第十四章 杂环化合物

（二）吡啶的水溶性 吡啶氮原子上一对未共用电子能与水形成氢键，吡啶 能与水混溶，但吡啶环上引入羟基或氨基后，化合物水溶
性却明显降低，原因是溶质分子间缔合抑制了与水分子间
的缔合。
（三）吡啶的碱性
吡啶的碱性比吡咯、苯胺强，但比氨、脂肪叔胺弱。
+ HCl N N H Cl
（三）吡啶的亲电取代反应
吡啶环上氮原子的吸电子作用，使环上碳原子的电子 云密度较苯低，不易进行取代反应，亲电取代主要发生在 β位 。
尿嘧啶（U） uracil
N H 胸腺嘧啶（T） thymine
（六）喹啉和异喹啉
5 6 7 8 N 1 4 3 2
6 7 8 1 5 4 3 N2
喹啉
浓HNO3/ 浓 H2SO4 N
异喹啉
NO2 + N SO3H N NO2
浓HNO3/ 浓 H2SO4 N N
三、 五元杂环化合物 （一）吡咯、呋喃和噻吩的结构
第十四章
杂环化合物
1.了解杂环化合物的分类。
2. 熟悉杂环化合物的命名，杂环化合物的特点， 五元杂环化合物、六元杂环化合物的特点，五 元杂环化合物、六元杂环化合物的结构。 3. 掌握五元杂环化合物、六元杂环化合物 的化学性质。
一、
杂环化合物的分类和命名 五元杂环
单杂环 六元杂环
（一）分类
O
N H
N
+ Br2 N
300
Br N
（四）吡啶的氧化反应
CH3 KMnO /H + 4 N
N
KMnO4/H
+
COOH N
N COOH
（五）嘧啶
嘧啶是含两个氮原子的六元杂环化合物。
N N
嘧啶的衍生物存在于维生素、生物碱及蛋白质中。
NH2 N O N H HN O N H O HN O O CH3
胞嘧啶（C） cytosine
COOH
CHO
N
O
2-呋喃甲醛
γ-吡啶甲酸
二、 六元杂环化合物 （一）吡啶的结构和性质
H C C N C C H H C H H
孤对 电子
N
组成六元环的原子在一个平面，所有原子均为 sp2杂化，形成6 个原子 6个电子的共轭体系，环上电子云密度大，易于取代难于加 成。吡咯 N上的孤对电子未参与杂化，氮原子电负性大，因而 N上 电子云密度高，具有碱性。
N H
+ KOH
N K+
+ H2O
2. 亲电取代反应
+ Br2
O O
Br
+ Br2
S S
Br
Br Br
N H
+ Br2
Br Br
N H
（三）重要的五元杂环化合物
CH CH2 CH3 N Fe N H 3C HOOCCH2CH2 N CH3 CH2CH2COOH CH CH2
N H N
N H N
H3C
N
Porphin
血红素
（四） 稠杂环化合物
稠杂环化合物是指两个或两个以上杂环稠合或由苯环与杂环稠 合而成的杂环化合物。由苯与杂环化合物稠合而成的杂环化合物又 称为苯稠杂环，常见的促杂环化合物有嘌呤、吲哚、喹啉等及其衍 生物。 嘌呤是由嘧啶和咪唑稠合而成，嘌呤易溶于水，可溶于酒精溶 液。嘌呤呈中性，可分别与酸或碱成盐。
H C H C C H C N H H
组成五元环的原子在一个平面，杂原子为 sp2 杂化， 形成5个原子6个电子的共轭体系，环上电子云密度大，易 于取代难于加成。
（二）五元杂环的性质 1. 吡咯的酸碱性 吡咯 N上的孤对电子参与杂化，因而 N上电子云密 度降低，与相应的胺比较，碱性较弱，不易溶于水。而 四氢吡咯的碱性较强。 吡咯在无水条件下可以与固体苛性钾共热成盐。
1 6
N
2 3
5 4
N N9 H
7 8
N
嘌呤在水溶液中可发生互变异构，有两种互变异构体。
1 6 5 4 7 8
6
N
2 3
N N9 H
1
N
2 3
5 4
N N9
7 8
H
N
N
（I）9H-嘌呤
（II）7H-嘌呤
NH2 N N N H N
H2N N
OH N N N H
腺嘌呤（A） adenine
尿嘌呤（G） guanine
N
杂环化合物
苯稠杂环
N
N
稠杂环
稠杂环
N
N N N N H
（二）命名Βιβλιοθήκη Baidu
1．杂环化合物的命名，通常采用外文音译法。 2．采用系统命名时，编号一般从杂原子开始。当有两 个杂原子时，按氧、硫、氮顺序编号。 3．环上只有一个杂原子，有时也以α、β、γ编号， 靠近在杂原子的碳为α-位。
CH3 N H
β-甲基吡咯