第十二章 杂环化合物

N
N
N H 2+ B r 2
C H 3 C O OH 20℃
Br
N
3
NH2
浓H 2 SO H3C
4
, KNO
N O2 H3C
N
CH3
100℃
N
CH3
(3)亲核取代反应
液氨
NH2
+
N
NaNH2
100℃
N
NH2
+
N
+
N
(1) 乙醚 C 6 H 5 Li （2）O
0℃
2
N
C 6H 5
NH3
Zn Cl 2
C H 3 C O OH
磺化反应
+
N S O3
N H 100℃
+
N S O3
100℃
N H
S O 3H
O
O
S O 3H
浓 H2S O4 S S S O 3H
傅—克反应
+
N H
( C H 3 C O) 2 O N H
B F3 O
C OCH3
+
O
( C H 3 C O) 2 O
C OCH3
+
S
(C H 3C O)2 O
N O
O
N
N
N
N
N
N
N
N
O
O
O
O
O
O
OH N
CH3 N H
NH2
HO
N
N
来自百度文库
3-甲基吡咯
N S
4-氨基吡啶
N
4,6-羟基嘧啶
C 6H 5
N CH3
SH
2-苯基噻唑
1-甲基-2-巯基咪唑
C ON H 2
S
S O 3H
O
CHO
N
2-噻吩磺酸
2-呋喃甲醛
C H2
3-吡啶甲酰胺
CH2
N H
N
N
1-H吡咯 (二)稠杂环的命名
S O 3H
N
Br Br 2 浓 H S O 2 4
N
Ag2S O4
+
N
Br
N
NaNH2
N
N
NH2
C H 3 C H 2 ON a
N
Cl
C H 3 C H 2 OH
N
OC H2C H3
K Mn O 4
H2O
C O OH C O OH
N
N
Sn
H Cl
N
N H
N O2 浓 HNO 3 N 浓 H2S O4 N
S
N
C 6H 5
H3C
S
6-苯基咪唑并 [2,1-b]噻唑
2-甲基-5-氯咪唑 并[4,5-d]噻唑
N H
Cl
三、五元杂环化合物
（一）吡咯、呋喃、噻吩
N H
O
S
1. 结构与芳香性 2. 物理性质 吡咯存在于煤焦油和骨焦油中，为无色液体， 有弱的苯胺气味，其蒸气遇盐酸浸润过的松木片 显红色。
呋喃存在于松木焦油中，为无色液体，有氯仿 的气味，它遇盐酸浸润过的松木片显绿色。 噻吩与苯共存于煤焦油中,为无色而有特殊气味的 液体,在浓硫酸的存在下,噻吩与靛红作用显蓝色。 3. 化学性质
第十二章
杂环化合物
由碳原子和其他原子共同组成的环状化合物称为 杂环化合物。 杂环化合物中的非碳原子称为杂原子，最常见的 杂原子有N,O,S等。
一、杂环化合物的分类
五元杂环
六元杂环 稠杂环
单杂环
杂环化合物 多杂环
螺杂环 桥杂环
二、杂环化合物的命名 （一）单杂环的命名
N
O
N N H
S
N S
N H
N H
2-H吡咯
3-H吡咯
1. 有特定名称的稠杂环
N
N H
N N N H
N
N
Br N
N
OH
N N N H NH2
H3C
N H
H 2N
8-羟基喹啉
6-甲基吲哚 2,8-二氨基-6-溴嘌呤
2. 无特定名称的稠杂环
N
O
S
N
N
苯并呋喃
苯并[d]噻唑
S
吡咯并[2,3-b]吡啶
N
S
O
N H
N
N
噻吩并[2,3-b]呋喃 噻吩并[3,2-b]吡咯 吡啶并[2,3-d]嘧啶 N N N
N
Br
Cl
220℃
N
NH2
NH2 Br NH3 160℃ H 2O Br
N
N
C H 3ONa C H 3OH
N
Cl
N
O Me
CH3
CH
C H C 6H 5
+
N
Z n Cl 2 C 6H 5C H O
N
（4）氧化还原反应
CH3 K Mn O 4 H 2O C O OH
N
N
K Mn O 4
N
C 6H 5
（1）酸碱性
+
N H
K OH N+ K
+
H 2O
（2）亲电取代反应
乙醚
卤代反应
Br Br N H Br Br
+
N H
Br2
0℃
+
H Br
二氧六环
+
O
Br2
0℃ O
Br
+
H Br
+
S
Br2
C H3COO H 0℃ S Br
+
H Br
硝化反应
O C H3C O O C CH3
+
HN O3
( C H 3 C O) 2 O -10℃
(2)互变异构现象
CH3 N H N N NH CH3
H3C N H
N
H3C N
H N
(3)亲电取代反应
H N O 3 (发烟) N H N N H
N N H H N O 3 (发烟) O 2N N H
O 2N N
N
四、六元杂环化合物
(一) 吡啶
1. 结构和芳香性
2. 物理性质 吡啶存在于煤焦油和骨焦油中，是具有特臭的无 色液体，吡啶能以任何比例与水互溶，同时又能溶 解大多数极性和非极性有机化合物，甚至可溶解某 些无机盐类，是有广泛应用价值的溶剂。 3. 化学性质 (1)碱性 吡啶能与无机酸或路易斯酸成盐
H 3P O 4 S C OCH3
（3）还原反应
H2 N H
H2 O Pd O
Pd N H
H2 S
Pd S
(二）吡唑、咪唑和噻唑
N
N S
N H
N
N H
1. 结构与芳香性 2. 物理性质：吡唑为无色针状结晶，咪唑为无色固 体，噻唑为无色的液体。他们的碱性及水溶性比吡 咯明显增大，沸点也明显升高。 3. 化学性质 (1)碱性： 吡唑、咪唑的碱性比吡咯要大。
+
N
H Cl
+
Cl
N H
+
N
B F3
+
B F3
N
+
N
S O3
+
N S O3
+
N
C H 3I
I
+
N
CH3
(2)亲电取代反应 比苯难进行亲电取代反应,主要取代 -位 H。
Br2 Br
N
浓HNO
300℃
N
3
浓H
2 SO 4
N O2
N
浓H
300℃,24h
N
4
2 SO 4
HgSO
S O 3H
N
220℃
3. 咖啡碱、茶碱、可可豆碱
O H3C O N N CH3 N N CH3
O H3C O N N CH3 N H N
O HN O N CH3 N N
CH3
+
N O2
N
K N H2
液氨 N NH2
N
（三)嘌呤
N N N H N
1. 物理性质：嘌呤为无色结晶，熔点217 ℃，易溶 于水，难溶于有机溶剂。
2. 尿酸（2，4，6-三羟基嘌呤）
OH N HO N N H N OH
3. 腺嘌呤和鸟嘌呤
NH2 N N N H N
O HN H 2N N N H N
N S O3
S O 3H
NO2
（二）喹啉和异喹啉
N
N
1. 物理性质: 喹啉为无色油状液体，有特殊气体， 沸点238 ℃。异喹啉为无色油状液体，沸点243℃， 熔点26.5℃。它们微溶于水，易溶于有机溶剂。
2. 化学性质:
N O2 浓 H NO3
N
浓 H2S O4
+
N
N O2
N
浓 H 2S O4
N
C H 3C O ON O2 + C H C O OH 3
+
N H
C H 3C O ON O2
N H
N O2 + C H 3C O OH
+
O
C H 3C O ON O2
-10℃
O
N O2+
C H 3C O OH
+
S
C H 3 C O ON O 2
(C H 3 C O) 2 O -10℃ S
N O2
+
C O OH
N
H2
Ni
N
N H
五、稠杂环化合物
（一）吲哚
N H
1. 物理性质：吲哚为白色晶体，熔点52℃，沸点 235℃。加热至沸点时，有分解现象。吲哚可溶于 热水、乙醇及乙醚，有极臭的气味，吲哚能使浸有 盐酸的松木片显红色。
2. 化学性质
+
N H
+
Br2
0℃ N H
Br
+
N H
吡啶 N H C 6H 5 C O O N O 2 N H 0℃ N H