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1、第十八章第十八章 杂环化合物杂环化合物 第一节第一节 杂环化合物的分类、命名和结构杂环化合物的分类、命名和结构 第二节第二节 杂环化合物的性质杂环化合物的性质1 1、五元杂环化合物及其衍生物、五元杂环化合物及其衍生物 呋喃呋喃 吡咯吡咯 噻吩噻吩 糠醛糠醛 2 2、六元杂环化合物、六元杂环化合物 吡啶吡啶 喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉3 3、生物碱、生物碱一、物理性质一、物理性质二、化学性质二、化学性质号 构成环的原子除碳外还有构成环的原子除碳外还有其它元素原子其它元素原子的一的一类环状化合物类环状化合物称为称为杂环化合物杂环化合物。第一节第一节 杂环化合物的定义、分类、命名和结构杂环化合物的定义
2、、分类、命名和结构第十八章第十八章 杂环化合物杂环化合物一、定义：一、定义： 环中的非碳原子叫做杂原子。环中的非碳原子叫做杂原子。常见的杂原子常见的杂原子有有O O、S S、N N、P P等等。号 杂环化合物是一大类有机物，占已知有机物杂环化合物是一大类有机物，占已知有机物的三分之一。杂环化合物在自然界分布很广、功的三分之一。杂环化合物在自然界分布很广、功用很多，其中许多杂环化合物具有生理活性。例用很多，其中许多杂环化合物具有生理活性。例如，中草药的有效成分生物碱大多是杂环化合物；如，中草药的有效成分生物碱大多是杂环化合物；动植物体内起重要生理作用的血红素、叶绿素、动植物体内起重要生理作用的血
3、红素、叶绿素、核酸的碱基都是含氮杂环；部分维生素，抗菌素；核酸的碱基都是含氮杂环；部分维生素，抗菌素；一些植物色素、植物染料、合成染料都含有杂环。一些植物色素、植物染料、合成染料都含有杂环。号二、分类：二、分类：1 1、芳香性、芳香性非芳香性杂环化合物非芳香性杂环化合物芳香性杂环化合物（芳香性杂环化合物（4n+24n+2电子）电子）五元杂环五元杂环六元杂环六元杂环2 2、环数目、环数目单杂环单杂环稠杂环稠杂环此外，还可此外，还可按环中杂原按环中杂原子的种类和子的种类和数目分类数目分类 本章重点介绍环较稳定的、具有芳香性的杂本章重点介绍环较稳定的、具有芳香性的杂环化合物中的极少数几个环系中的一些
4、与生物关环化合物中的极少数几个环系中的一些与生物关系密切的杂环化合物。系密切的杂环化合物。3 3、杂环大小、杂环大小号1. 1. 命名原则：命名原则：三、命名：三、命名： 杂环化合物杂环化合物的命名多采用的命名多采用外文译音外文译音, ,在同音汉在同音汉 字前加字前加“口口”旁旁, ,表示环状化合物。表示环状化合物。 杂环上有取代基时，命名时以杂环作母体，杂环上有取代基时，命名时以杂环作母体， 从杂原子开始编号；若按从杂原子开始编号；若按、 编编 号，则与杂原子相连的碳原子为号，则与杂原子相连的碳原子为位。位。 如果有多种杂原子如果有多种杂原子, , 按按O O、S S、N N次序将前面次序将
5、前面 的杂原子编为的杂原子编为1 1号，使其它杂原子编号尽可号，使其它杂原子编号尽可 能的小。能的小。号 稠杂环一般都有其特定的编号次序。稠杂环一般都有其特定的编号次序。 有相同的多个杂原子时则由带取代基的杂原有相同的多个杂原子时则由带取代基的杂原 子开始，或从离取代基最近的杂原子开始，子开始，或从离取代基最近的杂原子开始， 使杂原子的位次之和最小。使杂原子的位次之和最小。 另一种方法是把杂环看作相应的碳环化合物另一种方法是把杂环看作相应的碳环化合物 中的碳原子被杂原子代替的产物进行命名。中的碳原子被杂原子代替的产物进行命名。 按照音译得来的名称与结构间没有联系，按照音译得来的名称与结构间没有
6、联系，而后一种方法则能反映出结构特点，但习惯上而后一种方法则能反映出结构特点，但习惯上还是采用音译名称。只有对无特定名称的杂环还是采用音译名称。只有对无特定名称的杂环才采用后一种方法命名。才采用后一种方法命名。号 非芳香性杂环化合物非芳香性杂环化合物四氢呋喃四氢呋喃1,4-1,4-二氧六环二氧六环四氢吡咯四氢吡咯六氢吡啶六氢吡啶硅杂硅杂-2,4-2,4-环戊二烯环戊二烯1-1-氧氧-4-4-氮氮杂环己烷杂环己烷硒杂环丁烷硒杂环丁烷NHNH2. 2. 命名：命名：NOH( (吗啡啉吗啡啉) )号呋喃呋喃（Furan）噻吩噻吩（Thiophene）吡咯吡咯（Pyrrole）吡唑吡唑 咪唑咪唑 噁唑
7、噁唑 噻唑噻唑PyrazoleImidazoleOxazoleThiazole 常见芳香性五元杂环化合物常见芳香性五元杂环化合物（单环）（单环）A A、含一个杂原子、含一个杂原子B B、含两个杂原子、含两个杂原子五元单环中含多个杂原子的五元单环中含多个杂原子的, ,其中至少有一个为氮的叫做唑。其中至少有一个为氮的叫做唑。号苯并呋喃苯并呋喃 苯并噻吩苯并噻吩 苯并吡咯（吲哚）苯并吡咯（吲哚）BenzofuranThionapheneIndole苯并噁唑苯并噁唑 苯并噻唑苯并噻唑 苯并咪唑苯并咪唑BenzoxazoleBenzothiazoleBenzoimidazole、常见芳香性五元杂环化合物
8、、常见芳香性五元杂环化合物（稠环）（稠环）号吡啶吡啶 哒嗪哒嗪 嘧啶嘧啶 吡嗪吡嗪PyridinePyridazinePyrimidinePyrazine 常见芳香性六元杂环化合物常见芳香性六元杂环化合物（单环、稠环）（单环、稠环）喹啉喹啉 异喹啉异喹啉 吖啶吖啶QuinolineIsoquinolineAcridine酞嗪酞嗪Phthalazine1,10-1,10-菲咯啉菲咯啉 1,10-phenanthroline号5-5-甲基噻唑甲基噻唑 6-6-甲氧基苯并噁唑甲氧基苯并噁唑 其它芳香性杂环化合物的命名编号其它芳香性杂环化合物的命名编号呋喃呋喃吡啶吡啶FuranPyridine号 有些
9、稠杂环化合物的命名，还可以把它们以相应的有些稠杂环化合物的命名，还可以把它们以相应的 其它化合物来命名。如：吲哚、嘌呤的母体碳环是其它化合物来命名。如：吲哚、嘌呤的母体碳环是 茚，可用茚，可用“某杂茚某杂茚”命名；而相应于苯并吡喃、喹啉、命名；而相应于苯并吡喃、喹啉、 异喹啉的母体环则是萘，可用异喹啉的母体环则是萘，可用“某杂萘某杂萘”命名。命名。茚茚 吲哚吲哚氮杂茚氮杂茚 嘌嘌 呤呤1 1，3 3，7 7，9-9-四氮杂茚四氮杂茚1234567123456789号萘萘苯并吡喃苯并吡喃氧杂萘氧杂萘喹啉喹啉1-1-氮杂萘氮杂萘异喹啉异喹啉2-2-氮杂萘氮杂萘喋啶喋啶1 1，3 3，5 5，8-8
10、-四氮杂萘四氮杂萘11122345678号四、结构和芳香性四、结构和芳香性呋喃呋喃:噻吩噻吩:吡咯吡咯:1. 1. 结构结构号 在结构上具有共同点，即构成环的五个原子在结构上具有共同点，即构成环的五个原子 都为都为spsp2 2杂化，杂化， 故成环的五个原子处在故成环的五个原子处在同一同一 平面平面，杂原子上的，杂原子上的一对孤对电子一对孤对电子与与每个碳原每个碳原 子子P P轨道上的一个电子轨道上的一个电子形成共轭体系，其形成共轭体系，其电电 子数符合休克尔规则（子数符合休克尔规则（4n+24n+2），所以，它们），所以，它们 都是典型的五元芳杂环化合物都是典型的五元芳杂环化合物, ,具有芳
11、香性。具有芳香性。 从呋喃、噻吩、吡咯的经典结构式来看，它从呋喃、噻吩、吡咯的经典结构式来看，它 们具有共轭二烯烃的结构，具有醚、硫醚、们具有共轭二烯烃的结构，具有醚、硫醚、 胺的化学性质，但它们除有加成反应倾向外，胺的化学性质，但它们除有加成反应倾向外， 其典型的化学性质却与苯类似。其典型的化学性质却与苯类似。号 O O或或N N上的孤电子对在上的孤电子对在P P轨道上，参与环内轨道上，参与环内共轭，使环上碳原子的电子云密度增加，并共轭，使环上碳原子的电子云密度增加，并大于苯环中碳原子的电子云密度，故称为大于苯环中碳原子的电子云密度，故称为富富电子芳杂环或多电子芳杂环或多芳杂环。芳杂环。 N
12、 HO：号吡啶也是一种典型芳香性杂环化合物，具有和苯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非常相似的骨架结构和电子结构。电子结构。 N N上的孤电子对在上的孤电子对在SPSP2 2轨道上，在环外未参与环轨道上，在环外未参与环内共轭，故其内共轭，故其电子数也符合休克尔规则，具有电子数也符合休克尔规则，具有芳香性。但在吡啶分子中，因芳香性。但在吡啶分子中，因N N的电负性大于的电负性大于C C，环上环上C C的的电子流向电子流向N N，使，使吡啶环上的电荷分布不吡啶环上的电荷分布不均，均，环上环上C C的电子云密度降低，并小于苯环中的电子云密度降低，并小于苯环中C C的的电
13、子云密度，故称为电子云密度，故称为缺电子芳杂环或缺缺电子芳杂环或缺芳杂环。芳杂环。NNC_sp2N_sp2成环原子成环原子共平面共平面66体系体系号 呋喃、吡咯、噻吩、吡啶等虽都有芳香性，呋喃、吡咯、噻吩、吡啶等虽都有芳香性，但由于它们结构的不同导致它们的芳香性存在差但由于它们结构的不同导致它们的芳香性存在差异，并且与苯的芳香性也不尽相同。异，并且与苯的芳香性也不尽相同。 N0.140nm0.139nm0.134nm2. 2. 芳香性比较芳香性比较号 从以上数据可以看出，这些杂环化合物的键从以上数据可以看出，这些杂环化合物的键长都有平均化的趋势，但却不同于苯。由于它们长都有平均化的趋势，但却不
14、同于苯。由于它们环中都存在与环中都存在与C C原子电负性和原子结构不同的杂原子电负性和原子结构不同的杂原子，使得环上的原子，使得环上的电子云分布不均匀，因此它电子云分布不均匀，因此它们的芳香性都比苯小，而且芳香性随着杂原子电们的芳香性都比苯小，而且芳香性随着杂原子电负性的增加而减小。具体次序为：负性的增加而减小。具体次序为：苯苯 噻吩噻吩 吡咯吡咯 呋喃呋喃 吡啶吡啶 号 富电子芳杂环和缺电子芳杂环芳香性不同，富电子芳杂环和缺电子芳杂环芳香性不同，在化学性质上也有明显的表现。如：富电子芳杂在化学性质上也有明显的表现。如：富电子芳杂环的亲电取代主要发生在电子云密度更为集中的环的亲电取代主要发生在
15、电子云密度更为集中的位，且比苯易进行；缺电子芳杂环的亲电取代位，且比苯易进行；缺电子芳杂环的亲电取代反应主要发生在电子云更为集中的反应主要发生在电子云更为集中的位，且比苯位，且比苯难进行。难进行。号第二节第二节 杂环化合物的性质杂环化合物的性质一、物理性质一、物理性质 大部分杂环化合物不溶于水，易溶于有机大部分杂环化合物不溶于水，易溶于有机溶剂。相对分子质量不太大的杂环化合物绝大溶剂。相对分子质量不太大的杂环化合物绝大多数为液体，个别为固体。都具有特殊气味。多数为液体，个别为固体。都具有特殊气味。二、化学性质二、化学性质 杂环化合物能发生杂环化合物能发生亲电取代反应、加成反亲电取代反应、加成反
16、应、氧化还原反应等，并具有一定的酸碱性应、氧化还原反应等，并具有一定的酸碱性。号A A、呋喃、吡咯和噻吩等五元杂环化合物、呋喃、吡咯和噻吩等五元杂环化合物由于环中五个由于环中五个 原子共用原子共用6 6个电子，故个电子，故电子云密度比苯环上大，电子云密度比苯环上大， 比苯容易进行比苯容易进行亲电取代亲电取代反应（其活泼性同苯酚、苯反应（其活泼性同苯酚、苯 胺相似），亲电取代反应的活性顺序为：胺相似），亲电取代反应的活性顺序为： 吡咯吡咯 呋喃呋喃 噻吩噻吩 苯。苯。且且位比位比位活泼。位活泼。（一）五元杂环化合物及其衍生物的化学性质（一）五元杂环化合物及其衍生物的化学性质 B B、由于它们的高
17、度活泼性以及呋喃和吡咯对于无机强、由于它们的高度活泼性以及呋喃和吡咯对于无机强 酸的敏感性酸的敏感性（酸性环境下易发生分解、开环甚至聚（酸性环境下易发生分解、开环甚至聚 合等），合等），其亲电取代反应必须对试剂及反应条件有其亲电取代反应必须对试剂及反应条件有 所选择和控制，必须在比较温和的条件下进行。所选择和控制，必须在比较温和的条件下进行。1. 1. 五元杂环化合物五元杂环化合物(1) (1) 亲电取代反应亲电取代反应号 由于吡咯比呋喃活性大，故吡咯在卤代时常生由于吡咯比呋喃活性大，故吡咯在卤代时常生成四卤代物。成四卤代物。卤代反应卤代反应: :不需要催化剂，要在较低温度进行。不需要催化剂，
18、要在较低温度进行。硝化反应硝化反应: :不能用混酸硝化，一般是用不能用混酸硝化，一般是用乙酰基硝乙酰基硝酸酯酸酯(CH(CH3 3COONOCOONO2 2) )作硝化试剂作硝化试剂, ,在低温下在低温下进行。进行。号H2SO4-SO3HS+H2OS 磺化反应磺化反应:呋喃、吡咯不能用浓硫酸磺化呋喃、吡咯不能用浓硫酸磺化，要，要用用 特殊的磺化试剂特殊的磺化试剂吡啶三氧化硫的络合物。吡啶三氧化硫的络合物。 噻吩可直接用浓硫酸磺化，生成的噻吩噻吩可直接用浓硫酸磺化，生成的噻吩- -2-2-磺酸能溶于硫酸磺酸能溶于硫酸, ,经水解又可得到噻吩。经水解又可得到噻吩。号 呋喃和吡咯在用浓硫酸磺呋喃和吡
19、咯在用浓硫酸磺 化或用混酸硝化或用混酸硝化时，得到的是焦油状的聚合物。这可能是因化时，得到的是焦油状的聚合物。这可能是因强酸的强酸的H H+ +与电负性强的环氮杂原子或氧原子结与电负性强的环氮杂原子或氧原子结合，破坏了杂环的合，破坏了杂环的键，使之失去了杂环的芳键，使之失去了杂环的芳香性而显出环状二烯的特性，而发生聚合作用；香性而显出环状二烯的特性，而发生聚合作用；噻吩用混酸硝化时，反应激烈使杂环破裂；吡噻吩用混酸硝化时，反应激烈使杂环破裂；吡咯杂环极易被氧化，甚至在空气中也很快被氧咯杂环极易被氧化，甚至在空气中也很快被氧化而变黑（与苯胺相似）。化而变黑（与苯胺相似）。号 FriedelFri
20、edel-Crafts-Crafts酰基化酰基化号 呋喃等五元杂环化合物的芳香性比较弱呋喃等五元杂环化合物的芳香性比较弱, , 除进行除进行亲电取代反应外；还易与氢气发生亲电取代反应外；还易与氢气发生亲电加成亲电加成反应，但反应，但由于它们芳香性的大小不同，有的容易加成，有的较由于它们芳香性的大小不同，有的容易加成，有的较难。如：呋喃、吡咯和噻吩都能催化氢化，呋喃较易难。如：呋喃、吡咯和噻吩都能催化氢化，呋喃较易氢化，并很快生成氢化，并很快生成THFTHF，而噻吩可停留在二氢化阶段。，而噻吩可停留在二氢化阶段。(2) (2) 亲电加成反应亲电加成反应号(3) (3) 呋喃、吡咯的特性反应呋喃、
21、吡咯的特性反应 呋喃易起呋喃易起 DielsDiels-Alder-Alder 反应反应 噻吩与含乙炔键的亲双烯试剂加成，双烯加噻吩与含乙炔键的亲双烯试剂加成，双烯加成产物通常不稳定，失硫而得苯的衍生物；吡咯成产物通常不稳定，失硫而得苯的衍生物；吡咯不发生不发生D-AD-A反应，但典型的亲二烯试剂如顺丁烯二反应，但典型的亲二烯试剂如顺丁烯二酸酐、丁炔二酸酯能与之发生迈克加成反应。酸酐、丁炔二酸酯能与之发生迈克加成反应。号吡咯的弱酸性和弱碱性吡咯的弱酸性和弱碱性 吡咯虽然是一个仲胺，但碱性很弱，吡咯虽然是一个仲胺，但碱性很弱，远低远低于仲胺，比苯胺还弱得多。（碱性电离常数很于仲胺，比苯胺还弱得多
22、。（碱性电离常数很小，只能很慢地溶解在冷的稀酸溶液中，此溶小，只能很慢地溶解在冷的稀酸溶液中，此溶液稍加热则成液稍加热则成吡咯红吡咯红，浓酸则使吡咯树脂化。），浓酸则使吡咯树脂化。） 碱性弱是由于氮上的一对碱性弱是由于氮上的一对P P电子参与环上的电子参与环上的共轭体系，减弱了与共轭体系，减弱了与H H+ +的结合力。的结合力。相反，氮原相反，氮原子上的氢原子则有明显的酸性。子上的氢原子则有明显的酸性。其酸性介与乙其酸性介与乙醇和苯酚之间。醇和苯酚之间。 号 吡咯能与固体氢氧化钾或金属钾加热成为钾盐，吡咯能与固体氢氧化钾或金属钾加热成为钾盐，与格式试剂作用放出与格式试剂作用放出RHRH而生成吡
23、咯卤化镁。而生成吡咯卤化镁。吡咯钾盐、吡咯卤化镁可用来合成吡咯衍生物吡咯钾盐、吡咯卤化镁可用来合成吡咯衍生物号呋喃：遇盐酸浸湿的松木片呈绿色；呋喃：遇盐酸浸湿的松木片呈绿色；吡咯：其蒸气遇盐酸浸湿的松木片呈红色；吡咯：其蒸气遇盐酸浸湿的松木片呈红色；借此可检验吡咯、呋喃及其低级衍生物。借此可检验吡咯、呋喃及其低级衍生物。 松木片反应松木片反应噻吩和吲哚醌在硫酸作用下呈噻吩和吲哚醌在硫酸作用下呈蓝色。蓝色。号（糠醛）+H2O（四四氢氢糠糠醇醇，具具有醇和醚的性质）有醇和醚的性质） 呋喃最重要的衍生物是呋喃甲醛，俗称糠醛。呋喃最重要的衍生物是呋喃甲醛，俗称糠醛。无无色透明液体，由农副产品如甘蔗杂渣
24、、花生壳、高粱色透明液体，由农副产品如甘蔗杂渣、花生壳、高粱杆、棉子壳（含有戊多糖）杆、棉子壳（含有戊多糖）用稀酸加热蒸煮制取。用稀酸加热蒸煮制取。 -CH2OH鉴别反应：苯胺醋酸盐与糠醛作用，显深红色，可鉴别反应：苯胺醋酸盐与糠醛作用，显深红色，可 以用于糠醛或戊糖的鉴别。以用于糠醛或戊糖的鉴别。2. 2. 五元杂环衍生物五元杂环衍生物-糠醛糠醛（- -呋喃甲醛）呋喃甲醛）号 氧化还原反应氧化还原反应糠醛的性质，同无糠醛的性质，同无-H-H的醛的一般性质。的醛的一般性质。号羟醛缩合反应羟醛缩合反应安息香缩合反应安息香缩合反应 歧化反应歧化反应（糠醇）（糠酸）号1. 1. 吡啶吡啶吡啶是典型六
25、元芳香杂环化合物吡啶是典型六元芳香杂环化合物, ,有毒。有毒。（二）六元杂环化合物的化学性质（二）六元杂环化合物的化学性质 由于氮原子电负性比碳的大由于氮原子电负性比碳的大, , 吸电子诱导效应吸电子诱导效应和共轭效应，使吡啶环上的电子云密度较低，故吡和共轭效应，使吡啶环上的电子云密度较低，故吡啶在亲电取代反应中很不活泼，比苯的取代难得多，啶在亲电取代反应中很不活泼，比苯的取代难得多，其亲电取代反应与硝基苯类似，其亲电取代反应与硝基苯类似，不起傅不起傅- -克酰基化克酰基化和烷基化反应，和烷基化反应，-碳上电子云密度相对大些，一碳上电子云密度相对大些，一般需要强烈条件，且主要发生在般需要强烈条
26、件，且主要发生在-位。位。号吡啶的亲电取代反应示例吡啶的亲电取代反应示例: : 磺化磺化: :硝化硝化: :卤化卤化: :吡啶和硝基苯一样不发生傅克反应。吡啶和硝基苯一样不发生傅克反应。吡啶环连的推电子基时，有利于亲电取代反吡啶环连的推电子基时，有利于亲电取代反应的进行，但反应活性仍低于相应的苯系化合物。应的进行，但反应活性仍低于相应的苯系化合物。号氧化反应氧化反应 吡啶环对氧化剂稳定，一般不被酸性高锰吡啶环对氧化剂稳定，一般不被酸性高锰酸钾、酸性重铬酸钾氧化，通常是侧链烃基被酸钾、酸性重铬酸钾氧化，通常是侧链烃基被氧化成羧酸。氧化成羧酸。号 吡啶环之所以对氧化剂稳定，是因为吡啶环之所以对氧化
27、剂稳定，是因为N N原子电原子电负性大，环上的负性大，环上的电子云向氮偏移，使环上的五电子云向氮偏移，使环上的五个个C C原子的电子云密度降低，而在酸性溶液中则原子的电子云密度降低，而在酸性溶液中则N N原子与原子与H H+ +的结合成为氮正离子，环的碳原子上的的结合成为氮正离子，环的碳原子上的电子云密度降得更低，故对氧化作用比苯环稳定。电子云密度降得更低，故对氧化作用比苯环稳定。 同时因为吡啶为第三胺，所以易被过氧化物同时因为吡啶为第三胺，所以易被过氧化物溶液氧化成氧化物。溶液氧化成氧化物。号吡啶可被催化加氢为六氢吡啶（哌啶）。吡啶可被催化加氢为六氢吡啶（哌啶）。 吡啶环对还原剂则比苯环活泼
28、。六氢吡啶吡啶环对还原剂则比苯环活泼。六氢吡啶的碱性（的碱性（pKbpKb=2.7=2.7）比一般脂肪族仲胺略强。）比一般脂肪族仲胺略强。吡啶环的电子云密度下降后，使吡啶环上易发生吡啶环的电子云密度下降后，使吡啶环上易发生亲核取代反应，且发生在亲核取代反应，且发生在位上。位上。号 吡啶氮原子上的未共用电子对不参与吡啶氮原子上的未共用电子对不参与-体体系，这对电子可与质子结合，因此吡啶的碱性系，这对电子可与质子结合，因此吡啶的碱性（p pKbKb=8.8=8.8）较吡咯强，也比苯胺（）较吡咯强，也比苯胺（p pKbKb=9.3=9.3）略）略强强, ,但比脂肪胺弱。但比脂肪胺弱。碱性碱性吡啶易与
29、酸和活泼的卤代物成盐吡啶易与酸和活泼的卤代物成盐, ,碱化后恢复原物。碱化后恢复原物。号2. 2. 喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉 与吡啶类似与吡啶类似, , 喹啉喹啉和异喹啉都和异喹啉都有弱碱性。有弱碱性。 喹啉喹啉和异喹啉和异喹啉的的亲电取代反应亲电取代反应（如硝化、磺化、（如硝化、磺化、溴化等）溴化等）比吡啶容易比吡啶容易，亲电试剂主要进攻苯环部分，亲电试剂主要进攻苯环部分（5-5-或或8-8-位）。位）。 亲核取代反应亲核取代反应则发生在则发生在吡啶环吡啶环上，其中喹啉主上，其中喹啉主要在要在2-2-或或4-4-位取代，而异喹啉主要在位取代，而异喹啉主要在1-1-位。位。喹啉和异喹啉都是苯并
30、吡啶。喹啉和异喹啉都是苯并吡啶。NN1234567812345678号 取代反应取代反应 号 氧化还原反应氧化还原反应 喹啉用高锰酸钾氧化时，苯环发生破裂，喹啉用高锰酸钾氧化时，苯环发生破裂，用钠和乙醇还原是其吡啶环被还原，这说明在用钠和乙醇还原是其吡啶环被还原，这说明在喹啉分子中吡啶环比苯环难氧化喹啉分子中吡啶环比苯环难氧化, ,易还原。易还原。号 喹啉环合成法喹啉环合成法斯克劳普法斯克劳普法斯克劳普法：用苯胺与甘油、浓硫酸及一种氧化斯克劳普法：用苯胺与甘油、浓硫酸及一种氧化 剂如硝基苯共热引起剧烈的放热反剂如硝基苯共热引起剧烈的放热反 应生成喹啉。应生成喹啉。号该反应的过程是：该反应的过程
31、是：a.b.程程号 喹啉衍生物的合成多采用斯克劳普法，如苯胺喹啉衍生物的合成多采用斯克劳普法，如苯胺环上间位有推电子基团，则在推电子基的对位关环，环上间位有推电子基团，则在推电子基的对位关环，得到得到7-7-取代喹啉；如苯胺环间位上有拉电子基团，取代喹啉；如苯胺环间位上有拉电子基团，则在拉电子基的邻位关环，得到则在拉电子基的邻位关环，得到5-5-取代喹啉。取代喹啉。7-7-取代喹啉取代喹啉5-5-取代喹啉取代喹啉Y Y1 1推电子基团推电子基团Y Y2 2拉电子基团拉电子基团号3.3.生物碱生物碱 物理性质物理性质: :其碱性大多是因为含有氮杂环，但也有少数其碱性大多是因为含有氮杂环，但也有少
32、数 非杂环的生物碱。生物碱大多为固体，可溶非杂环的生物碱。生物碱大多为固体，可溶 于乙醇等有机溶剂，有旋光活性。于乙醇等有机溶剂，有旋光活性。定义定义: :一类存在于生物体中的结构复杂，并具有很强的一类存在于生物体中的结构复杂，并具有很强的 生理作用的含氮碱性有机物。生理作用的含氮碱性有机物。 化学性质化学性质: :1.1.沉淀反应沉淀反应: : 丹宁、苦味酸、磷钨酸、磷钼酸、碘化汞丹宁、苦味酸、磷钨酸、磷钼酸、碘化汞 钾（钾（HgIHgI2 2+KI+KI）等）等, ,可以使生物碱由水中沉淀出来。可以使生物碱由水中沉淀出来。2.2.颜色反应颜色反应: : 硫酸、硝酸、甲醛及氨水可与生物碱发生硫酸、硝酸、甲醛及氨水可与生物碱发生 颜色反应，可用于生物碱的鉴定。颜色反应，可用于生物碱的鉴定。号
