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1、第十八章 杂环化合物,（一） 杂环化合物的分类、命名和结构 （1）分类和命名（2）结构和芳香性 （二）五元杂环化合物（1）五元杂环化合物的化学性质（2）一些具有生理活性五元杂环化合物 （三）六元杂环化合物（1）吡啶（2）喹啉和异喹啉（3）嘌呤,构成环的原子中除碳外还有O、S、N、P等杂原子的一类环状化合物称为杂环化合物。,杂环化合物：90%以上药物60%以上的有机化合物碳水化合物叶绿素血红素核酸中的（嘧啶和嘌呤）酶和辅酶中的活性部位,氨苄青霉素钠 （amoxicillin） 头孢氨苄 （先锋霉素IV）,叶绿素-a(R=CH3) 叶绿素-b(R=CHO),血红素,叶绿素 a(R=CH3),叶绿素
2、b(R=CHO) 血红素,1993年被发现的一种高效抗癌物质,(一) 杂环化合物的分类、命名和结构,（1）分类和命名,非芳香性杂环,四氢呋喃,1,4-二氧六环,四氢吡咯,六氢吡啶,硅杂-2,4-环戊二烯,1-氧-4-氮杂环己烷(吗啡啉),奎宁环,硒杂环丁烷,命名原则：杂环化合物的命名多采用英文译音, 在同音汉字前加“口”旁, 从杂原子开始编号, 如果有多个杂原子, 按O、S、N次序编号。,5-甲基噻唑,6-甲氧基苯并噁唑,呋喃 噻吩 吡咯 Furan Thiophene Pyrrole,吡唑 咪唑 噁唑 噻唑 Pyrazole Imidazole Oxazole Thiazole,常见芳香性五
3、元杂环化合物（单环）,苯并呋喃 苯并噻吩 苯并吡咯 Benzofuran Thionaphene Indole,苯并噁唑 苯并噻唑 苯并咪唑 Benzoxazole Benzothiazole Benzoimidazole,常见芳香性五元杂环化合物（稠环）,吡啶 哒嗪 嘧啶 吡嗪 Pyridine Pyridazine Pyrimidine Pyrazine,常见芳香性六元杂环化合物（单环、稠环）,喹啉 异喹啉 吖啶 Quinoline Isoquinoline Acridine,酞嗪 Phthalazine,1,10-菲咯啉 1,10-phenanthroline,（2）结构和芳香性,呋喃、
4、吡咯和噻吩都是典型的五元芳杂环化合物。 甲、离域能分别为67、88、117kJ/mol(苯为150.5)； 乙、轨道中都有4n+2个电子； 丙、容易发生亲电取代反应； 丁、碳碳键长趋于平均化； 戊、环上质子受离域电子环流去屏蔽效应影响出现在低场。,吡啶也是一种典型芳香性杂环化合物，具有和苯非常相似的骨架结构和电子结构,（二）五元杂环化合物,（1）五元杂环化合物的化学性质,a、呋喃、吡咯和噻吩容易进行亲电取代反应。 b、它们的亲电取代反应都比苯活泼(吡咯呋喃噻吩苯)，其活泼性同苯酚、苯胺相似。 c、由于它们的高度活泼性以及呋喃和吡咯对于无机强酸的敏感性，其亲电取代反应需要比较温和的条件。,(a)
5、硝化,(b)磺化,(c)卤化,(d)Friedel-Crafts酰基化,呋喃的芳香性比较弱, 除进行亲电取代反应外;还容易进行亲电加成和Diels-Alder反应。,戊聚糖 戊醛糖 糠醛,（2）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,3-吲哚乙酸(植物生长促进剂),长春碱(R=CH3);长春新碱(R=CHO); 抗癌药,维生素B1,青霉素G,（三）六元杂环化合物,（1）吡啶,吡啶是典型六元芳香杂环化合物。吡啶氮原子上的未共用电子对不参与-体系，这对电子可与质子结合，
6、因此吡啶的碱性（pKb=8.8）较吡咯强，也比苯胺（pKb=9.3）略强。由于氮原子的吸电子诱导效应，吡啶环上的电子云密度较低，其亲电取代反应与硝基苯类似，一般需要强烈条件，且主要发生在-位。,吡啶的亲电取代主要在-位,吡啶的亲电取代反应示例,（a ）磺化,（b ）硝化,（c ）卤化,吡啶可被催化加氢为六氢吡啶（哌啶）。 六氢吡啶的碱性（pKb=2.7）比一般脂肪族仲胺略强,吡啶容易发生亲核取代反应,吡啶2-和4-位上甲基具有酸性（类羟醛缩合）,烟酰胺 (维生素pp),异烟酰肼（雷米封） 抗结核药,维生素B6,烟酰二乙胺（可拉明）中枢神经兴奋药,常见吡啶衍生物,（2）喹啉和异喹啉,与吡啶类似, 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。,（3）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(adenine, A),鸟嘌呤(guanine, G),
