第14章 芳香雜環(huán)化合物

第十四章芳香雜環(huán)化合物

(Chapter14AromaticHeterocycles)

第一節(jié)芳香雜環(huán)化合物

一、芳香雜環(huán)化合物的分類(lèi)和命名

二、芳香六元雜環(huán)化合物

三、芳香五元雜環(huán)化合物

四、稠雜環(huán)化合物

第二節(jié)維生素概述成環(huán)原子除碳以外，還有其它如O、N、S、P等雜原子的環(huán)狀化合物，統(tǒng)稱(chēng)為雜環(huán)化合物。非芳香雜環(huán)環(huán)狀酸酐內(nèi)酯

交酯內(nèi)酰胺芳香雜環(huán)廣義性質(zhì)與鏈狀化合物相似本章重點(diǎn)討論等等第十四章芳香雜環(huán)化合物（一）、分類(lèi)：§1芳香雜環(huán)化合物一、芳香雜環(huán)化合物的分類(lèi)和命名

1.雜環(huán)為母體,采用音譯法,用口旁的同音漢字表示.

2.雜環(huán)及環(huán)上取代基的編號(hào)：

(1)母體雜環(huán)的編號(hào)：雜原子的編號(hào)為“1”。（二）、命名一、芳香雜環(huán)化合物的分類(lèi)和命名當(dāng)環(huán)上有不同雜原子時(shí)，按O→S→NH→N的次序編號(hào)。若環(huán)上連有不同的取代基，其編號(hào)按次序規(guī)則和最低系列。如：二、雜環(huán)化合物的命名（2）有時(shí)將雜環(huán)作為取代基，以官能團(tuán)側(cè)鏈為母體進(jìn)行命名。2-呋喃甲醛(糠醛)3-吡啶甲酸二、雜環(huán)化合物的命名(3)異喹啉、吖啶和嘌呤有特殊編號(hào)。2-氨基-6-羥基嘌呤二、雜環(huán)化合物的命名NNNNHH2NOH123456789（一）、吡啶的結(jié)構(gòu)二、芳香六元雜環(huán)化合物吡啶及其衍生物廣泛存在于自然界，如生物堿、維生素PP、維生素B6，合成藥物中也含有吡啶。（二）、吡啶的性質(zhì)２、化學(xué)性質(zhì)1、水溶性

與水互溶，引入的羥基或氨基的數(shù)目越多水溶性越低。（氫鍵締合）二、芳香六元雜環(huán)（1）、堿性

較苯胺強(qiáng)，比氨和脂肪氨弱，與無(wú)機(jī)酸生成鹽。２、吡啶的化學(xué)性質(zhì)

如前所述，吡啶的親電取代反應(yīng)比苯困難，需在較強(qiáng)的條件下方可發(fā)生，且發(fā)生在β-位。

顯然，當(dāng)吡啶環(huán)上連有供電子基團(tuán)時(shí)，將有利于親電取代反應(yīng)的發(fā)生；反之，就更加難以進(jìn)行親電取代反應(yīng)。（2）、親電取代反應(yīng)0.871.010.841.43２、吡啶的化學(xué)性質(zhì)

較易進(jìn)行親核取代反應(yīng)，主要生成α位取代產(chǎn)物。（3）、親核取代反應(yīng)

環(huán)上有較易離去的基團(tuán)，弱親核試劑就能反應(yīng)。２、吡啶的化學(xué)性質(zhì)

（4）、氧化反應(yīng)（5）、還原反應(yīng)（pKb=8.8）

環(huán)上連有烷基側(cè)鏈時(shí)，側(cè)鏈可被氧化成羧酸。（六氫吡啶，哌啶，pKb=2.8

）２、吡啶的化學(xué)性質(zhì)1、嘧啶（三）、嘧啶及其衍生物嘧啶(pyrimidine)是含有兩個(gè)氮原子的六元雜環(huán)化合物。在嘧啶的分子結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)氮原子都是以sp2

雜化軌道形成σ鍵，組成六元平面環(huán)狀共軛體系結(jié)構(gòu)。另有一個(gè)sp2雜化軌道，不參與環(huán)的共軛體系，其中保留了一對(duì)孤對(duì)電子。嘧啶為無(wú)色固體，易溶于水。嘧啶也具有堿性，其pKb=12.7，較吡啶（pKb=8.8）的堿性還要弱。嘧啶也難于發(fā)生親電取代反應(yīng)。其結(jié)構(gòu)可表示如下：二、含氮六元雜環(huán)化合物

2、嘧啶衍生物廣泛存在于維生素、生物堿；許多合成藥物的分子結(jié)構(gòu)中也含有嘧啶環(huán)結(jié)構(gòu)；與生物的生長(zhǎng)、繁殖、遺傳、變異等有密切關(guān)系的核酸分子組成中，就含有胞嘧啶(cytosine,C)、尿嘧啶(uracil,U)和胸腺嘧啶(thymine,T)等。（三）、嘧啶及其衍生物NNONH2HHNNHOOCH3三、芳香五元雜環(huán)化合物

每個(gè)原子都是sp2雜化，雜原子提供兩個(gè)電子形成六電子大π鍵，符合Hückel規(guī)則，具有芳香性。

（一）、吡咯、呋喃和噻吩的結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)上分析，五元雜環(huán)為Π56共軛體系，電荷密度比苯大，容易進(jìn)行親電取代,親電取代反應(yīng)易發(fā)生在α-位。

1、吡咯的酸堿性由于吡咯分子中的亞氨基（>NH）N原子上的未共用電子對(duì)，參與了環(huán)上的共軛作用，從而使N原子上的電子云密度降低，表現(xiàn)出很弱的酸性。吡咯在無(wú)水條件下，可與固體氫氧化鉀共熱，生成吡咯的鉀鹽。（二）、吡咯、呋喃和噻吩的性質(zhì)三、芳香五元雜環(huán)噻吩可用H2SO4、混酸直接磺化和硝化

吡咯和呋喃遇強(qiáng)酸時(shí)，表現(xiàn)出共軛兒戲烴的性質(zhì)，容易發(fā)生聚合、氧化、開(kāi)環(huán)等反應(yīng)，因此硝化和磺化時(shí)需用較溫和的非質(zhì)子型試劑。2、親電取代反應(yīng)（二）、吡咯、呋喃和噻吩的性質(zhì)（三）、吡咯的衍生物１．卟吩

血紅素的基本骨架為卟吩(porphin)環(huán)，它是由四個(gè)次甲基(>CH–)在吡咯環(huán)的α–位相連而成的大環(huán)。成環(huán)原子都在