第20章 杂环化合物
§1. 杂环化合物的分类和命名
一、杂环大体可分为：单杂环和稠杂环两类：
1. 分类：
稠杂环是由苯环与单杂环或有两个以上单杂环稠并而成。
二、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。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：
五元杂环中含有两个杂原子的体系叫唑（azole）
§2. 呋喃，噻吩，吡咯
含有一个杂原子的五元杂环单环体系:呋喃，噻吩，吡咯。
一、 呋喃，噻吩，吡咯的电子结构和光谱性质
电子结构：这三个杂环化合物中，碳原子和杂原子均以sp2杂化轨道互相连接成σ健，并且在一个平面上，每个碳原子及杂原子上均有一个p轨道互相平行，在碳原子的p轨道中有一个p电子，在杂原子的p轨道中有两个p电子，形成一个环形的封闭的π电子的共轭体系。这与休克尔的4n+2规则相符，因此这些杂环或多或少的具有与苯类似的性质，故称之为芳香杂环化合物。
芳香性大小,试验结果表明:
光谱性质：IR: νc-H = 3077~3003cm-1,νN-H = 3500~3200 cm-1 (在非极性溶剂的稀溶液中，在3495 cm-1，有一尖峰。在浓溶液中则于3400 cm-1,有一尖峰。在浓和淡的中间浓度时，两种谱带都有),杂环C＝C伸缩振动:1600~1300 cm-1 （有二至四个谱带）。
NMR：这些杂环化合物形成封闭的芳香封闭体系，与苯环类似，在核磁共振谱上，由于外磁场的作用而诱导出一个绕环转的环电流，此环电流可产生一个和外界磁场方向相反的感应磁场，在环外的质子，处在感应磁场回来的磁力线上，和外界磁场方向一致，在去屏蔽区域，故环上氢吸收峰移向低场。化学位移一般在7ppm左右。 呋喃：α－H δ=7.42ppm β－H δ=6.37ppm
- 1 - 第十七章 杂环化合物
（heterocyclic Ring compounds）
一、教学目的和要求
1．掌握杂环化合物的分类和命名。
2．掌握五元单杂环、六元单杂环化合物的化学性质。
3．理解杂环化合物的结构与芳香性。
4．理解吡咯、吡啶的结构与性质的关系。
二、教学重点与重点
重点：杂环化合物、甾体化合物结构特征与命名（俗名）。
难点：杂环化合物的结构。
三、教学方法和教学学时
（1）教学方法：以课堂讲授为主，结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合。
（2）教学学时：4学时
四、教学内容
1、杂环化合物
（1）杂环化合物概述
（2）吡咯及其衍生物
（3）吡啶及其衍生物
（4）吲哚及其衍生物
（5）苯并吡喃及其衍生物
（6）嘧啶和嘌呤及其衍生物
2、生物碱
（1）生物碱概述
（2）生物碱举例
五、总结、布置作业
17.1 几种基本杂环 (分类和命名)
杂环化合物定义 ：杂环化合物是指环比较稳定、含杂原子的环状化合物，包括芳香性杂环和非芳香杂环。
杂环化合物的种类很多，有单环，也有与芳香环或其他杂环并联成的稠杂环。环上的杂原子可以是一个、两个或更多个，而且可以是相同的或是不同的。一般最常见的杂环是五元或六元环。
根据1980年中国化学会颁布的有机化学命名原则，杂环化合物的命名按外文名称音译，并以一口字旁表示是环状化合物。以下是几种常见的杂环化合物的结构与名称。
OSNSNNNHH
呋喃 噻吩 吡咯 噻唑 咪唑
Furan Thiophene Pyrrole Thiazole Imidazole
NONNNNNN - 2 - 吡啶 吡喃 哒嗪 嘧啶 吡嗪
1 前言
2-乙酰基-3-芳基-2-丙烯酸乙酯属于α, β-不饱和羧酸酯的一种，此类α, β-不饱和羧酸酯及其衍生物统称为查尔酮。查尔酮被广泛应用于食品、医药、农药和香料等领域，查尔酮具有抗肿瘤、抗氧化及清除氧自由基、抗胃溃疡、抗菌、抑制磷酸二醋酶、抗脱发、促进毛发再生及抗病毒等多种药理活性。近年来，查尔酮得到了广泛的研究和应用，作为一种用途广泛的化工原料，研究它们的合成方法有着实际的意义。
本论文采用采用苯做溶剂，正己酸和乙二胺作催化剂，对溴苯甲醛及对甲基苯甲醛分别和乙酰乙酸乙酯发生亲核加成反应，然后环合脱水生成产物2-乙酰基-3-对溴苯基-2-丙烯酸乙酯和2-乙酰基-3-对甲基苯基-2-丙烯酸乙酯，用红外光谱和核磁氢谱表征产物结构，得到其相关的物理参数。
查尔酮一般都采用从价廉易得的原料出发来合成的，如苯甲醛、乙酰乙酸乙酯等为起始原料，其合成方法主要有以下几类：经苯乙酮与芳醛进行C1aisen-Schmidt缩合反应合成；采用酰基化、Fries重排和醇醛缩合反应合成。下面分别介绍这两种合成方法的原理。
1查尔酮合成方法：
1.1经苯乙酮与芳醛进行C1aisen-Schmidt缩合反应的方法
查尔酮合成方法多采用在碱/酸催化下苯乙酮与芳醛进行羟醛缩合反应，合成路线为：
查尔酮的经典合成方法是使用强碱如氢氧化钠、醇钠，或者强酸来催化苯乙酮及其衍生物与芳香醛进行缩合反应而得到，但副反应多，产率较低[1]，产率在10% ~70%，因此人们对其合成条件的改进作了大量的探索工作，并提出了不少新型的催化试剂，其合成的手段也越来越多样化。
2 1.1.1溶液合成
2007年董秋静等报道[2]以苯甲醛和苯乙酮衍生物为原料，在氢氧化钠乙醇水溶液中，室温下制备了一系列的查尔酮衍生物。方法简单，操作容易，后处理方便，收率在60% ~90%之间，特别适合于羟基查尔酮的合成。
1.1.2微波合成
自从Gedye等[3]于1986年将微波辐射用于有机合成反应以来，微波技术在有机合成中已得到了广泛的应用[4-5]。2007年朱凤霞[6]等报道了用NaOH作催化剂、无水乙醇作溶剂，在微波辐射条件下使乙酰基二茂铁与芳醛发生缩合反应以制备9个二茂铁基查尔酮衍生物。反应时间只需0.5~4 min，产率61% ~84%之间，操作简便。合成路线为：
有机化学习题八
1、命名或写出结构
a.OCOOHb.NNNHNOHHOc.NHCH3d.NNOHe.NCH3f.NCOOHg.SSO3Hh.糠醛i.噻唑3-甲基吲哚8-羟基喹啉2-苯基苯并吡喃j.k.l.
2、下列维生素各属哪一类化合物
a. 维生素A b. 维生素B1,B2,B6,B12 c. 维生素PP d. 维生素C
e. 维生素D f. 维生素K g. 叶酸
3、下列化合物哪个可溶于酸,哪个可溶于碱,或既可溶于酸又溶于碱?
a.NNCH3b.NNNHNNH2c.NHd.OHOHONCH3
4、写出下列化合物的互变平衡体系：
a. 腺嘌呤 b. 鸟嘌呤 c. 尿嘧啶 d. 胞嘧啶 e. 胸腺嘧啶 f. 尿酸
5、核苷与核苷酸的结构有什么区别? (教材P294)
6、水粉蕈素是由一种蘑菇中分离出的有毒核苷，其系统命名为9－β－D－呋喃核糖基嘌呤。写出水粉蕈素的结构式。
7、5－氟尿嘧啶是一种抗癌药物，在医药上叫做5－Fu 。写出其结构式。
8、写出下列反应的产物： a.O+(CH3CO)2OBF3b.S+浓H2SO4室温c.N+HBrd.N+CH3CH2Bre.OCHO浓NaOHf.OCHO+CH3COCH3稀OH－g.NH+KOHh.NCH3NKMnO4i.KMnO4CH3
9、为什么吡咯不显碱性而噻唑显碱性？
10、写出由4－甲基吡啶合成雷米封的反应式。
11、怎样鉴别下列各组化合物?
a. 糠醛 苯甲醛 b. 苯与噻吩 c. 吡咯与四氢吡咯 d. 吡啶与苯
12、古柯碱也叫柯卡因，是一种莨菪族生物碱，有止痛作用，但有成瘾性。如果将它用盐酸水解，将得到什么产物？
NHHOOCC6H5COOCH3CH3
13、马钱子碱是一种极毒的生物碱，分子中哪个氮碱性强？
