第十四章 芳香杂环化合物（aromatic heterocycles)【内容提要 】 第一节 芳香杂环化合物的分类与命名第二节 芳香六元杂环Ø 一、吡啶的结构 Ø 二、吡啶的性质Ø 三、嘧啶及其衍生物Ø 四、咪唑的结构第四节 稠杂环化合物第三节 芳香五元杂环Ø 一、吡咯、呋喃和噻吩的结构Ø 二、吡咯、呋喃和噻吩的性质Ø 三、吡咯衍生物前几章所学的内酰胺、内酯、环醚等，它们易发生开环反应，其理化性质与链状化 合物相似，不列入杂环化合物本章主要讨 论的是环较为稳定，且具有芳香性的杂环化 合物前言 ：在环状有机化合物中，成环的原子除了碳原子之外，还含有杂原子的化合物称为杂 环化合物(heterocyclic compounds)第一节 芳香杂环化合物的分类与命名1、杂环化合物的分类按杂原子数目分为一个、两个或多个杂 原子的杂环；按环的形式分为单环和稠环两 类，单环又可分为五元杂环和六元杂环五元单杂环六元单杂环稠环2、杂环化合物的命名（1）命名较复杂，常采用音译法：在同音汉字左边 + 口字吲哚pyranpyridine pyrimidineindolepurine 吡喃吡啶嘧啶嘌呤furanpyrrolethiopheneimidazole 呋喃吡咯噻吩thiazole咪唑噻唑（2）杂环及环上取代基的编号：A、 母体杂环的编号：杂原子的编号为“1”。
杂原 子邻位的碳原子也可依次用α、β、γ…编号B、当环上有两个或两个以上相同杂原子，要使杂 原子编号最小；含不同杂原子时，按O→S→N的次 序编号从含有氢的杂原子开始编号v 稠杂环的编号一般与稠环芳烃相同，但有 例外，如异喹啉嘌呤吖啶 第二节 芳香六元杂环一、吡啶的结构环中的五个碳原子和一个氮原子均以sp2杂化 轨道相互重叠形成σ键，每个原子提供一个p轨道 相互平行形成大π键符合Hückel规则，具有芳香性由于N的电负 性较强，电子云密度分布不均匀二、吡啶的性质 1、水溶性与水互溶，引入的羟基或氨基的数目越多 水溶性越低氢键缔合） 2、碱性较苯胺强，比氨和脂肪氨弱，与无机酸 生成盐3、亲电取代与亲核取代反应吡啶环上碳原子的电子云密度较苯低， 亲电取代反应较难，主要进入β位较易进行亲核取代反应，主要生成α位 取代产物环上有较易离去的基团，弱亲核试剂就能反应 4、吡啶类化合物侧链氧化反应环上连有烷基侧链时，侧链可被氧化成羧酸5、还原反应（六氢吡啶 ）六氢吡啶又称哌啶，性质与脂肪族伯胺相似 ，碱性较吡啶强，与水互溶三、嘧啶及其衍生物嘧啶是无色固体，熔点22℃，易溶于水，具 有弱碱性（比苯胺还弱）。
环上电子云密度比吡啶还低，亲电取代反应更 困难结构 ：pKb=11.30衍生物 ：胞嘧啶 (cytosine)尿嘧啶 (uracil)胸腺嘧啶 (thymine)第三节 芳香五元杂环一、吡咯、呋喃和噻吩的结构每个原子都是sp2杂化，杂原子提供两个电 子形成六电子大π键，符合Hückel规则，具有 芳香性，但比苯弱由于杂原子N、O、S电负性比碳大，环上电子云密度不均匀）杂环上的电子密度比苯环大，容易进行亲 电取代二、吡咯、呋喃和噻吩的性质1、吡咯的酸碱性吡咯氮上的孤电子对参与共轭，故碱性极 弱，表现出弱酸性2、亲电取代反应是吡咯、呋喃和噻吩的典型反应，主要发 生在α位吡咯和呋喃遇强酸时，杂原子质子化，使大π 键破坏，因此硝化和磺化时需用较温和的非质子 型试剂三、吡咯衍生物(生物活性)卟吩血红素三、咪唑的结构咪唑1位氮提供两个电子，3位氮提供一个 电子，形成形成六电子大π键，符合Hückel规则，具有芳香性碱性比吡咯强（3位氮的孤电子对未参加 共轭），水溶度也较吡咯大咪唑存在互变异构5-甲基咪唑4-甲基咪唑既是质 子供体 又是受 体第四节 稠杂环化合物嘌呤为白色固体，熔点216～217℃，易溶 于水，水溶液呈中性，能分别与酸或碱生成盐。
9H-嘌呤7H-嘌呤存在互变异构现象腺嘌呤(adenine)鸟嘌呤 (guanine)腺、鸟嘌呤代谢产物：次黄嘌呤黄嘌呤尿酸尿酸：白色晶体，难溶于水，弱酸性， 可与强碱成盐存在酮式和烯醇式两种互变 异构体。