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1、高等有机化学化学工程于敬文有机化学中杂环化合物摘要杂 环 化 合 物 是 分 子 中 含 有 杂 环 结 构 的 有 机 化 合 物 。 构 成 环 的原 子 除 碳 原 子 外 ， 还 至 少 含 有 一 个 杂 原 子 。 本 文 阐 述 了 杂 环 化 合物 的 命 名 规 则 ， 杂 环 化 合 物 的 化 学 性 质 ， 并 介 绍 了 一 些 常 见 的 杂环 化 合 物 。关键字:杂环化合物 ;杂原子；杂 环 结 构一、 命名:杂环化合物的命名规则一般采用国际上通用的英文名称的音译法呋喃 噻吩 吡咯 吡啶嘧啶 喹啉 吲哚2 杂环化合物的命名规则如杂环上有取代基，应从杂原子开始编号
2、，并尽可能使取代基的位次较小。2-甲基-5-乙基呋喃 4-甲基吡啶 5-硝基-2-呋喃甲醛-甲基 - -乙基呋喃 -甲基吡啶 -硝基- 呋喃甲醛 如含有两个不同杂原子，则两杂原子的编号尽可能小，并使杂原子上连有 H 原子或取代基的杂原子位次最小。1,4-二甲基 -5-溴咪唑若两杂原子不同，则按 O、S、N 的顺序编号5-甲基噻唑3 五元杂环化合物 呋喃、噻吩、吡咯1、 结构和芳香性一个闭合的环状共轭体系符合休克尔 4n+2 规则，都具有芳香性离域能呋喃、吡咯和噻吩的离域能分别为：67 kJmol-1、 88 kJmol-1 和 117 kJmol-1比苯的离域能（150.5 kJmol-1 ）
3、低，但比大多数共轭二烯烃的离域能（约 1228 kJmol-1 ）要大得多。 2、 呋喃、噻吩和吡咯化学性质1）亲电取代反应亲电取代反应活性: 吡咯 呋喃 噻吩 苯反应主要发生在 -位烯丙型较稳定（1）卤化呋喃、噻吩在室温与氯或溴反应很激烈，得到多卤代物。若在温和条件下，如用溶剂稀释及采用低温，可得到一卤代物，不活泼的碘则需在催化剂作用下进行。吡咯极易卤化生成四卤吡咯。（2）硝化 呋喃和吡咯很易被氧化，遇无机酸容易发生聚合，因而不能用硝酸硝化。通常用比较温和的非质子硝化试剂，如用硝酸乙酰酯 （3）磺化 吡咯和呋喃也不能用硫酸直接磺化，要用温和的非质子磺化试剂。噻吩是这些五元杂环化合物中最稳定的
4、一个, 可在室温下直接磺化：应用：苯和噻吩的分离（4）烷基化和酰基化 吡咯烷基化反应时易得混合物，因此用途不大。吡咯可用乙酐进行酰基化。（5）呋喃的特殊反应2吡咯的特殊反应 碱性极弱，比苯胺的碱性还要弱得多。含氮化合物的碱性顺序：仲胺伯胺叔胺氨苯胺吡咯酸性比醇强而比酚弱酸性比醇强而比酚弱3 糠醛糠醛具有一般醛基的性质，如可以发生银镜反应 三、 咪唑、吡唑和噻唑 四、一些具有生理活性五元杂环化合物呋喃唑酮（痢特灵） 呋喃丙胺（抗血吸虫药）卟吩胆色素原; 通过生物体内特定酶的作用可转变成卟啉、叶绿素和维生素 B12 等重要生物活性物质五、 六元杂环化合物1、结构和芳香性sp2 杂化具有芳香性包括一
5、个闭合的共轭体系 符合休克尔 4n+2 规则 2、 吡啶的性质）弱碱性（pKb=8.8）碱性: 仲胺伯胺叔胺氨吡啶苯胺吡咯吡啶及其衍生物能溶于强酸，用于鉴别、分离与提纯2） 亲电取代反应亲电取代反应发生在 位注意: 1）亲电取代反应活性:吡啶 苯环噻吩呋喃吡咯2） 吡啶环不能发生傅氏反应。3）亲电取代反应发生在 位。3亲核取代反应齐齐巴宾反应4. 氧化还原反应吡啶比苯稳定，不易被氧化侧链可氧化生成相应的吡啶甲酸。例如：吡啶可被催化加氢或用乙醇和钠还原而成为六氢吡啶。常见吡啶衍生物烟酰胺 维生素 B6 异烟酰肼 烟酰二乙胺六、喹啉和异喹啉吡啶类似, 喹啉和异喹啉都有弱碱性（喹啉：pKb=9.15 ；异喹啉pKb=8.86） 。喹啉和异喹啉的亲电取代反应（如硝化、磺化、溴化等）比吡啶容易，亲电试剂主要进攻苯环部分。亲核取代反应则发生在吡啶环上，其中喹啉主要在 2-位取代，而异喹啉主要在 1-位。七、嘌呤嘌呤是由一个咪唑环和一个嘧啶环稠合而成的一类重要化合物茶碱 咖啡碱 可可碱 腺嘌呤 鸟嘌呤
