有机化学课件--第二十章 杂环化合物

每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
有机化学 杂环化合物
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒

溶解1份吡咯、呋喃及噻吩，分别需要17、 35、700份的水。 当五元杂环上连有羟基时，溶解度增大。
如： O
H3C O OH
S
S
OH
(1:35)
(1:20)
(1:700)
(1:16)
3. 杂环化合物的化学性质 (1)、亲电取代反 应
N H O S
HNO3
I2 NaOH
吡咯、呋喃、噻吩 α位取代
I
第四节 稠杂环化合物
稠杂环化合物是指苯环与杂环稠合或杂环与杂环稠合在一起的化 合物。常见的有喹啉、吲哚和嘌呤。
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3 2 d ★ c
N
a b
N
1
N
★ b 2 a 3
N1
S
N
吡啶并[2,3-d]嘧啶
咪唑并[2,1-b] 噻唑
第二节
五元杂环化合物
五元杂环化合物包括含有1个杂原子的五元杂 环和含2个杂原子的五元杂环。 一、含1个杂原子的五元杂环化合物 1.结构
4 5 1N 3 2
4 5 3 2 4 5 3 2
OH
2．亲电取代反应
Cl2, AlCl 3 100 ℃ Br2, 浮石催化 300 ℃ 气相
Cl
3 氯吡啶
N
Br
3 溴吡啶
N
NO2
N
浓 H2SO4 HgSO4 催化， ℃ 220 混酸 300 ℃
3 硝基吡啶
N
SO3H
吡啶 3 磺酸
N
3．氧化还原反应
（1）氧化反应
COOH N β 吡啶甲酸（烟酸） HNO 3 N COOH N α 吡啶甲酸
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。

NH2 N ON
H
• 胞嘧啶
O HN ON
H
尿嘧啶
O HN CH3 ON
H
胸腺嘧啶
NH2 NN
NN H
•
腺嘌呤
O HN N H2N N N
H
鸟嘌呤
• 杂环化合物是指成环的原子除碳以外还有 其它元素的原子（即杂原子）的化合物， 常见的杂原子有O、S、N等。但下述化合 物容易开环，性质与脂肪族的化合物相似， 不属于杂环化合物范畴。
N NO2
（β—硝基吡啶 20 %）
N
N
发烟 H2SO4 / HgSO4
230 ℃
SO3H
（吡啶—β —磺酸 71%）
Br2 300℃
N ＋
Br
β—溴代吡啶
N
Br
Br
3，5 二溴吡啶
• 3．氧化还原反应：由于吡啶环上的电子云 密度降低（缺π电子的体系），氧化反应难 以发生，若有侧链，侧链可以被氧化。故 吡啶更适合作氧化反应的溶剂，特别是需 要碱作催化剂时。
N
N
O
S
N
H
H
O
N
第一节 杂环化合物分类和命名
• 一、分类： • 五元杂环 • 六员杂环 • 单杂环 • 稠杂环 • 见表12-1
• 二、命名（母核）
• 杂环化合物的命很复杂。主要讨论最 常用的译音法，即将杂环母核根据国 际通用英文译音，选同音汉字再加 “口”字旁命名。例如：
N
O 恶唑
oxazole
一、呋喃、噻吩、吡咯的结构
3．氧化还原反应：由于吡啶环上的电子云密度降低（缺π电子的体系），氧化反应难以发生，若有侧链，侧链可以被氧化。
第二节 含氮六元杂环
胞嘧啶

第二十章 杂环化合物 (Heterocyclic compounds)概述：杂环化合物：含有杂环的化合物，称为杂环化合物。

杂环：由碳原子和至少一个其它原子，如氧、硫、氮等组成的环。

杂环化合物来源、用途：有机化合物中约一半为杂环化合物。

许多杂环化合物存在于自然界中，并在生命体系中起着重要作用。

目前应用的药物中有很大一部分是杂环化合物。

此外，杂环化合物还用作杀虫剂、染料等。

杂环化合物分类：第一类：无芳香性的杂环化合物：OOOON HN H四氢呋喃 丁二酸酐 四氢吡咯 六氢吡啶例：第二类：具有一定程度的芳香性的杂环化合物：ONHN 呋喃 吡咯 吡啶例：一 分类和命名芳杂环的数目很多，可根据环大小、杂原子的多少以及单环和稠环来分类。

常见的杂环为五元、六元的单杂环及稠杂环。

稠杂环是由苯环及一个或多个单杂环绸合而成。

命名：采用外文名的音译，用带“口”字旁的同音汉字表示。

1 五元杂环Oβααβ12345S N Hfuran 呋喃噻吩吡咯thiophene pyrrole五元环中含两个或两个（至少有一个氮原子）以上的杂原子的体系称唑。

N H N 12345imidazole 咪唑N H N 12345pyrazole 吡唑S N 12345thiazole 噻唑O N 12345oxazole 噁唑 2 六元杂环N pyridine 吡啶N Npyrimidine 嘧啶NN pyridazine 哒嗪N Npyrazine 吡嗪3 稠杂环N15862347N 15862347N H 12345679N N N H 12345678quinoline 喹啉isoquinoline 异喹啉indole 吲哚purine 嘌呤二 吡咯、呋喃和噻吩 1 结构特点O 呋喃S噻吩N H吡咯平面结构 环上的原子均为sp 2杂化 闭环共轭体系 π电子数符合4m+2 具有芳香性Π56体系属于亲电取代反应活性：吡咯、呋喃、噻吩大于苯。