14-1 芳香杂环化合物

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chap14-1 杂环(芳香族)化合物

A
聚合分解反应剧烈
（吡咯，呋喃，噻吩）
硝化：HNO3/H2SO4 磺化：H2SO4
用温和试剂代替
（1）五员杂环的硝化反应硝化试剂
AcONO2 AcO + NO2
• 吡咯和噻酚发生正常亲电取代反应
NO2 AcONO2 N H Ac2O,10 C
o
N H 51%
NO2
+ N H 13% NO2
N
N
N
N
N
环上每个位置的负电荷密度均增大
吡咯的性质与苯酚类似，具有酸性，但吡咯的酸性比苯酚小。吡咯与苯胺也有类似性质。
OH
OH-
O
N H
Na 或 K 或浓NaOH
N K+
pKa =10
pKa≈ 17.5
吡咯成盐后，使环上电荷密度增高，亲电取代反应更易进行。
3.1 五员芳杂化合物的亲电取代反应
第十六章
杂环（芳香族）化合物
构成环的原子除碳原子外还有O、S、N、 P 等杂原子的一类环状化合物称为杂环化合物。 O、N、S
杂原子
酸酐、环氧、内酯、内酰胺不属杂环化合物。
通常，杂环化合物是指含有杂原子构成环的、比较稳定、有一定芳香性的环状化合物。
O
N
S
核酸碱基：
O HO P O OH B O
取代位置
E
+
E
+
A
A
E
A
-取代主要产物反应相对活性
-取代
>
N H O
>
S
>
5 109 1
3
1018
6
1011
对取代位置的解释（分析反应中间体的相对稳定性）

芳香杂环化合物的定义

芳香杂环化合物的定义
芳香族化合物是一类具有芳环结构的化合物。

它们结构稳定，不易分解，可能会对环境造成严重的污染。

历史上曾将一类从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香族化合物。

芳香族化合物一般是指分子中至少含有一个离域键的环状化合物，但现代芳香族化合物存在不含有苯环的例子。

芳香族化合物均具有“芳香性”。

芳香族化合物分类
一切具有芳香性苯环或杂环的碳氢化合物的总称。

可分为两类
：①苯烃或单苯芳烃，具有一个苯环的化合物及其衍生物。

如苯、苯酚、卤代苯、甲苯等;
②多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbon，PAH)，具有苯环或杂环共有环边的多环碳氢化合物。

如萘、蒽、䓛、苝、苯并芘等。

如其中由两个或两个以上的苯环与杂环以共有环边形成的多环化合物，称为苯稠杂环化合物，如吲哚、喹啉、芴等。

炼焦、石油化工、染料、制药、农药、油漆等工业及化石燃料的燃烧排放物是环境中芳香烃主要的人为来源。

自然界有些植物、细菌等也能产生这类化合物，如丁香酚、冬青油等。

许多芳香烃都是环境中的有害物，尤其是多环芳烃的污染会引起致突变、致癌性，已引起全世界的重视。

第14章杂环化合物

+N N N H
SO3H
NN N H
SO3H
呋喃和噻吩不能偶联，说明吡咯环电子密度高。
（三）吡咯的重要衍生物(P.306)
与生命有着密切关系的两大色素：叶绿素和血红素，以及维生素B12都含有卟吩环。
NH N N HN
卟吩(porphine)
卟吩(porphine)是由4个吡咯环的α碳原子通过次甲基（-CH=）相连而成的复杂的共轭体系，成环的原子共平面，有26个π电子，符合4n+2的规则，有芳香性，其取代物则称为卟啉（porphyrin）。
O 1 CH3
2-甲基呋喃（α -甲基呋喃） (2-methylfuran)
N S CH3
5-甲基噻唑 5-methylthiazole
H3C N
N H
4-甲基咪唑 4-methylimidazole
3. 稠杂环的命名
对于稠杂环则有固定的编号顺序，通常是从一端开始，
依次编号，公用的碳原子一般不编号，并尽可能使杂原
1. 吡咯、呋喃和噻吩的结构结构特点：
杂原子上的孤对电子，参与闭合的共轭体系。 π电子数为6，具有一定的芳香性，芳香性比苯差。
芳香性：苯> 噻吩 > 吡咯 > 呋喃共振能： 150.6 121.3 87.8 66.9 （kJ·mol-1）
亲电取代活性比苯大，且α位比β位活泼。
1. 吡咯、呋喃和噻吩的结构
N
S 噻吩
N
N H 咪唑
HC
N3 C H
N1 H
C H
S和仲N原子上的孤对电子处于P轨道，参与共轭; 叔N原子的孤电子对处于SP2杂化轨道，未参与共轭。
水溶性比相应单杂环高。

芳香杂环化合物

抗菌活性
抗菌活性
部分芳香杂环化合物具有抗菌活性，如喹啉、异喹啉等。这些化合物主要通过抑制细菌生长、破坏细菌细胞壁或影响细菌基因表达等方式发挥抗菌作用。
抑制细菌生长
芳香杂环化合物能够抑制细菌生长，通过干扰细菌代谢和/或抑制细菌酶的活性来达到抗菌效果。
破坏细菌细胞壁
一些芳香杂环化合物能够破坏细菌细胞壁，导致细菌细胞内容物外泄，从而达到杀菌效果。
其他应用
高分子材料
芳香杂环化合物在合成高分子材料中也有应用，如聚酰亚胺、聚醚醚酮等，这些高分子材料具有优良的耐高温、绝缘、耐腐蚀等性能。
电子化学品
芳香杂环化合物在电子化学品如液晶材料、光电材料等的合成中也有应用，这些材料在显示技术、光电子器件等领域有广泛应用。
03
芳香杂环化合物的生物活性
抗癌活性
抗炎活性
抗炎活性
部分芳香杂环化合物具有抗炎活性，如吲哚、呋喃等。这些化合物主要通过抑制炎症介质产生、降低炎症反应等方式发挥抗炎作用。
抑制炎症介质产生
芳香杂环化合物能够抑制炎症介质的产生，通过干扰炎症信号传导和/或抑制炎症基因表达来减轻炎症反应。
降低炎症反应
一些芳香杂环化合物能够降低炎症反应，通过抑制炎症细胞的活化和 /或减少炎症细胞的募集来减轻炎症症状。
杀菌剂
含芳香杂环化合物的杀菌剂如三唑酮、戊唑醇等，通过抑制病原菌的生长或干扰其代谢来发挥杀菌作用。
染料合成
偶氮染料
芳香杂环化合物在偶氮染料的合成中扮演重要角色，如苯胺、苯酚等，这些染料广泛应用于纺织、皮革、纸张等行业的染色。
荧光染料
一些荧光染料也含有芳香杂环化合物结构，如荧光素、荧光黄等，这些染料在生物医学、化学和物理等领域有广泛应用。

14 杂环化合物习题答案

练习14-1：命名下列杂环化合物：（1）（2）（3）（4）（5）（6）答：略练习14-2：（1）为什么呋喃能与顺丁烯二酸酐进行双烯合成反应，而噻吩及吡咯不能？（2）为什么呋喃、噻吩及吡咯比苯容易进行亲电取代反应？（3）呋喃在溴的甲醇溶液中反应，没有得到溴化产物，而是得2,5-二甲氧基二氢呋喃，请写出相应的反应方程式并解释原因。

答：（1）因为呋喃的芳香性较弱，呋喃及其衍生物可以容易地进行 Diels-Alder 反应，吡咯只能和极活泼亲双烯体发生Diels-Alder 反应，而噻吩则难于发生Diels-Alder 反应。

（2）呋喃、噻吩、吡咯具有芳香的共轭体系，因此可以发生芳香的亲电取代反应，由于这些环上的杂原子有给电子的共轭效应，能使杂环活化，与苯比较，反应较易进行。

（3）反应过程首先是甲醇与溴反应，生成次溴酸甲酯，次溴酸甲酯很不稳定，形成后立即与具有共轭双烯性质的呋喃进行反应。

练习14-3： 2,5-二甲氧基二氢呋喃经催化氢化后再用酸性水溶液处理，得到什么化合物，请写出相应的反应方程式并标明反应类别。

答：琥珀醛练习14-4： 2-氨基吡啶能在比吡啶温和的条件下进行硝化或磺化，取代主要发生在5位，说明其原因。

答：氨基是强供电子基，使吡啶环上电子云密度提高，所以2-氨基吡啶能在比吡啶温和的条件下进行硝化或磺化。

5位是氨基的对位和吡啶氮原子的间位，亲电试剂进攻5位时，所产生正电荷能够离域到氨基氮原子上，活化能低。

进攻3位的电子效应与5位类似，但存在一定空间效应。

所以2-氨基吡啶进行硝化或磺化取代主要发生在5位。

练习14-5：如何理解γ-甲基吡啶的甲基的酸性比β-甲基吡啶的强这一事实？答：可以从共轭碱的稳定性去解释，γ-甲基吡啶共轭碱的负电荷可以离域到电负性大的氮原子上，而β-甲基吡啶的共轭碱则不能。

因此，γ-甲基吡啶甲基上的氢更容易电离，酸性OC H 2C O O H S C H 3OC H 2C O O HN HC H 2C H 2O H SNH 3C H O H 2C H 2CNN O 2O +Br 3C H 3OH O H B r H Br 3O HO C H 3H H 3C O OH C H 3HH 3C O催化加氢OH C H 3H H 3C OH +, H 2OC H 2H 2CC H OC H O更强。

第十四章芳香杂环化合物

环化合物。如果N4上的氢原子被其他基团取代时，将降低甚至丧失其抗菌作用。但如果N4 上的取代基在体内能被分解而恢复原来的游离氨基时，则仍具有原来的抑菌作用。
磺胺的抑菌作用是由于其结构与细菌生长所必须的对氨基
苯甲酸（PAPB）的结构极为相似，能产生竞争性拮抗，干扰细菌的酶系统对PAPB的利用。
临床上使用的药物：
N
N
发烟 H2SO4
250oC
N
NO2
亲电取代发生在 SO3H β位。
齐齐巴宾反应
亲核取代发生在α位。当α位上有易离去基团时，与较弱的亲核试剂就能发生亲核取代反应
（4）、吡啶类化合物侧链氧化反应氧化难、还原易（抗氧化性比苯强）
N KMnO4 HOOC
N
N HNO3
COOH NH3
N
全饱和时可不标明位置。例如：
N H
N H
O
1,2,3,4-四氢喹啉 2,5-二氢吡咯四氢呋喃
含活泼氢的杂环化合物及其衍生物,可能存在着互变异构体,命名时需按上述标氢的方式标明之。例如：
N
N
H
N
N
N
N H
NN
9H-嘌呤
7H-嘌呤
第二节、芳香五元杂环化合物
一、吡咯、呋喃和噻吩 1、结构与芳香性
sp2
O
H2N
N SO2NH
N
磺胺嘧啶（ SD）
F HN
5-氟尿嘧啶
O
N H
（ 5-FU）
抗肿瘤药
第四节稠杂环化合物
嘌呤及衍生物
嘌呤两个互变异构体的平衡体系
6
1N
5
7
N
2
98

大学化学(有机物医学)第十四章杂环化合物和维生素

pKb
8.8
9.3
13.6
+ HCl
N
+ Cl N H
（碱性）
+ KOH(s)
N
H
-
+ H2O
N K
+
（弱酸性）
为什么咪唑的碱性比吡咯强？
·
N·
N··
H
咪唑
pKb
6.8
N· ·
H
吡咯 13.6
请把组胺的3个氮原子按碱性强弱排序:
②
弱碱 N
咪唑
③
弱酸 N
①
CH2 CH2 NH2
H
①>②>③
接受质子
吡啶是六元环，与苯相似，都是六原子六电子体系，由于N的吸电子诱导效应和共轭效
应，是环上的电子云密度降低，亲核性变弱，这与硝基使苯环的反应性降低是类似的；
另一方面，由于反应在强的亲电性的介质入Br＋、＋NO2中进行，容易与吡啶形成吡啶盐，吡啶盐也是芳香性的，且具有一个正电荷，不易进行亲电反应。
¨N
5 6
4 3
7 8
N2
1
异喹啉
isoquinoline
N N
NN
蝶啶
pteridine
67
1N 5 N
2
9
N
4
N
H
8
3
嘌呤
purine
N
口丫啶
acridine
2. 命名
β CH3 S α Br
3-甲基-2-溴噻吩（β-甲基-α-溴噻吩）
COOH
β-吡啶甲酸
N
（烟酸、尼克酸）
CONH2 N
β-吡啶甲酰胺（烟酰胺、尼克酰胺）

第十四章杂环化合物(已修改)

7,没有固定名称的稠杂环命名(自学) ,没有固定名称的稠杂环命名(自学)
21
第二节五元杂环化合物
Pentheterocycles
22
一,呋喃,噻吩,吡咯呋喃,噻吩, ) (Furan, Thiophene and pyrrole)
(一) 结构
电子离域的结果使环上各C原子的电子云密度增大原子的电子云密度增大 ),这类杂环称 (6/5),这类杂环称"多π" ),这类杂环称" 芳杂环. 芳杂环.它们的亲电取代比苯容易. 比苯容易.
H N 1H-吡咯 N 2H-吡咯 O O
2H-吡喃
4H-吡喃
15
4,若杂环不含有最多数目的非聚集双键, ,若杂环不含有最多数目的非聚集双键, 这样的饱和H称为"外加氢" 命名时, 这样的饱和称为"外加氢".命名时, 称为需标明外加氢的位置和数目, 需标明外加氢的位置和数目,全饱和的可省略位置, 可省略位置,例:
5
本章着重讨论的杂环化合物, 本章着重讨论的杂环化合物,其环系较稳定并具有一定程度的芳香性, 具有一定程度的芳香性,把它们统称为芳(香)杂环其它不具有芳香性的杂环化合物, 化合物.其它不具有芳香性的杂环化合物,统称非芳香杂环化合物(或称杂脂环化合物) 芳香杂环化合物(或称杂脂环化合物).
芳香性:平面环, 个电子, ※ 芳香性:平面环,4n+2个电子,难氧化个电子而易取代. 而易取代.
4
O
O
O
N H
O
杂环化合物种类繁多,数量庞大, 杂环化合物种类繁多,数量庞大,在自然界分布极为广泛,大多数的生物碱为杂环化合物, 布极为广泛,大多数的生物碱为杂环化合物,植物中的叶绿素,动物中的血红蛋白等,中心结构物中的叶绿素,动物中的血红蛋白等, 都为杂环, 都为杂环,作为生命基础物质的核酸基本组成单碱基也为杂环碱. 位—碱基也为杂环碱.在现代药物中,杂环化合碱基也为杂环碱在现代药物中, 物占了相当大的比重, 物占了相当大的比重,现在已成为一门独立的学杂环有机化学. 科—杂环有机化学. 杂环有机化学

第十四章芳香杂环化合物

键长：
0.144 nm 0.1354 0.1371 0.1352 0.1455 nm 0.1371 0.1429 nm
O
0.1718
S
0.1383
N H
饱和化合物
C C O: 0.143 nm C: 0.154 nm C N: 0.147 nm C S: 0.182 nm
C=C: 0.134 nm
NH3 Cl
+
Cl+
N CH3 N
嘧啶环
C N H2 s
C CH3 CH2CH2OH
噻唑环
N
维素 1 生 B
5
s
2
1
噻唑为无色有吡啶气味的液体，b.p. 117oC, 与水混溶. 环上的氮原子有碱性, 化学性质稳定，不易发生亲电取代反应。
N CO 青霉素G中四元环内酰胺很不 HOOC 稳定，对酸、碱都很敏感，特 CH3 CH-NH-CO-CHC6H5 别容易被酸水解。口服后在胃 2 CH3 s 中水解，β内酰胺的四元环打氢化噻唑环开而失效，现口服青霉素就是青素霉 G 将其中-CH2C6H5换为
吡啶又称氮杂苯。最初由干馏动物的骨骼得到，其衍生物广泛存于自然界，例维生素PP、维生素B6。辅酶Ⅰ及辅酶Ⅱ 也含有吡啶环。工业上从煤焦油提取吡啶和甲基吡啶。一些生物碱中常含有吡啶或氢化吡啶环。
CO2CH3
N N CH3 N N CH3
NCH3
OCOC6H5
烟碱
新烟碱
古柯碱(可卡因)
吡啶的重要衍生物有维生素、异烟肼（抗结核药物）等。
第十四章芳香杂环化合物和维生素
Ａromatic ｈeterocycles and vitamin

杂环化合物

第14章杂环化合物杂环化合物是由碳原子和非碳原子共同组成环状骨架结构的一类化合物。

这些非碳原子统称为杂原子，常见的杂原子为氮、氧、硫等。

前面已经学过的内酯、内酰胺、环醚等化合物都是杂环化合物，但是这些化合物的性质与同类的开链化合物类似，因此都并入相应的章节中讨论。

本章将主要讨论的是环系比较稳定、具有一定程度芳香性的杂环化合物，即芳杂环化合物。

杂环化合物的种类繁多，数量庞大，在自然界分布极为广泛，许多天然杂环化合物在动、植物体内起着重要的生理作用。

例如：植物中的叶绿素、动物血液中的血红素、中草药中的有效成分生物碱及部分苷类、部分抗生素和维生素、组成蛋白质的某些氨基酸和核苷酸的碱基等都含有杂环的结构。

在现有的药物中，含杂环结构的约占半数。

因此，杂环化合物在有机化合物（尤其是有机药物）中占有重要地位。

第一节分类和命名、杂环化合物的分类芳杂环化合物可以按照环的大小分为五元杂环和六元杂环两大类；也可按杂原子的数目分为含一个、两个和多个杂原子的杂环，还可以按环的多少分为单杂环和稠杂环等。

见表14-1。

表14-1有特定名称的杂环的分类、名称和标位杂环母环含一个杂原子的五元杂环Furan Thiophene含两个杂原子的五元杂环吡唑PyrazolePyrroleImidazole噁唑Oxazole异噁唑Isoxazole噻唑Thiazole类别吡咯呋喃噻吩五元稠杂环含一个杂原子的六元杂环含两个杂原子的六元杂环六元稠杂环吲哚Indole喹啉Quinoline苯并呋喃BenzofuranY吡啶Pyridine哒嗪Pyridazine4 3苯并咪唑Benzimdazole2H-吡喃2H-PyranPyrimidine异喹啉Isoquinoline6N 吖啶10Acridine二、杂环化合物的命名（一）有特定名称的稠杂环H咔唑Carbazole4H-吡喃4 H-Pyran喋啶Pteridine吩嗪Phenazine吡嗪Pyrazine8N9 H嘌呤PurineH吩噻嗪Phenothiazine杂环化合物的命名比较复杂。

第14章杂环化合物

43
5 12
S

NH2
5 43 61 2
N
CH3

Br
Br
' 43
5 12
Br ' N
Br
H
2-氨基噻吩 3-甲基吡啶 (氨基噻吩) (甲基吡啶)
2,3,4,5-四溴吡咯 (,,,-四溴吡咯)
2.环上有两个或两个以上相同的杂原子时，应使杂原子位次之和最小，并将连有氢原子或取代基的杂原子编号定为1。如环上有不同杂原子时，按O、S、-NH-和-N=的顺序编号。
sp2杂化轨道上，伸向环平面外侧，未参与
共轭，可结合质子，因此吡啶具有弱碱性。
H
H
H
N
H
H
吡啶的分子轨道示意图
d+
d-
d-
d+ N
d+
d-
电子云的交替极化
吡啶环上电子云密度的分布不平均，氮原子上的电子云密度较大，碳原子的电子云密度较低，尤其是氮原子邻位、对位的电子云密度降低得比间位多，所以吡啶的亲电取代反应比苯难，并且主要发生在间位（即位）上。像吡啶这类环碳上的电子云密度比苯低的芳杂环亦称为“缺” 芳杂环。吡啶是一个极性分子；氮原子的诱导效应和共轭效应的方向一致。
3.尿酸(urate)：2，6，8-三氧嘌呤称为尿酸
O HN ON
H
NH NO H
OH
N
N
HO N
N OH H
2，6，8-三氧嘌呤（酮型） 2,6,8-trioxypurine
2，6，8-三羟基嘌呤（烯醇型） 2,6,8-trihydroxypurine
第二节维生素
维生素是维持人体正常代谢机能不可缺少的微量有机化合物. 脂溶性维生素: 维生素A、D、K、E 水溶性维生素: B族维生素，维生素C，维生素P等

第十四章--芳香杂环化合物

Professor: Zhang Yan-Bing, E-mail: zhangyb@
噻唑及其衍生物
噻唑是无色有臭味的液体,沸点117℃,易与水互溶,有弱碱性.它的一些衍生物在医药上极为它的一些衍生物在医药上极为重要,如维生素B 及青霉素都含有噻唑环. 重要,如维生素 1及青霉素都含有噻唑环.
有机化学
郑州大学化学系
Professor: Zhang Yan-Bing, E-mail: zhangyb@
第十四章芳香杂环化合物
环状有机化合物中,组成环的原子除碳原子以外还有其它元素的原子的化合物叫做杂环化合物杂环化合物其它元素的原子叫做杂原子杂原子,常见的杂原子为为杂原子 O,S,N等. , , 内酯,交酯,环状酸酐,内酰胺内酯,交酯,环状酸酐,内酰胺等容易开环形成开链化合物,性质也与开链化合物相似,通常这些化合物不列入不列入杂环化合物的范围. 不列入杂环化合物指的是环系比较稳定,在结构上与芳杂环化合物指的是环系比较稳定, 香环相似,具有闭合的共轭体系, 香环相似,具有闭合的共轭体系,同时具有不同程度芳香性的环状化合物. 程度芳香性的环状化合物.这类环状化合物常称为芳杂环.
S N CH3 CH3 COOH Cl N H3C N N NH2
维生素B1
RCONH O
CH3 CH2CH2OH
青霉素(基本结构)
Professor: Zhang Yan-Bing, E-mail: zhangyb@
咪唑及其衍生物
咪唑是无色固体,熔点88～89℃,易溶于水和乙醇,不溶于石油醚,具有碱性. 咪唑环可发生互变异构现象咪唑环可发生互变异构现象,4-甲基咪唑和5-甲基咪唑就是两个互变异构体.如果咪唑氮上的氢被其它原子或基团取代时,就不能发生这种互变异构现象.

芳香杂环化合物名词解释

芳香杂环化合物名词解释芳香杂环化合物，也称有机饱和杂环化合物，是指具有特殊香味和芳香的有机化合物的总称。

这类物质通常是六原子的平面环状，并且其中必须有一个或多个双键（也称双烯烃）。

可以说，只要满足上述条件，只要具有特殊的香味和芳香，它就是芳香杂环化合物。

芳香杂环化合物是众多有机化合物中最重要的部分，它不仅以芳香味而闻名，还有很多其他有用的特性，比如能够抵抗环境污染物、具有辐射吸收功能、可以用作催化剂和药物等。

因此，芳香杂环化合物在日常生活中占据着重要的地位。

芳香杂环化合物有很多种，可以分为芳香烃类、芳吡喃烃类、芳苯并烃类等几大类，其中各自属于不同的类别，这些类别的不同是由其不同的结构引起的。

芳香烃类的特征是环内一个氢原子被另外五个原子替代，形成独特的二元环，而芳吡喃烃类则以三角形三元环为特征，芳苯并烃类则以四边形四元环为特征。

芳香杂环化合物有着丰富的应用前景。

它们不仅在食物和化妆品中被广泛应用，而且还可以用作染料、农药和润滑剂。

此外，芳香杂环化合物还可以用来制备材料，例如发泡剂、塑料化合物和聚合物。

在化学领域，芳香杂环化合物还有重要的研究价值。

由于具有非常稳定的结构，芳香杂环化合物成为化学家们研究有机反应机理的重要课题。

从科学上讲，芳香环是有机反应机理的关键部分，这是由于其特定的结构所决定的。

芳香杂环化合物具有多种应用，从表面现象上看，它们都具有独特的香味和芳香，这种香味来自于它们的结构，比如双烯烃等。

芳香杂环化合物的重要性之所在，就是其多样的特性，可以用于食品、医药和化学工业中。

总之，芳香杂环化合物对现代社会具有重要的意义，它们是现代社会发展的不可或缺的部分。

第十四章芳香杂环化合物

(6) 吡啶的氧化和还原反应。吡啶环对氧化剂较苯更为稳定。当环上连有烷基侧链时,侧链可被氧化成羧酸,保留吡啶环。
吡啶较苯易被还原, 用金属钠和乙醇或催化加氢, 均可使吡啶还原成六氢吡啶。
六氢吡啶又称哌啶(pKb=2.8), 是仲胺化合物, 碱性较吡啶强106倍。
二、吡啶衍生物
吡啶的衍生物在医药上有着重要的作用。维生素PP ：包括β-吡啶甲酸(烟酸)和β-吡啶甲酰胺(烟酰胺),烟酸是白色
2-呋喃甲醛(糠醛) 3-吡啶甲酸(烟酸)
2-furaldehyde (furfural) 3-pyridine carboxylic acid (nicotinic acid)
7）含有“饱和原子”的杂环化合物的命名
在杂环化合物中，当杂环上含有一个“饱和”原子时，往往存在互变异构体，为了区别异构体，在命名时要将“饱和”原子上的氢原子的位置
血红素是卟吩以共价键及配位键与亚铁原子所形成的配合物, 同时在吡咯环的β-位置还有不同的取代基。血红素与蛋白质结合称为血红蛋白, 存在于人和动物的红血细胞中, 是运输氧气的物质。
卟吩
血红素
二、咪唑的结构与功能
1、咪唑吡咯3-位的CH被氮原子取代的化合物称为咪唑。
咪唑3-位的氮也是以sp2杂化轨道形成 σ -键；但与1-位氮不同，不是以一对p电子，而是以一个p电子参与环状共轭大π-键; 因此，大π键中仍是六个π电子，符合Hückel规则，具有一定的芳香性。
用阿拉伯数字表示出来，并同大写斜体“H”一起写在词首，作为环系
名称的一部分；在编号尚有选择时，要给“饱和”原子以最低编号。
4H-吡喃 4H-pyrane
2H-吡喃 2H-pyrane
7H-嘌呤 7H-purine

芳香杂环化合物

+ CH3I N + N CH3 碘化N-甲基吡啶 . Cl + N COPh 氯化N-苯甲酰基吡啶 . I-
+ PhCOCl N
15
3. 亲电取代反应氮原子的电负性较大，所以π电子云向氮原子发生共轭偏移,表现在性质上：亲电取代困难，与硝基苯相当,主要在β位亲核取代容易，主要在α位和γ位
0.87 γ 1.01 0.84 N 1.43
+ N O
34
吡啶环可优先被还原。
H2,Pt,H2O N 或H2,RaneyNi H2,Pt,HOAc N 或Sn-HCl,或 Na,EtOH N H N H 十氢喹啉 1,2,3,4-四氢喹啉
（三）喹啉及其衍生物的合成（重点）
喹啉及其衍生物的合成方法有多种，广为人知的方法是 Skraup合成法。该法由捷克化学家Zdenko Hans Skraup的名字命名。
N
喹啉 quinoline
第一节六元杂环化合物
一、吡啶：苯环的一个CH换成氮原子 • 具有特殊臭味的无色液体。 • 其衍生物是许多天然药物、染料、维生素和生物碱的基本组成部分。 • 从煤焦油和骨焦油中可分离得到吡啶及其衍生物
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（一）、命名：
母体的命名是外文名称的音译，并加口字旁，表示为环状化合物，命名时杂环上各原子的编号自杂原子开始，作为1。也可以将杂原子旁的碳原子依次编α、β来命名。
+ N PhLi N + Ph LiH

Chichibabin反应
N + NaNH2 NH3 N + H2 H2O + NHNa N NH2
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（4）α-位或γ-位存在好的离去基团(如-Cl, -Br, -NO2等)时，可与较弱的亲核试剂（NH3,OH,MeO- 等)反应。

有机化合物的芳香性若干方面的思考

有机化合物的芳香性若干方面的思考现实生活中，人们总留恋于美好的事物，自然对那些有芳香气味的物质更贪恋一些。

人们所熟悉的苯和其同系物、衍生物，还有芳香杂环化合物及其它一些环状化合物等等都属于芳香化合物的范畴。

那么，难道它们真的都散发着迷人的芬芳吗？早在十九世纪，人们就研究了具有香味的物质，像冬青油、茴香油、香草等的主要成分都是苯系化合物[1]，故将这一类化合物命名为芳香化合物。

后来，随着研究的不断深入，人们发现，许多与苯性质相似的化合物不但没有芳香气味，有些甚至还有恶臭的气味（如：吡啶）。

但是，由于它们在性质上的相似性，即高度不饱和却具有特殊的稳定性[2]，人们将这种性质称为芳香性，将具有这种性质的化合物统称为芳香化合物。

芳香化合物在结构上必须满足休克尔规则[3]。

休克尔规则：（1）环状闭合共轭体系；（2）所有成环原子处于同一平面；（3）电子数符合4n+2（n≥0）规则。

符合休克尔规则的芳香化合物按照结构类型的不同分为两大类：苯系芳烃和非苯芳烃。

苯系芳烃中除只含一个苯环的苯及其同系物、衍生物外，还包括像萘、蒽、菲等稠环芳烃。

与苯相似，由于它们的成环碳原子都在同一平面上，且电子数分别为10和14，符合休克尔规则，是芳香化合物。

虽然萘、蒽、菲是稠环芳烃，但构成环的碳原子都处于最外层环上，可看成是单环共轭多烯，故可用休克尔规则判断芳香性。

非苯芳烃主要分为四部分：1）小环环烯离子a. 环状闭合共轭体系，4n个电子，且分子多为非平面环结构：根据休克尔规则，不具有芳香性。

如：环丁二烯、环辛四烯。

凡具有4n个电子的一类环烃，不但都没有芳香性，而且它们的能量一般还比相应的直链多烯烃高，即它们的稳定性很差。

通常称为反芳香性化合物。

若要使它们具有芳香性，须得失2个电子，成为离子形式。

；b. 环状非闭合共轭体系：根据休克尔规则，无论是否符合4n+2规则，均不具有芳香性。

如：环丙烯、环戊二烯。

若要使它们具有芳香性，须得或失1个电子，成为离子形式。

14-1 芳香杂环化合物

chap14-1 杂环(芳香族)化合物

芳香杂环化合物的定义

第14章杂环化合物

芳香杂环化合物

14 杂环化合物习题答案

第十四章芳香杂环化合物

大学化学(有机物医学)第十四章杂环化合物和维生素

第十四章 杂环化合物(已修改)

第十四章芳香杂环化合物

杂环化合物

第14章杂环化合物

第十四章--芳香杂环化合物

芳香杂环化合物名词解释

第十四章芳香杂环化合物

芳香杂环化合物

有机化合物的芳香性若干方面的思考

第十四章杂环化合物(已修改)