第十三章杂环化合物
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13-杂环
吡唑 pyrozole
噁唑 oxazole
六 元 杂 环
5 6 1
3 2
5 6 1
3 2
5 6 1
3 2
5 6 1
3 2
吡啶 pyridine
嘧啶 pyrimidine
哒嗪 pyridazin
吡喃 pyran
稠杂环
6 7 5 4 3 2 6 7 5 4 3 2 5 6 4 1 7 3 2 2 1 6 4 3 5 9 7 8
E N H H
E H
E N H H
E H
E N H H
E H
八隅体结构最稳定 无最稳定结构
这些杂环进行亲电取代反应时，须 用缓和的试剂在温和的条件下进行.
*1 亲电取代反应的活性顺序
N H
>
O
>
S
>
吸电子诱导：O(3.5) > N(3.0) > S(2.6) 给电子共轭：N > O > S 综合：N贡献电子最多，O其次，S最少 *2 取代反应主要发生在α-C
第二节 五元杂环化合物 一、呋喃、噻吩、吡咯 1. 结构
O S
呋喃
噻吩
吡咯
与苯环的6原子共6π电子比，呋喃、噻吩、 吡咯为5原子共用6个π电子，故环上π电子 密度比苯环大，属于“富π芳杂环”。
所有成环原子都以sp2杂化轨道重叠形成σ键； 碳原子p轨道互相平行重叠形成6电子 环状共轭大π键。 呋喃环 中的杂原子 O (噻吩中为 S) 的 1 个 sp2 杂化轨道上 有一对未共 用电子对。
Z
G (m)
2-取代呋喃在强亲电试剂的作用下则进入5-位：
O
G (o, p, m)
（2） 呋喃、噻吩、吡咯的硝化反应 呋喃, 噻吩和吡咯易氧化, 一般不用硝酸 直接硝化; 通常用比较温和的非质子硝化试剂, 如：硝酸乙酰酯。反应在低温下进行。
201313新版有机化学杂环化合物
sp2 杂化 , 各提供一个 p- 电子 , 共有6个(4n+2) p电子相互重叠, 形成环状封闭的共轭体系, 具 有芳香性 . N原子sp2杂化轨道 有未成键电子对，可与质子结 合, 具有碱性.
或 N N
NH N
• sp2-N吸电子能力较sp2- C强, 故吡啶为缺电子体系.
武汉大学医学有机化学2013
武汉大学医学有机化学2013
三、五员杂环化合物的化学性质
(1) 卤化 呋喃、噻吩在温和条件下(如溶剂稀释及低温)反应 可得一卤代产物；
Br2, 0℃
O 80%
Br
O O
O
Cl2 -40℃
+ O Cl
Cl
O
Cl
吡咯卤化常得四卤化物，唯有2－氯吡咯可直接卤 化制得。
Br Br N H Br
Br2, 0℃
N H
(1H-氮杂 )
武汉大学医学有机化学2013
二、芳杂环
具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环 五元杂环
O
S
呋喃
N O S N
噻吩
N N H
吡咯
N H
N H
N
噁唑
噻唑
咪唑
吡唑
武汉大学医学有机化学2013
六元杂环
N N N
O
吡啶
苯并杂环
嘧啶
吡喃(无芳香性)
N
N 吲哚 H
杂环并杂环
喹啉
N
N
异喹啉
N N
武汉大学医学有机化学2013
说明：吡咯、呋喃、噻吩的亲电取代反应， 对试剂及反应条件必须有所选择和控制。 卤代反应 不需要催化剂，要在较低温度和 进行。 硝化反应 不能用混酸硝化，一般是用乙酰 基硝酸酯(CH3COONO2)作硝化试剂，在低 温下进行。 磺化反应 呋喃、吡咯不能用浓硫酸磺化， 要用特殊的磺化试剂——吡啶三氧化硫的络 合物，噻吩可直接用浓硫酸磺化。
或 N N
NH N
• sp2-N吸电子能力较sp2- C强, 故吡啶为缺电子体系.
武汉大学医学有机化学2013
武汉大学医学有机化学2013
三、五员杂环化合物的化学性质
(1) 卤化 呋喃、噻吩在温和条件下(如溶剂稀释及低温)反应 可得一卤代产物；
Br2, 0℃
O 80%
Br
O O
O
Cl2 -40℃
+ O Cl
Cl
O
Cl
吡咯卤化常得四卤化物，唯有2－氯吡咯可直接卤 化制得。
Br Br N H Br
Br2, 0℃
N H
(1H-氮杂 )
武汉大学医学有机化学2013
二、芳杂环
具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环 五元杂环
O
S
呋喃
N O S N
噻吩
N N H
吡咯
N H
N H
N
噁唑
噻唑
咪唑
吡唑
武汉大学医学有机化学2013
六元杂环
N N N
O
吡啶
苯并杂环
嘧啶
吡喃(无芳香性)
N
N 吲哚 H
杂环并杂环
喹啉
N
N
异喹啉
N N
武汉大学医学有机化学2013
说明：吡咯、呋喃、噻吩的亲电取代反应， 对试剂及反应条件必须有所选择和控制。 卤代反应 不需要催化剂，要在较低温度和 进行。 硝化反应 不能用混酸硝化，一般是用乙酰 基硝酸酯(CH3COONO2)作硝化试剂，在低 温下进行。 磺化反应 呋喃、吡咯不能用浓硫酸磺化， 要用特殊的磺化试剂——吡啶三氧化硫的络 合物，噻吩可直接用浓硫酸磺化。
有机化学-第十三章
3）由于杂原子的电负性为 O>N>S,它们的给电子能力为 S>N>O,所以环上电子云密度的大小顺序为：
它们的离域能分别为117KJ·mol-1，88KJ·mol-1， 67kJ·mol-1 也说明了这点。如呋喃就表现出某些共轭二 烯的性质，可以进行双烯加成反应，有介于芳香族及不饱 和脂肪族化合物之间的某些特征。
3.工业制备 呋喃由呋喃甲醛在催化剂存在下脱去羰基而得：
4.应用 近年发现不少天然存在的呋喃或氢化呋喃衍生物，具
呋喃、噻吩和吡咯具有芳香性还可以从分子偶极矩看出。 在非芳香性杂环中只有诱导效应，而在相应的芳香杂环中 除诱导效应外，还有共轭效应，并且两者的方向相反。
μ=5.77x10-30C·m μ=6.33x10-30C·m μ=5.27x10-30C
四氢呋喃
四氢噻吩
四氢吡咯
在呋喃、噻吩、吡咯杂环中，由于杂原子不同，显示的芳 香性也不完全一致。键长的平均化程度也不一样。实测的
键长数据如下：
由此可见：
1）五元杂环分子中的键长有一定的平均化，但不像苯那 样完全平均化，因此芳香性较苯环差，有某种程度的不饱 和化合物的性质和环的不稳定性；
2）杂原子有给电子性，环上电子云密度比苯环上的高， 因此比苯更容易发生亲电取代反应，取代主要发生在 α 位，其活性相当于苯环上连接 -OH、-SH、-NH2；
2)当环上含有两个或两个以上的杂原子时，应使杂原子所 在的位次数字最小；当环上有不同的杂原子时，按 O>S->N 的次序开始编号。
3)当环上连有不同的取代基时，习惯上根据顺序规则及最 低系列原则编号。
3.命名 取代基位号及名称加上母环的名称即为杂环化合物的
名称，例如：
课堂练习
杂环化合物
+ H2SO4 S
2）H2 ）
25℃
S
SO3H
S
4. 用途：合成药物 用途：
H2 MoS2
S
（四）吡咯
N H
含氮化合物的碱性取决于氮原子上未共用 电子对与H 结合能力。 电子对与 +结合能力。 1.物理性质：无色油状液体， 131℃,难溶于 1.物理性质：无色油状液体，b.p 131℃,难溶于 物理性质 易溶于醚或醇中。 水，易溶于醚或醇中。 鉴别：盐酸松片反应呈红色。 鉴别：盐酸松片反应呈红色。
N H
O
S
2. 吡啶
sp2杂化 共平面 大π键 π电子数为6，符合休克尔规则（4n+2）。 电子数为 ，符合休克尔规则（ ）。 具有芳香性（比苯小） 具有芳香性（比苯小） 电负性： 电负性：N>C，环上碳原子的电子云密度降 ， 亲电取代比苯困难，且主要为β 位 比苯困难 低，亲电取代比苯困难，且主要为β-位。 比较容易发生亲核取代，且主要在α 位 比较容易发生亲核取代，且主要在α-位。 容易发生亲核取代 碱性。 N上有未共用电子对，容易接受质子，具有碱性。 上有未共用电子对，容易接受质子，具有碱性
CHO
α-呋喃甲醛 呋喃甲醛
HO CH CH OH H CH C H CHO OH OH
戊糖
稀HCl
O
CHO + 3H2O
2. 物理性质 无色液体，b.p 161.7℃，在光、热空气 无色液体， ℃ 在光、 中，很快产生树脂状聚合物 黄→褐→黑 鉴别方法： 鉴别方法： 遇苯铵醋酸盐溶液呈深红色， 遇苯铵醋酸盐溶液呈深红色，也能鉴别戊糖
7
N N N N H
2 4 8 3 9
5
O
苯并吡喃(氧杂萘) 苯并吡喃(氧杂萘)
《有机化学》第13章 杂环化合物和生物碱
4-甲基嘧啶
4-甲基噻唑
⑶ 连有取代基的杂环化合物命名时，也可将杂环作为取代基，以侧链为母体来命名。
4-嘧啶磺酸
β-吲哚乙酸（3-吲哚乙酸）
2-苯并咪唑甲酸乙酯
⑷ 为区别杂环化合物的互变异构体，需标明杂环上与杂原子相连的氢原子所在的位 置，并在名称前面加上标位的阿拉伯数字和大写H的斜体字。
2023/6/13
⑴ 卤代反应
在室温条件下，吡咯、呋喃和噻吩能与氯或溴发生激烈反应，得到多卤代物。将反应 物用溶剂稀释并在低温下进行反应时，可以得到一氯代物或一溴代物。碘化反应需要 在催化剂存在下进行。例如：
2023/6/13
6
（2）硝化反应
在低温条件下，吡咯、呋喃和噻吩能与比较缓和的硝化剂硝酸乙酰酯（CH3COONO2） 发生硝化反应，主要生成α-硝基化合物。例如：
3. 颜色反应
生物碱能与一些试剂发生颜色反应，比如钒酸铵的浓硫酸溶液、浓硝酸、浓硫酸、 甲醛、氨水等，利用此性质可鉴别生物碱。比如莨菪碱遇1％钒酸铵的浓硫酸溶液显 红色，可待因遇甲醛-浓硫酸试剂显紫红色等。
二、重要的生物碱 1. 烟碱 又叫尼古丁，主要以苹果酸盐及柠檬酸盐的形式存在于烟草中。其结构式
2023/6/13
13
血红素是卟啉环与Fe2+形成的配合物；叶绿素是卟啉环与Mg2+形成的配合物，它们的 结构式如下：
血红素在体内与蛋白质结合形成血红蛋白，存在于红细胞中，是人和其他哺乳动物 体内运输氧气的物质。叶绿素是植物进行光合作用不可缺少的物质。
2023/6/13
14
二、呋喃衍生物
呋喃甲醛是最常见的呋喃衍生物，又称为糠醛，它是一种无色液体，沸点为161.7℃， 在空气中易氧化变黑，是一种良好的溶剂。 糠醛是合成药物的重要原料，通过硝化可制得一系列呋喃类抗菌药物，如治疗泌尿 系统感染的药物呋喃坦丁、治疗血吸虫病的药物呋喃丙胺等。
第十三章杂环化合物
第三节 重要的杂环化合物及其衍生物～糠醛 重要的杂环化合物及其衍生物～
一、呋喃衍生物
1.糠醛 1.糠醛 糠醛具有芳香醛的特征。性质与苯甲醛相似， 糠醛具有芳香醛的特征。性质与苯甲醛相似，可 以发生氧化、还原、歧化及环上取代等反应。 以发生氧化、还原、歧化及环上取代等反应。 2.呋喃唑酮 呋喃唑酮（ 2.呋喃唑酮（痢特灵 ） 3.呋喃妥因（ 3.呋喃妥因（呋喃坦丁 ） 呋喃妥因
三、重要的生物碱
1.烟碱 1.烟碱
又名尼古丁 剧毒，属吡啶衍生物类生物碱。 又名尼古丁，剧毒，属吡啶衍生物类生物碱。为 尼古丁， 无色或微黄色液体，在烟草中以柠檬酸盐或苹果酸盐 无色或微黄色液体， 的形式存在。烟碱也是有效的农业杀虫剂。 的形式存在。烟碱也是有效的农业杀虫剂。 2．麻黄碱
Pd
S
+ 2H2
0.2~0.4MPa
S 四氢噻吩 N H 四氢吡咯
N H
Ni + 2H2 200℃
第四节 六元杂环化合物
一、吡啶的结构
..
N原子为sp2杂化
. .
. .
. .
吡啶π电子数符合休克尔规则，具有芳香性。 吡啶π电子数符合休克尔规则，具有芳香性。吡 啶的芳香性比苯弱。 啶的芳香性比苯弱。
呋喃
噻吩
吡咯
二、呋喃、噻吩、吡咯的性质 呋喃、噻吩、
呋喃存在于松木焦油中，其蒸气遇到浸过盐酸的 呋喃存在于松木焦油中， 松木片时呈绿色 叫做松木片反应 绿色， 松木片反应。 松木片时呈绿色，叫做松木片反应。此现象可用来鉴 定呋喃。 定呋喃。 噻吩存在于煤焦油的粗苯及石油中，在浓硫酸存 噻吩存在于煤焦油的粗苯及石油中， 在下，与靛红一同加热显示蓝色 反应灵敏。 蓝色， 在下，与靛红一同加热显示蓝色，反应灵敏。可用来 检验噻吩。 检验噻吩。 吡咯存在于煤焦油和骨焦油中，其蒸气或其醇溶 吡咯存在于煤焦油和骨焦油中， 液能使浸过盐酸的松木片呈红色 红色， 液能使浸过盐酸的松木片呈红色，此反应可用来鉴定 吡咯。 吡咯。
第十三章 杂环化合物
2.呋喃、吡咯、噻吩的化学性质 (1)亲电取代反应
特点：活性比苯大, 吡硌>呋喃>噻吩>>苯。 亲电试剂主要进入α-位。 遇强酸或氧化剂时容易使环破坏。
a.卤化
呋喃、噻吩、吡咯的卤化反应活性与苯胺和苯酚相 似，在室温与氯或溴反应很激烈，得到多卤代物。为了 避免多取代，反应一般在低温和稀溶液中进行。
吡啶比苯容易还原，在常温常压下可催化加氢得六 氢吡啶（哌啶，Piperidine）。
吡啶
六氢吡啶
六氢吡啶为无色具有特殊臭味的液体，沸点106°C， 熔点−7°C，具有一般二级胺的碱性，碱性比吡啶强，易 溶于水，常用作溶剂及有机合成原料。
(2)卟吩环系化合物
卟吩环是由四个吡咯和四个次甲基(-CH）交替相联组 成的共轭体系。卟吩环呈平面结构，环的中央空穴可以共 价键、配位键和不同的金属结合。在叶绿素中与镁结合， 血红素中与铁结合，维生素中与钴结合。
卟吩环 血红素
三、六元杂环化合物 1.吡啶结构与芳香性
结构特征：a.平面结构 b.成环的六个原子都为sp2杂化，杂原子上的 孤对电子在sp2杂化轨道不参与共轭构成。 c.π电子数符合休克尔规则，具有芳香性。
150-200℃
e.取代呋喃、噻吩、吡咯的定位效应
邻、对位定位基 间位位基
练习：P343，17.10
(2)加成反应
呋喃、吡咯、噻吩催化加氢，得饱和的杂环化合物。
200-250℃
四氢吡咯(有机碱)
50℃
四氢呋喃(有机溶剂)
四氢噻吩
(3)双烯合成
呋喃、吡咯、噻吩具有共轭双烯的性质，与亲双烯 体可进行Diels-Alder反应。
(4)吡咯的酸碱性
吡咯的碱性极弱（pKb=13.6），这是因为氮原子中 的未成键电子对参与了环的共轭，不能再与酸结合。
第13章杂环化合物PPT课件
O
pyran 吡喃
N
pyridine 吡啶
N
N
pyrimidine 嘧啶
第5页/共21页
稠杂环
N
quinoline 喹啉
N
H
indole 吲哚
N
N
NN
H
purine 嘌呤
注：红色字体的杂环结构必须记住
第6页/共21页
杂环化合物的编号原则
1、环上只有一个杂原子时，杂原子的编号为1。
有时用希腊字母编号，靠近杂原子的碳原子为α 位，其次为β位，再次为γ位。
称的汉字译音加“口”字旁表示。 呋喃（furan）、吡啶（pyridine） 根据国际通用名称音译，使用方便，缺点是名
称和结构之间没有任何联系。
第4页/共21页
五元单杂环
O
furan 呋喃
N
H
pyrrole 吡咯
S
thiophene 噻吩
N
S
thiazole 噻唑
N
N H
imidazole 咪唑
六元单杂环
等电子的共轭体系。 （ ）×
4、下列不具有芳香性的是（ C）
A、吡啶 B、吡咯
C、环已烯
D、苯
5、①吡啶 ②苯 ③吡咯发生亲电取代反应的活性顺序为（ C）
A、①＞②＞③
B、②＞①＞③
C、③＞②＞①
D、①＞③＞②
第19页/共21页
6、下列化合物中属于杂环化合物的是（ C）
O
N
O
S
H
A、
B、
C、
、
O
C O
第2页/共21页
13.1 杂环化合物的分类和命名
1.分类
有机化学-第十三章
3.命名
取代基位号及名称加上母环的名称即为杂环化合物的 名称，例如：
课堂练习
1、命名下列杂环化合物： （1）
Br
(2)
CH3
N
O
NO2
2 – 硝基 – 4 –溴呋喃
3 – 甲基吡啶
杂环化合物的结构与芳香性
一、五元单杂环化合物的结构和芳香性
五元单杂环如呋喃、噻吩、吡咯，在结构上，都符 合 Huckel 的关于芳香性的规则，即环上原子共平面，彼 此以 σ 键相连接，四个碳原子各有一个电子在 p 轨道 上，杂原子有两个电子在 p 轨道上，这些 p 轨道都垂直 于σ 键所在的平面，相互重叠形成大 π 键——闭和的 共轭体系，π 电子数目为4n+2。结构如图所示：
亲电取代反应主要发生在 α 位上
二、定位规律
对五元杂环的亲电取代反应环上取代基有一定的定位 作用，以噻吩为例，说明如下： （1）当 α 位上有邻对位定位基(x)时，亲电试剂(E)主 要进入 5 位，3 位次之：
（2）当 α 位上有间定位基（Y）时，则 E 主要进入 4 位，少量进入 5 位：
近年发现不少天然存在的呋喃或氢化呋喃衍生物，具 有明显的生物活性或药用价值。例如，从重斑病感染的薯 类植物块根中分离的苦味成为含多种呋喃衍生物，如3-呋 喃甲酸，巴他酸（bacatic acid）,番薯酮等
二、α-呋喃甲醛
1.来源与制备 呋喃甲醛最初是从米糠中得来，故俗称糠醛，因为这 些农副产品中都含有戊聚糖，在稀酸作用下水解成戊醛糖 ，再进一步脱水环化，得到糠醛:
4）综上所述，它们的芳香性由强到弱的顺序为：
二、六元单杂环化合物的结构和芳香性
吡啶具有六元单杂环的典型结构和苯的结构很相似， 是苯中的一个碳原子被氮原子代替，氮原子以 sp2 杂化 轨道和两个相邻碳原子的 sp2 杂化轨道形成两个 σ 键 。环上每个原子均有一个 p 轨道垂直于环的平面，组成 闭合的6电子大 π 轨道，因此，吡啶环也有芳香性。吡 啶的结构如图所示：
有机化学：第13章 杂环化合物
N
2. 吡啶环不易被氧化
N KMnO4 γ -苯基吡啶
N 喹啉
强氧化剂
HOOC
N
γ -吡啶甲酸
COOH COOH N 2，3-吡啶二甲酸
3. 还原反应
H2 ,
N 25℃，0.3MPa
N
H
Ni H2 Δ
• 吡啶比呋喃、噻吩、吡咯难还原，由于偶极矩的存
在，比苯易还原。
4. 与卤代烷的反应
CH3I
N-甲基碘代吡啶
三员杂环体系
单杂环
四员杂环体系 五员杂环体系
六员杂环体系
稠杂环
碳环并杂环 杂环并杂环
N H SO S O
N SO
二、杂环化合物的命名
1.音译名—六员环
• 按英语的发音写出汉字，在汉字左边加偏旁 口，表示环状化合物。
O
pyran
吡喃
N
pyridine
吡啶
N N
pyrimidine
嘧啶
N N
pyrazine
• 在无特定音译名时，用与之相应的碳环化合物 为母体，将杂环看为碳环化合物中碳被杂原子 取代的产物。(一般少用)
O
氧杂环 戊二烯
N
氮杂苯
N
N
1,4-二 氮杂苯
N
S
1-硫-3氮杂茂
3.杂环上有取代基的命名
• 编号从杂原子开始，有多个杂原子时，编号的优 先顺序是O>S>N; 一些稠杂环有特殊的编号。
5 6
第十三章 杂环化合物
13.1 杂环化合物的意义 13.2 杂环化合物的分类与命名 13.3 五员杂环的结构与性质 13.4 六员环的结构与性质 13.5 杂环及其衍生物举例
第十三章 杂环化合物
碱性：脂肪胺＞吡啶＞芳香胺
NH2
>
>
N H
N
>
N H
Organic Chemistry
Reactions of Pyridine
Fuzhou University
CCl4 Br2 H+
O 2BF 4 N I CH 3
N I
CH 3
N Br
N OC R
RCOCl
N SO 3
N SO 3
N H
N NO 2 BF 4
+ NaNH2 N
Li
N
N
N NH2 + Li
Fuzhou University
Fuzhou University
Organic Chemistry
NaNH2 N Br NH3
Cl
NaOCH2CH3
N
C2H5OH
+ Br N NH2
O C H 2C H 3
+ Cl N
Organic Chemistry
N N O 2 H
Organic Chemistry
O -5 ~ -3 0 ℃
O +C H 3CO N O 2
O N O 2
Fuzhou University
A cetic +H N O 3 anhydride S
S N O 2
NO2
HNO3,H2SO4
S
O2N
NO2 S
Organic Chemistry
D ioxane, 0℃
O
Br
B r2 A cO H
S Br
S
I2, H gO
C6H6, 0℃
有机化学 第13章 杂环化合物
-5-30℃
O 2—硝基呋喃（35 ％)Fra bibliotekNO2
3.磺化
O
SO3—吡啶 CH2Cl—CH2Cl
O SO3H
2—呋喃磺酸 （41％)
4.傅瑞德尔—克拉夫茨酰基化
+ (CH3CO)2O
O
BF3 CH3COOH
O
C O
CH3
2—乙酰基呋喃 （75—92％)
（二）加成反应 1.催化加氢
2.1, 4-加成反应（狄尔斯—阿尔德反应：D-A反应）
H N N H3C O N
O
CH3 N
N CH3
咖啡碱
N
核酸分子中有腺嘌呤和鸟嘌呤。
习题1
(1)
习题2
O CHO (2) O CH2OH
（1）2—甲基呋喃； （2）5—甲基—2—呋喃甲酸； （3）2—噻吩磺酸； （4）N—甲基吡咯 （或1—甲基吡咯）； （5）3—硝基吡啶； （6）2，3—吡啶二甲酸； （7）2—甲基喹啉； （8）8—羟基喹啉。
（二）化学性质 1.弱碱性 与强酸可成盐。 2.亲电取代反应 发生在苯环上。
NO2
HNO3,H2SO4
N
0℃
+
N NO2 N
3.亲核取代反应
发生在吡啶环上。
NaNH2 液NH3
NH2
N
N
4.氧化反应
苯环先被氧化。
KMnO4 100℃
COOH COOH
N
2，3-吡啶二甲酸
N
△ _ CO 2
COOH N
（四）几种常见稠杂环。
第十三章 杂环化合物
OH N N OH N N OH H
尿酸
尿酸是嘌呤最重要的衍生物，人的血液内含少量尿酸， 是核蛋白的一种代谢产物。鸟类、爬虫类的生物，蛋白 质的代谢产和尿酸，而人和其他高级动物则是尿素，当 然尿内也含有少量尿酸。
OH N OH N i N N OH H O
尿酸
O N N ii N NH O
核酸的生命活动很重要，它决定生命的遗传及蛋白质的 合成作用的物质，核酸中存在的嘌呤环系是腺嘌呤和鸟 嘌呤。
S
+ I2
0℃ S I
S
+
CH3COOH Br2 室温
S
+ HBr Br
I I N H I I
+ 4I2 +4NaOH
N H
+ 4NaI + 4H2O
吡咯反应活性更高，常卤化得四卤化物，即使与 碘反应也不例外：
2. 加成反应 呋喃、噻吩、吡咯均可进行催化加氢反应，失 去芳香性而得饱和杂环化合物。呋喃、吡咯可用 一般催化剂，噻吩能催化剂中毒，需用特殊催化 剂：
+ CH3C
OH
+
O
O CH3C ONO2
50C ~ 300C O
+ CH COOH
3
NO2
+
S
O 00C CH3CONO2 S
100C N H
NO2 （主）
+
NO2 S
（次）
+
N H
CH3COONO2
NO2
（主）
+
N H
NO2
（次）
（2）磺化 呋喃、噻吩、吡咯也需避免直接用硫 + 酸磺化，常用温和的非质子磺化试剂（H 与杂原 子结合，就会破坏环的共轭体系），常用吡啶与 SO3加成物作为磺化剂进行反应：
第十三章 杂环化合物-精品文档
O
Epoxide (A cyclic ether)
OO
Lactone (A cyclic ester)
NO H Lactam (A cyclic amide)
Fuzhou University
O
THF (A cyclic ether)
N Pyridine (A cyclic amine)
Fuzhou University
螺杂环
碳环螺杂环 杂环螺杂环 HN
O NH O
NH
Fuzhou University
Fuzhou University
Organic Chemistry
桥杂环 杂环多面体
NH OH
H
H
CH 3 CO 2
丁公藤碱
O H
O
OH
O HOCH 2
H N
NH 2
N
OH OH H
河豚毒素
Organic Chemistry
D ioxane, 0℃
Organic Chemistry
稠杂环
苯并杂环
N
碳环并杂环
H
其它碳环并杂环
N
杂环并杂环 N
N N
H
N
CO2Et N
Fuzhou University
Organic Chemistry
巨杂环
卟吩环系
N NH HN
N
大环醚
O OO
OO O
N NH H HN
氮穴类化合物
NH H HN N
Organic Chemistry
环化合物
单杂环 稠杂环 巨杂环 螺杂环 桥杂环 杂环多面体
Fuzhou University
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第十三章 杂环化合物
一、填空题:
1.杂环化合物是由（ ）原子和（ ）原子共同组成的环状有机化合物。
它们的结构比较稳定，具有类似于（ ）的（ ）性。
2.杂环上电子云密度平均化程度越高，环的稳定性越（ ），芳香性越（ ）。
由于硫的电负性比氧小，因此噻吩的芳香性比呋喃（ ）。
3.具有弱酸性，但催化加氢后生成的（ ）因结构相当于（ ），所以具有较强的（ ）性。
4.喹啉被高锰酸钾氧化时（ ）破裂，生成（ ），进一步加热时生成（ ）。
二、选择题:
1.下列化合物具有酸性的是 ( )。
(A)(B)(C)
(D)N CH 3
N H NO 2H CH 3
2.下列化合物的碱性由强到弱的顺序是 ( )。
(1)(2)(3)
(4)
S
N
H
A.(1)>(2)>(3)>(4)
C.(3)>(2)>(1)>(4)
B.(4)>(2)>(3)>(1)
D.(4)>(1)>(2)>(3)
3.下列化合物的碱性由强到弱的顺序是 ( )。
(1)(2)(3)(4)
NH 2CH 2NH 2N N
H
A.(1)>(2)>(3)>(4)
B.(4)>(3)>(2)>(1)
C.(2)>(3)>(1)>(4)
D.(2)>(2)>(3)>(4)
4.呋喃磺化剂是( )。
A.浓硫酸
B.发烟硫酸
C.三氧化硫
D.吡啶三氧化硫
5.下列试剂中，可用鉴别吡啶和甲基吡啶的是( )。
A.KMnO4酸性溶液
B. NaOH溶液
C.盐酸溶液
D.亚硫酸钠溶液
6.下列试剂中，可用于除去吡啶中所含的少量六氢吡啶的是( )。
A.硫酸
B.盐酸
C.乙酸酐
D.碳酸氢钠
7.下列对吡咯化学性质的描述完全正确的是( )。
A.吡咯具有芳香性，同苯一样稳定
B.吡咯比苯活泼，容易发生氧化反应
C.吡咯具有碱性，其碱性比苯胺强
D.吡咯碱性较弱，遇强碱是表现出弱酸性
8.下列对吡啶化学性质的描述完全错误的是( )。
A.吡啶具有芳香性，容易发生亲电取代反应
B.吡啶具有碱性，可与强酸作用成盐
C.吡啶是钝化环，不易发生亲电取代反应
D.吡啶没有芳香性，不能发生亲电取代反应
三、用化学方法区别下列化合物:
噻吩、苯酚、苯胺
噻酚苯酚苯胺
白色白色
四、推测结构:
某化合物分子式为C6H6O2,可使盐酸浸过的松木片变绿，也可与羟胺作用生成肟，但不能发生银镜反应，与次碘酸钠作用时生成黄色沉淀和а-呋喃甲酸，试推测该化合物的构造式。
O C-CH
3 O
五、完成下列反应:
1.
O -CHO+ CH3CHO
OH-
NaBH
4
2.
.
+ CH
3
COONO
2
乙酸Fe+HCl
0℃
1.O
-CHCH
2
OH2
CHO
2
CH
2
OH
2.-NO
22。