N 1 2 3456 6 54 3 2 1 N 吡啶 哒嗪 嘧啶 吡嗪 吡喃（pyridine ） (pyridazine) (pyrimidine) (pyrazine) (pyran)
环上有取代基的杂环化合物的名称是以杂环为母体，并注明取代基的位置、数目和名称。杂原子的编号，除个别稠杂环外，一般从杂原子开始编号，环上有不同不同杂原子时，按O 、S 、NH 和N 的顺序编号；某些杂环可能有互变异构体，为区别各异构体，需用大写斜体“H ”及其位置编号标明一个或多个氢原子所在的位置。例如： 2，4-二羟基嘧啶 2-氨基-6-氧嘌呤 4H -吡喃 2H -吡喃 此外，还可以将杂环作为取代基，以官能团侧链为母体进行命名。例如： N ，N-二乙基-3- 4-嘧啶甲酸 3-吲哚乙酸 2-呋喃甲醛 吡啶甲酰胺 （二）含氮六元杂环 1.吡啶的结构 1 2345 6 7 8 9 N N N N H 2N O H N N OH OH 1 23 4 56 O 1 2 34 56 1 2 3 45O 6 1 2 1 CHO O CON(C 2H 5)2 N 2 34 56 COOH 6 5432 1 N N CH 2COOH N H 12 3 456 7 N .. 6 8 75 43 2 110 98 76 5321 6 58 7 654321 H N N N N N N 8 7 65 432 N 7 4 32 1H N 喹啉 异喹啉 吲哚 吖啶 嘌呤 ( quinoline) (isoquinoline) (indole) (acridine) (purine)
第十二章 杂环化合物 一、定义和分类 分子中含有由碳原子和其它原子共同组成的环的化合物称为杂环化合物。杂环中的非碳原子称为杂原子，最常见的杂原子有N 、O 、S 等。象环醚、内酯、环酐及内酰胺等似乎也应属于杂环化合物。但是，由于这些环状化合物容易开环形成脂肪族化合物，其性质又与相应的脂肪族化合物类似，因此，一般不放在杂环化合物中讨论。本章讨论的是环系比较稳定，并且在性质上具有一定芳香性的杂环化合物。 根据环数的多少分为单杂环和多杂环；单杂环又可根据成环原子数的多少分为五元杂环及六元杂环等；多杂环稠杂环、桥杂环及螺杂环，其中以稠杂环较为常见。 二、命名 杂环化合物的名称包括杂环母体及环上取代基两部分。杂环母环的命名有音译法和系统命名法2种。 音译法：是用外文谐音汉字加“口”偏旁表示杂环母环的名称。如呋喃等。 系统命名法：是把杂环看作杂原子转换了相应碳环中的碳原子，命名时以相应的碳环为母体，在碳环名称前加上杂原子的名称，称为“某（杂）某”。如吡啶称为氮（杂）苯，喹啉称为1-氮（杂）萘。 杂环母环的编号规则 （1）含1个杂原子的杂环，从杂原子开始用阿拉伯数字或从靠近杂原子的碳原子开始用希腊字母编号。 （2）如有几个不同的杂原子时，则按O 、S 、-NH-、-N=的先后顺序编号，并使杂原子的编号尽可能小。 （3）有些稠杂环母环有特定的名称和编号原则。 杂环的命名如下： 2-硝基吡咯 4-甲基吡啶 2-甲基-5-苯基噻唑 α-硝基吡咯 γ-甲基吡啶 3-甲基-8-羟基喹啉 1-甲基-7-氯异喹啉 1-甲基-2-巯基咪唑 2-呋喃甲醛（糠醛） 2-噻吩磺酸 3-吡啶甲酰胺 α-呋喃甲醛 α-噻吩磺酸 β-吡啶甲酰胺 N H NO 2N CH 3N S C 6H 5CH 3N CH 3CH 3N Cl N CH 3N SH O CHO S SO 3H N CONH 2
第十一章 配位化合物 首 页 习题解析 本章练习 本章练习答案 章后习题答案 习题解析 [TOP] 例7-1 固体CrCl 3·6H 2O 的化学式可能为〔Cr(H 2O)4Cl 2〕Cl·2H 2O 或〔Cr(H 2O)5Cl 〕Cl·H 2O 或〔Cr(H 2O)6〕Cl 3，今将溶解有0.200gCrCl 3·6H 2O 的溶液流过一酸性阳离子交换柱，在柱上进行离子交换反应： X n+(aq) + n (RSO 3H) (RSO 3)n X + n H +(aq) 配合物正离子 阳离子交换树脂 交换后的交换树脂 交换下来的H ＋ 交换下来的H +用0.100mol·L － 1NaOH 标准溶液滴定，计耗去22.50mL ，通过计算推断上述配合物的正确化学式〔已知Mr(CrCl 3·6H 2O)=266.5〕。 析 根据题中条件可知离子的物质的量与配合物的电荷数有确定的关系，因此只要确定离子的物质的量即可求出配离子的电荷，进而求出配合物的化学式。 解 0.200gCrCl 3?6H 2O 的物质的量为 1mol 1000mmol mol 266.5g 0.200g 1 ??-=0.75mmol 滴定测得 n (H +)=22.50mL×0.100mol·L -1=2.25mmol 由交换反应式知：1mol X n+可交换出n mol H +。因0.75 mmol CrCl 3?6H 2O 交换出2.25 mmol 的H +，由此可得 1 ：n = 0.75 ：2.25 n = 3 即X n+为X 3+，所以配正离子只能是[Cr(H 2O)6]3+，配合物为[Cr(H 2O)6]Cl 3。 例7-2（1）根据价键理论，画出[Cd(NH 3)4]2+(μ=0μB )和[Co(NH 3)6]2+(μ=3.87μB )的中心原子与配体成键时的电子排布，并判断空间构型。（2）已知[Co(NH 3)6]3+的分裂能Δo 为273.9kJ·mol -1，Co 3+的电子成对能P 为251.2kJ·mol -1；[Fe(H 2O)6]2+分裂能Δo 为124.4kJ·mol -， Fe 2+的电子成对能P 为179.40kJ·mol -1。根据晶 体场理论，判断中心原子的d 电子组态和配离子自旋状态。并计算晶体场稳定化能。 析（1）利用磁矩确定未成对电子数，然后确定内轨或外轨及杂化类型。(2)比较分裂能与电子成对能，确定高自、自旋化合物，计算晶体场稳定化能。 解（1）[Cd(NH 3)4]2+中Cd 2+的电子组态为4d 10，μ=0μB ，无未成对电子，采取sp 3杂化轨道成键，配体NH 3中N 的孤电子对填入sp 3杂化轨道，配离子空间构型为正四面体。
第十一章 配位化合物 一． 是非题： 1. 因[Ni(NH3)6]2+ 的K s=5.5×108, [Ag(NH3)2]+ 的K s=1.1×107, 前者大于后者，故溶液中 [Ni(NH3)6]2+比[Ag(NH3)2]+稳定（） 2. H[Ag(CN)2]- 为酸，它的酸性比HCN强（） 3. 因CN-为强场配体，故[30Zn(CN)4]2-为内轨型化合物（） 二． 选择题： 1. 在[Co(en)(C2O4)2]-中，Co3+的配位数是（） A.3 B.4 C.5 D.6 E.8 2. 下列配离子中属于高自旋（单电子数多）的是（） A. [24Cr(NH3)6]3+ B. [26FeF6]3- C. [26Fe(CN)6]3- D. [30Zn(NH3)4]2+ E. [47Ag(NH3)2]+ 3. 下列分子或离子能做螯合剂的是（） A.H2N-NH2 B.CH3COO- C.HO-OH D.H2N-CH2-NH2 E.H2NCH2CH2NH2 4. 已知[25Mn(SCN)6]4-的μ=6.1×AJ?T-1，该配离子属于（） A.外轨 B.外轨 C.内轨 D.内轨 E.无法判断 5. 已知H2O和Cl-作配体时，Ni2+的八面体配合物水溶液难导电，则该配合物的化学式为 （） A. [NiCl2(H2O)4] B. [Ni (H2O)6] Cl2 C. [NiCl(H2O)5]Cl D. K[NiCl3(H2O)3] E. H4[NiCl6] 三． 填充题： 1. 配合物[Cr(H2O)(en)(C2O4)(OH)]的名称为，配位数为。 2. 配合物“硝酸氯?硝基?二（乙二胺）合钴（III）”的化学，它的 外层是。 3. 价键理论认为，中心原子与配体间的结合力是。 四． 问答题：
第十二章杂环化合物 【学习目标】 1、说出杂环化合物的概念； 2、能按照IUPAC（1979）原则对杂环化合物进行命名； 3、掌握简单杂环化合物的结构特点，了解其性质和应用； 4、认识常见的杂环化合物的衍生物，了解它们的应用。 在有机化合物中，除碳、氢以外的其他元素的原子通常被称为杂原子，而在环状化合物中，如果其环中除碳原子外，还含有杂原子，则该环即为杂环，该化合物称为杂环化合物，杂环中所含杂原子一般为氮、氧、硫等。 杂环化合物在自然界中分布广泛，例如，植物中的叶绿素和动物血红蛋白中的血红素同属卟啉类的杂环化合物，由于其结构中心的金属离子不同而显不同颜色，叶绿素为镁卟啉显绿色，血红素为铁卟啉显红色；此外，其他如核酸中含嘌呤、嘧啶等杂环化合物等等。 在现代药物体系中，含杂环结构的药物也占了相当大的比例，例如增强胃动力的多潘立酮（又称吗丁啉）结构中含有两个苯并咪唑杂环，再如人类发现的第一个抗生素——青霉素也含有杂环结构，还有常用于治疗肠道感染的氟哌酸结构中含有喹啉杂环结构，诸如此类含有杂环结构的药物数不胜数。 因此，杂环化合物在有机化合物中占有非常重要的地位，学好本章内容是我们步入药学学科领域的关键一步。 内酯、内酰胺和环醚等化合物都属于杂环化合物，但这些化合物的性质与其同类的开环化合物基本相同，因此，本章不再对其重点介绍，本章着重讨论芳香性杂环化合物，亦称其为芳（香）杂环化合物（aromatic heterocycles）。 第一节分类和命名 一、分类 杂环化合物有多种分类方法，按含杂原子数目分为含一个、两个或多个杂原子的杂环；按环的形式可分为单杂环和稠杂环；还可以按照环的大小分为五元杂环和六元杂环。 二、命名 杂环结构纷繁复杂，其命名亦如是。按照IUPAC（1979）（国际纯粹应用化学联合会）原则的规定，保留45个杂环化合物的俗名并以此作为命名的基础。我国则对这45个俗名进
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 第十一章杂环化合物和生物碱 第十一章杂环化合物和生物碱第十一章杂环化合物和生物碱参考答案 1．命名下列化合物： （1） -呋喃甲酸（2） -甲基吡咯（3） -噻吩磺酸（4）-吡啶甲酰胺（5） 4-甲基吡啶盐酸盐（或： 氯化-4-甲基吡啶）（6） 4-羟基嘧啶（7） 5-硝基喹啉（8）2, 6, 8-三羟基嘌呤 2．写出下列化合物的构造式： (1) (2) BrOBr(3) SCH2OH 3 2 (5) (6) CH2COOH OCHO(7) N NOH 3．把下列化合物按其碱性由强至弱排列。 六氢吡啶甲胺氨吡啶苯胺吡咯 4．用化学方法区别下列各组化合物。 （1）与 FeCl3 溶液作用呈紫色的为苯酚；与 H2SO4-靛红呈蓝色的为噻吩。 （2）蒸气遇蘸有浓 HCl 的松木片显红色的为吡咯。 （3）与 CH3COOH/苯胺显示亮红色的为糠醛。 5．用适当的化学方法，将下列混合物中少量杂质除去。 （1）加入浓硫酸一起振荡，噻吩发生磺化反应生成噻吩磺酸溶于浓硫酸。 （2）利用吡啶的弱碱性，加入 HCl 使其生成吡啶盐酸除去。 6．完成下列反应式。 1 / 7
(1) OCH2OHOCOOH (2) NI HCH3 COOH (3) CONH2 NN COOCH3(4) NOH(8) NNH2N(4) NSO3H3(5) CH3OCHCHO(6) NCOOHNCONH2NCNCH2NH27．喹啉硝化反应发生在苯环上；吲哚硝化 反应发生在吡咯环上。 8．互变异构体的构造式如下： 9．答： 吡啶和六氢吡啶的分子中，氮原子上都有未共用的电子对，都 可以和质子结合显碱性。 两者不同的是氮原子上未共用电子对所处轨道的类型不同，吡 啶中氮原子上的未共用电子对处于 sp2 杂化轨道上，而六氢吡啶中 氮原子上的未共用电子对处于 sp3 杂化轨道上。 处于 sp2 杂化轨道上的电子受到原子核的束缚力较大，即提 供电子的能力较弱，所以吡啶的碱性比六氢吡啶弱。 10．化合物 C5H4O2 构造式为： OH(1) NH 2N 鸟嘌呤 2 (2) HON 胞嘧啶(3) HON 尿 嘧啶(4)HONCH3 胸腺嘧啶ONNH2NH2O OH OOHOCH3OCHO X1fuIW1ftIW0ftHW0 ftHW0etHV0edsGU+drGU-drF U-drFU-crFT- cqFT) cqET) cqET) bqES) bpES (bpDSQ 8nBP 8mBP%8mAP%7mAP%7mAO%7lAO $7lzO$6lzO$6 lzBn8QBn9QCn9*QCn9*QCo 9*RCoa*RDoa( RDpa(RDpa(SDpb(SEpb) SEqb ) SEqb)TEqc) T Fqte0WHte0WHtf0WItf1WIuf 1XIuf1XIug1X Jug2XJvg2YJvg2YJvh2YKvh3 YKwh3Z Kwi3ZK
第十一章 配位化合物习题解答 1．指出下列配合物（或配离子）的中心原子、配体、配位原子及中心原子的配位数。 (1) H 2[PtCl 6] (2) NH 4[Cr(NCS)4(NH 3)2] (3) [Co(NH 3)6](ClO 4)2 (4) Na 2[Fe(CN)5(CO)] (5) [Cr(OH)(C 2O 4) (H 2O)(en)] 7．计算下列反应的平衡常数，并判断下列反应进行的方向。已知：lg K s θ([Hg(NH 3)4]2+ ) = 19.28；lg K s θ(HgY 2-) = 21.8；lg K s θ([Cu(NH 3)4]2+) = 13.32；lg K s θ([Zn(NH 3)4]2+) = 9.46 ；lg K s θ([Fe(C 2O 4)3]3-) = 20.2；lg K s θ([Fe(CN)6]3-) = 42 (1)[Hg(NH 3)4]2+ + Y 4- HgY 2- + 4NH 3 (2)[Cu(NH 3)4]2+ + Zn [Zn(NH 3)4]2+ + Cu 2+ (3)[Fe(C 2O 4)3]3- + 6CN - [Fe(CN)6]3- + 3C 2O 42- 解：反应均为配离子相互转化，配离子之间的转化方向是由稳定常数小的转化为稳定常数大的，通过两个配离子的稳定常数的组合形成新的平衡常数的大小来判断。 （1）] Hg ][Y ][)NH (Hg []Hg []NH ][HgY [] ][Y )[Hg(NH ] NH ][[HgY 2424 32432- 424 343- 2+ - ++ - + = = K 2 19 2124 3s 210 3.310 90.110 3.6} ])Hg(NH {[} [HgY]{?=??= = + - θθ K K s 该反应进行的方向是 [Hg(NH 3)4]2+ +Y 4- =[HgY]2- +4NH 3 ，即：反应正向进行。
第十一章杂环化合物和生物碱 杂环化合物和生物碱广泛存在于自然界中，在动植物体内起着重要的生理作用。本章介绍杂环化合物的分类、命名、结构特点、性质及重要的杂环化合物，生物碱的一般性质、提取方法和重要的生物碱。 第一节杂环化合物 环状有机化合物中，构成环的原子除碳原子外还含有其它原子，且这种环具有芳香结构，则这种环状化合物叫做杂环化合物。组成杂环的原子，除碳以外的都叫做杂原子。常见的杂原子有氧、硫、氮等。前面学习过的环醚、内酯、内酐和内酰胺等都含有杂原子，但它们容易开环，性质上又与开链化合物相似，所以不把它们放在杂环化合物中讨论。 杂环化合物种类繁多，在自然界中分布很广。具有生物活性的天然杂环化合物对生物体的生长、发育、遗传和衰亡过程都起着关键性的作用。例如：在动、植物体内起着重要生理作用的血红素、叶绿素、核酸的碱基、中草药的有效成分——生物碱等都是含氮杂环化合物。一部分维生素、抗菌素、植物色素、许多人工合成的药物及合成染料也含有杂环。 杂环化合物的应用范围极其广泛，涉及医药、农药、染料、生物膜材料、超导材料、分子器件、贮能材料等，尤其在生物界，杂环化合物几乎随处可见。
一、杂环化合物的分类和命名 为了研究方便，根据杂环母体中所含环的数目，将杂环化合物分为单杂环和稠杂环两大类。最常见的单杂环有五元环和六元环。稠杂环有芳环并杂环和杂环并杂环两种。另外，可根据单杂环中杂原子的数目不同分为含一个杂原子的单杂环、含两个杂原子的单杂环等。 杂环化合物的命名在我国有两种方法：一种是译音命名法；另一种是系统命名法。 译音法是根据IUPAC 推荐的通用名，按外文名称的译音来命名，并用带“口”旁的同音汉字来表示环状化合物。例如： 呋喃 咪唑 吡啶 嘌呤 furan imidazole pyridine purine 杂环上有取代基时，以杂环为母体，将环编号以注明取代基的位次，编号一般从杂原子开始。含有两个或两个以上相同杂原子的单杂环编号时，把连有氢原子的杂原子编为1，并使其余杂原子的位次尽可能小；如果环上有多个不同杂原子时，按氧、硫、氮的顺序编号。例如： O N N N N N N H N
第十一章配位化合物习题解答 第十一章配位化合物习题解答 1．指出下列配合物的中心原子、配体、配位原子及中心原子的配位数。 配合物或配离子H2[PtCl6] [Co(ONO)(NH3)5]SO4 NH4[Co(NO2)4(NH3)2] [Ni(CO)4] Na3[Ag(S2O3)2] [PtCl5(NH3)]- [Al (OH)4]- 中心原子 Pt4＋ Co3+ Co3+ Ni Ag+ Pt4＋ Al3+ 配体 Cl- ONO-、NH3 NO2、 NH3 CO S2O32- Cl- 、NH3 OH- 配位原子 Cl O、N N、N C S Cl、N O 配位数 6 6 6 4 2 6 4 2．命名下列配离子和配合物，并指出配离子的电荷数和中心原子氧化值。配合物或配离子[Co(NO2)3(NH3)3] [Co(en)3]2(SO4)3 Na2[SiF6] [Pt Cl (NO2) (NH3)4] [CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl [PtCl4]2- [Pt Cl2 (en)] K3[Fe(CN)6] 名称三硝基·三氨合钴硫酸三(乙二胺)合钴(Ⅲ) 六氟合硅(Ⅳ)酸钠氯·硝基·二氨合铂氯化二氯·三氨·水合钴(Ⅲ) 四氯合铂(Ⅱ)配离子二氯·(乙二胺)合铂六氰合铁(Ⅲ)酸钾配离子的电荷数 0 +3 -2 0 +1 -2 0 -3 中心原子的氧化值ⅢⅢⅣⅡⅢⅡⅡⅢ 3．写出下列配合物的化学式： (1) H2[PtCl6] (2) NH4[Cr(NCS)4(NH3)2] (3) [Co(NH3)6](ClO4)2 (4) Na2[Fe(CN)5(CO)](5) [Cr(OH)(C2O4)
杂环化合物和生物碱课后习题参考答案 习题1，各化合物名称或结构式如下： 胞嘧啶；α-噻吩磺酸；β-吲哚乙酸；腺嘌啉；8-羟基喹啉；烟碱（N-甲基-α-吡啶四氢吡咯）； O N H O Br Br N H COOH N N OH N H2 N N N H N H2 OH 习题2，碱性强弱： 六氢吡啶〉甲胺〉氨〉吡啶〉苯胺〉吡咯习题3， 苯苯酚噻吩三氯化铁 紫色 无紫色 苯酚 苯 噻吩 浓硫酸 溶解 不溶解 r.T.苯 噻吩 吡咯四氢吡咯 紫色 蓝色 紫色石蕊 吡咯 四氢吡咯 蓝色 苯甲醛 糠醛 浓盐酸 松木片 无色 糠醛 苯甲醛 习题4，各反应产物如下： （1）N Br N Br NO2 （2） O OH O O OH + （3） N H N 3 （4）N H SO3H (5) S Br S Br O2N 习题6， O O C H3CHO O H- O C H3 CHO Ag+ NH3 O C H3 COOH N CH3KM nO4 N O OH SOCl2 N O Cl AC l3 N O 习题7，喹啉硝化发生在苯环，因为吡啶环的氮原子用一个P-电子共轭，相当于硝基的钝化
吡啶环；吲哚硝化发生在吡咯环，因为氮原子用一对孤对电子共轭，相当于氨基活化吡咯环。 习题8，各杂环互变异构形式如下; N N H N N H NH N N N H NH 2 N N OH N H 2N N H O N H 2 N N OH O H N N H O O H N N OH O H C H 3N N H O O H 习题9，六氢吡啶典型仲胺，N-原子SP 3杂化；而吡啶虽然类似有3个C-C 键的叔胺。但是N-原子SP 2杂化，孤对电子S 成分多，更靠近原子核。且环中的C-C 单键都是SP 2杂化，共用电子对向N-原子偏移程度小，故碱性减弱。 习题10，依分子式知道有4个不饱和度，2个氧原子，可能是五元芳杂环。经氧化成酸后任然为4 个不饱和度，可能换外有醛基，脱羧后成呋喃环，故原物质为呋喃甲醛。
第十一章 十一章
首 页 基本要求
配位化合物
重点难点 讲授学时 内容提要
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基本要求
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1.1 掌握配合物的命名原则，学会由名称写出化学式。 1.2 掌握配位平衡的基本计算。 1.3 熟悉配合物的价键理论，能够用以解释或推测一些配合物的磁矩和相对稳定性。 1.4 熟悉酸碱反应、沉淀反应和氧化还原反应对配位平衡的影响。 1.5 了解晶体场理论。 1.6 了1.6 了解生物体内的配合物。 1.7 掌握配合物的离解平衡 1.8 了解螯合物的结构特点 螯合剂 氨羧螯合剂 EDTA 及其二钠盐 金属氨羧配合物的稳定性 1.9 配合物与医学的关系，对生命现象的重要作用 2 重点难点 [TOP]
2.1 重点 2.1.1 配合物的命名原则。 2.1.2 配位平衡的基本计算。 2.1.3 配合物的价键理论。 2.2 难点 晶体场理论。
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讲授学时 建议 4 学时
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内容提要
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第一节
第二节
第三节
第四节
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4.1 第一节 配位化合物的基本概念 4.1.1 配位化合物的定义 配合物是以具有接受电子对的离子或原子（统称中心原子）为中心，与一组可以给出电子对的离子 或分子（统称配体） ，以一定的空间排列方式在中心原子周围所组成的质点（配离子或配分子）为特征 的化合物。玻尔假定：电子沿着固定轨道绕核旋转；当电子在这些轨道上跃迁时就吸收或辐射一定能量 的光子。轨道能量为 4.1.2 配合物的组成 大多数配合物由配离子与带有相反电荷的离子组成。 配离子由中心原子与配体组成。配体中提供孤电子对的原子称配位原子。常见的配位原子是电负性 较大的非金属的原子 N、O、C、S、F、Cl、Br、I 等。只含有一个配位原子的配体称为单齿配体。含有 两个或两个以上配位原子的配体称多齿配体。 4.1.3 配合物的命名 配位化合物的命名与一般无机化合物的命名原则相同。 1．配合物的命名是阴离子在前、阳离子在后，像一般无机化合物中的二元化合物、酸、碱、盐一 样命名为“某化某”、“某酸”、“氢氧化某”和“某酸某”。 2．配离子及配位分子的命名是将配体名称列在中心原子之前，配体的数目用二、三、四等数字表 示，复杂的配体名称写在圆括号中，以免混淆，不同配体之间以中圆点“·”分开，在最后一种配体名称之 后缀以“合”字，中心原子后以加括号的罗马数字表示其氧化值。即 配体数 — 配体名称 —“合”— 中心原子名称（氧化值） 3．配体命名按如下顺序确定： （1）配离子及配位分子中如既有无机配体又有有机配体，则无机配体在前，有机配体在后。 （2）在无机配体或有机配体中，先列出阴离子，后列出中性分子。 （3）在同类配体中（同为阴离子或同为中性分子） ，按配位原子的元素符号的英文字母顺序列出配 体。 （4）配体的化学式相同，但配位原子不同时，则按配位原子的元素符号的英文字母顺序排列 （5）在配位原子相同、所含原子的数目也相同的几个配体同时存在时，则按配体中与配位原子相 连的原子的元素符号英文字母顺序进行。 4.2 第二节 配合物的化学键理论 4.2.1 配合物的价键理论 价键理论的基本要点：
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第12章 杂环化合物 一、问题参考答案 问题12．1 命名下列各化合物： 答：1,4-甲基-2-氨基嘧啶； 2,4-吡啶甲酸甲酯； 3,8-羟基-7-碘-5-喹啉磺酸。 问题12．2 为什么嘧啶分子中含有两个碱性的氮原子,却为一元碱，且其碱性比吡啶弱得多? 答：嘧啶环上有两个氮原子，一个氮原子质子化后，第二个氮原子对质子化的氮正离子的吸电子诱导效应与共轭效应，使质子化的氮正离子不稳定，质子易于离去，所以碱性较吡啶低；当一个氮原子质子化后，它的吸电性大为增强，使另一个氮原子的电子云密度大为降低，以致不能再接受质子，因此嘧啶为一元碱。 问题12．3 吡啶卤代不使用FeX 3等Lewis 催化剂 , 原因何在? 答：因为吡啶分子中的氮原子上有一对末共用电子对，能与缺电子分子FeX 3等Lewis 催化剂反应，使催化剂失去活性。 问题12-4 写出胞嘧啶和胸腺嘧啶的酮型和烯醇型互变平衡式。 答： 胞嘧啶 胸腺嘧啶 问题12．5 为什么吡咯比苯容易进行亲电取代反应？ 答：因为在吡咯的分子中，五个原子共享6个 电子，环上的电子云密度 比苯大，故它的亲电取代反应比苯容易进行。 问题12．6 试写出喹啉与碘甲烷反应产物的结构式。 答： N I OH SO 3H N COOCH 3 N N NH 2 CH 3 3. 2. 1. I N + CH 3 NH 2 HO NH 2 O N N H N N CH 3 OH HO H O O CH 3 N N N N
问题12．7 试说明嘌呤的酸性比咪唑强，碱性却比咪唑弱的原因？ 答： 嘌呤和咪唑的酸性应表现在=NH 上的氢离解能力，碱性应表现在=N 氮接受质子的能力。由于嘌呤分子中有3个不饱和氮，咪唑分子中只有一个不饱和氮，因此氮原子吸电子作用使嘌呤=NH 电子云密度小于咪唑=NH ，故嘌呤氮上氢比咪唑上的氢易离解，酸性就强。同理可知嘌呤氮接受质子的能力比咪唑弱，故其碱性比咪唑弱。 二、习题参考答案 1．命名下列各杂环化合物： 答： （1）2，3，4，5-四溴呋喃； （2）N-乙基-4-巯基咪唑； （3）2-噻唑甲醛； （4）吡啶乙酸 （5）5-羟基-6-氯嘧啶； （6）7-氨基吲哚； （7）4-喹啉磺酸； （8）9-甲基-2-羟基嘌呤 2．写出下列化合物的结构式： (1) 8-羟基喹啉 (2) 4-羟基-5-氟嘧啶 (3) 噻唑-5-磺酸 (4) 6-巯基嘌呤 (5) β-吡啶甲酰胺 (6) 3-吲哚甲酸乙酯 答： 3．写出下列反应的主要产物： O Br Br Br Br N N C 2H 5 HS S N CHO N CH 2COOH N N Cl HO N 2 N SO 3H N N N N CH 3 HO (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)(8) N N N OH F S N HO 3S N N N N SH N CONH 2 N H COOCH 2CH 3 (1) (2) (3) (4) (5) (6)
第十八章 杂环化合物 教学目的： 掌握杂环化合物的分类和命名及掌握五元单杂环、六元单杂环化合物的化学性质；理解杂环化合物的结构与芳香性，理解吡咯、吡啶的结构与性质的关系；了解嘧啶、喹啉、嘌呤及吲哚，了解几种重要生物碱（麻黄素、烟碱、阿托品、咖啡碱和茶碱）。 教学重点： 杂环化合物的结构与芳香性、亲电取代反应的活性及所用试剂的选择性。 教学难点： 杂环化合物的结构与芳香性、化学性质。 引言 杂环化合物是指组成环的原子中含有除碳以外的原子(杂原子——常见的是N 、O 、S 等)的环状化合物。 杂环化合物 非芳香杂环芳杂环（符合休克尔规则的杂环）如 如 O O NH N N H O , ………… ,, 杂环化合物不包括极易开环的含杂原子的环状化合物，例如： NH O , , , O O O O O O 本章我们只讨论芳香族杂环化合物。 在具有生物活性的天然化合物中，大多数是杂环化合物。例如，中草药的有效成分生物碱大多是杂环化合物；动植物体内起重要生理作用的血红素、叶绿素、核酸的碱基都是含氮杂环；一些维生素、抗菌素、植物色素、植物染料、合成染料都含有杂环。
一、杂环化合物的分类 1.分类 杂环从结构上大体分为：单杂环和稠杂环两类。 二、命名 杂环化合物的命名比较复杂，现在一般通用的有两种类型的命名方法。一种是按照化合物的西文名称音译，另一种是根据相应的碳环化合物名称类比命名。杂环的命名常用音译法，是按外文名称的音译，并加口字旁，表示为环状化合物。 1. 单杂环的命名方法 ①写出杂环化合物的基本名称，如下： thiophene imidazole oxazole
第十一章
1 基本要求 [TOP]
配位化合物
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1.1 掌握配位化合物的组成及命名；配位化合物的价键理论；sp、sp 、dsp 、sp d 、d sp 等杂化轨道， 内轨型和外轨型配位化合物；配位平衡的基本概念和稳定常数的意义及简单应用。 1.2 熟悉晶体场理论；中心离子 d 轨道在八面体场中的分裂；晶体场稳定化能；光谱化学顺序；分裂能 及电子成对能；高自旋与低自旋配位化合物；影响配合物稳定性的因素；螯合物及螯合效应。 1.3 了解 d-d 跃迁和配合物的颜色；影响螯合物稳定性的因素；生物配体及配合物在医学上的意义。 2 重点难点 [TOP]
2.1 重点 2.1.1 配合物的命名原则。 2.1.2 配位平衡的基本计算。 2.1.3 配合物的价键理论。 2.2 难点 晶体场理论。
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讲授学时 建议 6 学时
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内容提要
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第一节
第二节
第三节
第四节
4.1 第一节 配位化合物的基本概念 4.1.1 什么是配位化合物 配位化合物（简称配合物）是以具有接受电子对的离子或原子（统称中心原子）为中心，与一组可 以给出电子对的离子或分子（统称配体） ，以一定的空间排列方式在中心原子周围所组成的质点（配离 子或配分子）为特征的化合物。 4.1.2 配合物的组成 多数配合物由配离子与带有相反电荷的离子组成。中心原子提供空轨道，配体中的配位原子提供孤
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对电子，组成配离子。常见配位原子有 N、O、C、S、F、Cl、Br、I 等。只含有一个配位原子的配体称 为单齿配体。含有两个或两个以上配位原子的配体称多齿配体。 4.1.2 配合物的命名 1. 配合物遵守无机化合物的命名原则：阴离子在前、阳离子在后，以二元化合物命名。如“某化 某”、“某酸”、“氢氧化某”和“某酸某”。 2. 配离子及配位分子的命名：配体名称在前，配体数目用二、三、四等数字表示，复杂配体名称 写在圆括号中，以免混淆，不同配体以中圆点“·”分开，配体名称之后以“合”字联接中心原子，其 后加括号以罗马数字表示氧化值。 3. 配体命名按如下顺序确定： （1）无机配体在前，有机配体在后； （2）先列阴离子，后列中性分子； （3）同为阴离子或中性分子时按配位原子元素符号的英文字母顺序列出； （4）化学式相同、配位原子不同的配体，按配位原子元素符号的英文字母顺序排列； （5）同时存在配位原子相同、所含原子的数目也相同的配体时，按与配位原子相连的原子的元素 符号英文字母顺序进行。 4.2 第二节 配合物的化学键理论 4.2.1 配合物的价键理论 （一）价键理论的基本要点 1.中心原子与配体中的配位原子之间以配位键结合。 2.为了增强成键能力，中心原子所提供的空轨道首先进行杂化，形成数目相等、能量相同、具有一 定空间伸展方向的杂化轨道。 3.配合物的空间构型，取决于中心原子所提供的杂化轨道的数目和类型。 （二）杂化轨道类型、配位数及配离子的空间构型 配位数 2 4 杂化轨道 sp sp
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空间构型 直线 四面体 平面四方形 八面体 八面体
dsp 6
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sp d d sp
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