有机化学杂环的命名
有机化学---第17章 杂环化合物
、 内酯、环状酸酐等。
环为平面型共轭体系，环内π电子数符合4n+2规 则，具有一定芳香性的杂环化合物。
2
2、杂环化合物的分类
五元杂环, 如 单杂环 六元杂环, 如 杂环化合物 稠杂环 两个以上单杂环稠并
N N N H
O N
N H
S
苯环与单杂环稠并, 如 N H
N
N
3
3、杂环化合物的命名 （1）音译法 ——在同音汉字左边 + 口字旁
N ..
H2SO4,HgSO4 220℃
N
N
NO2
β-硝基吡啶
SO3H
β-吡啶磺酸
34
当吡啶环上连有供电子基团时，将有利于亲电取
代反应的发生；反之，就更难以进行亲电取代反应。
NO2
HNO3,H2SO4
H3 C N CH3
100℃
H3 C
N
CH3
吡啶环也象硝基苯一样，不能发生F―C烷基化和 酰基化反应。
吲哚具有芳香性，亲电取代反应发生在吡咯环上； 吲哚亲电取代反应的活性比苯高，但比吡咯低。 亲电取代反应的位置：
5 4 3 7
E+
1
苯 环
6
N H
2
吡咯环
26
进攻 C2 N H + E
+
进攻 C3
只有一个带有完 E N 2 H 整苯环的共振杂化体。 H 3 E 3 E H H + + N N H H
OH
6
S1
苯并呋喃
1
苯并吡咯 喹啉
N
9 7 8
苯并噻唑
N N
3
5 4
HO
N H
OH
高中化学奥赛有机化学教案16--杂环化合物
⾼中化学奥赛有机化学教案16--杂环化合物16--杂环化合物§1. 杂环化合物的分类和命名⼀、杂环⼤体可分为：单杂环和稠杂环两类：1. 分类：稠杂环是由苯环与单杂环或有两个以上单杂环稠并⽽成。
⼆、命名：杂环的命名常⽤⾳译法，是按外⽂名称的⾳译，并加⼝字旁，表⽰为环状化合物。
如杂环上有取代基时，取代基的位次从杂原⼦算起⽤1，2，3，4，5……（或可将杂原⼦旁的碳原⼦依次编为α ,β, γ, δ …）来编号。
如杂环上不⽌⼀个杂原⼦时，则从O,S,N 顺序依次编号，编号时杂原⼦的位次数字之和应最⼩：五元杂环中含有两个杂原⼦的体系叫唑（azole）§2. 呋喃，噻吩，吡咯含有⼀个杂原⼦的五元杂环单环体系:呋喃，噻吩，吡咯。
⼀、呋喃，噻吩，吡咯的电⼦结构和光谱性质电⼦结构：这三个杂环化合物中，碳原⼦和杂原⼦均以sp2杂化轨道互相连接成σ健，并且在⼀个平⾯上，每个碳原⼦及杂原⼦上均有⼀个p轨道互相平⾏，在碳原⼦的p轨道中有⼀个p电⼦，在杂原⼦的p轨道中有两个p电⼦，形成⼀个环形的封闭的π电⼦的共轭体系。
这与休克尔的4n+2规则相符，因此这些杂环或多或少的具有与苯类似的性质，故称之为芳⾹杂环化合物。
芳⾹性⼤⼩,试验结果表明:光谱性质：IR: νc-H = 3077~3003cm-1,νN-H = 3500~3200 cm-1(在⾮极性溶剂的稀溶液中，在3495 cm-1，有⼀尖峰。
在浓溶液中则于3400 cm-1,有⼀尖峰。
在浓和淡的中间浓度时，两种谱带都有),杂环C＝C伸缩振动:1600~1300 cm-1（有⼆⾄四个谱带）。
NMR：这些杂环化合物形成封闭的芳⾹封闭体系，与苯环类似，在核磁共振谱上，由于外磁场的作⽤⽽诱导出⼀个绕环转的环电流，此环电流可产⽣⼀个和外界磁场⽅向相反的感应磁场，在环外的质⼦，处在感应磁场回来的磁⼒线上，和外界磁场⽅向⼀致，在去屏蔽区域，故环上氢吸收峰移向低场。
杂环化合物的分类和命名
O2,NaOH Cu2O－HgO，55℃ －COOH
O2,320~350℃ V2O5－TiO2－SiO2
O H－C－C ＝ O H－C－C O
15
2
O
－CHO
O
－CH2OH
O
－COOH
O
－CHO
+(CH3CO)2O
O
－CH=CH－COOH
16
三、噻吩： 噻吩： 制法： １.制法： 制法 ⑴工业上： 工业上：
－CH3 KMnO ，OH4 △ N －COOH N
还原： 还原：
H2，Pt 或C2H5OH+Na N
N
28
二、喹啉和异喹啉： 喹啉和异喹啉：
存在： 存在：存在于煤焦油或骨焦油中 制备——斯克洛浦合成法： 斯克洛浦合成法： １.制备 制备 斯克洛浦合成法
－ － － CH2－CH－CH2 OH OH OH H2SO4 －3H2O CH2=CH－CHO － H O=C
+H2SO4+靛蓝 △
兰色
反应灵敏
20
四、吡咯
１、制备： 制备： 为催化剂， ⑴工业上用Al2O3为催化剂，呋喃和氨气相反应 工业上用
+NH3 Al2O3 450℃ + H 2O
O
N
⑵工业上还可用乙炔与NH3通过红热的管子 工业上还可用乙炔与 通过红热的管子
2CH －CH － +NH3 △ + H2
N
N
吡啶
喹啉
4
当环上有取代基时： ２.当环上有取代基时： 当环上有取代基时 ⑴以杂环为母体，编号时从杂原子开始，将杂原子编为１号， 以杂环为母体，编号时从杂原子开始，将杂原子编为１ 依次１ 依次１，２，３······，或与杂原子相邻的碳原子遍为 ，依 ，或与杂原子相邻的碳原子遍为α， 次为α， ， 次为 ，β，γ······
IUPAC有机物系统命名法.partB
LC
(phenoxathiin) (11) 2 氢-吡咯(2H-Pyrrole) 2 氢-吡咯基(2H-Pyrrolyl)
(12) 吡咯(Pyrrole)
吡咯基(Pyrrolyl)
(13) 咪唑(Imidazole) (14) 吡唑(Pyrazole) (14a) 异噻唑(Isothiazole) (14b) 异恶唑(Isoxazole)
LC
(36)
咔啉(Carboline)
(Carbolinyl)
(37) 菲啶(Phenanthridine) (38) (39) (40) (41) 吖啶(Acridine)
1.3 - 同一种杂原子在环中出现多次的情形，在表 B-I 的词头前加前缀 “二”("di-"), “三”("tri-")等指明。 例： 1,3,5-三嗪 (1,3,5-triazine)
1.4 - 如果两个或更多的表 B-I 中的词头出现在命名中，它们的使用顺 序依据在表 B-I 中的排列顺序。 例： 1,2-氧硫杂环戊烷 (1,2-Oxathiolane) 1,3-噻唑 (1,3-Thiazole)
1.51 - 单个杂原子的位置决定了单杂环化合物中编号起始位置。 例： 氮杂环辛(间)四稀 ( Azocine)
1.52 - 一个环中同一种杂原子出现多次，编号的选择要使杂原子具有最 低的位次。 例： 1,2,4-三嗪 (1,2,4-triazine)
1.53 - 当存在不同种类的杂原子时，位次 1 给予在表 B-I 中排在最前的 杂原子，选择编号方式使得杂原子具有最低位次。 例： 6 氢-1,2,5-噻二嗪 (6H-1,2,5-thiadiazine). 如果命名为 2,1,4Thiadiazine 或者 1,3,6-Thiadiazine 则是错误的。编号必须开始于硫 原子，因此 2,1,4-噻二嗪可以排除；然后氮原子编号尽可能低的位次， 因此 1,3,6-噻二嗪被排除。 2 氢,6 氢-1,5,2-二噻嗪(2H,6H-1,5,2-Dithiazine). 如果命名为 1,3,4-Dithiazine 或者 1,3,6-Dithiazine 或者 1,5,4-Dithiazine 则是 错误的。编号必须开始于硫原子，这个硫氮原子的选择要使其余各种种
杂环化合物的命名
杂环化合物的命名杂环化合物是一类含有杂原子（即除了C和H以外的原子）的环状有机化合物，其命名方法与普通的环状有机化合物有所不同。
本文将介绍杂环化合物的命名规则及其具体实例。
一、命名规则1. 确定主链首先，需要确定杂环化合物的主链，即含有最多原子的环。
如果有多个同样大小的环，则选择含有最多杂原子的环作为主链。
2. 编号在主链上，需要为每个碳原子编号。
如果主链上有多个相同的杂原子，则按字母顺序为其编号。
3. 指定杂原子位置对于含有杂原子的环，需要指定其位置。
杂原子的编号应该在其前面加上一个小写字母，表示其位置。
4. 确定取代基位置如果主链上有取代基，则需要为其编号，并指定其位置。
取代基的编号应该在其前面加上一个数字，表示取代基的位置。
5. 汇总将步骤1至4的所有信息汇总，即可得到杂环化合物的完整名称。
二、实例以下是几个杂环化合物的命名实例：1. 呋喃呋喃是一种含有一个氧原子的五元环化合物。
其主链上只有一个杂原子，因此不需要为其编号。
其化学式为C4H4O，名称为oxolane。
2. 噻吩噻吩是一种含有一个硫原子的五元环化合物。
其主链上只有一个杂原子，因此不需要为其编号。
其化学式为C4H4S，名称为thiolane。
3. 吡咯吡咯是一种含有一个氮原子的五元环化合物。
其主链上只有一个杂原子，因此不需要为其编号。
其化学式为C4H5N，名称为pyrrolidine。
4. 咪唑咪唑是一种含有两个氮原子的五元环化合物。
其主链上有两个杂原子，分别为1和3号。
其化学式为C3H3N2，名称为imidazole。
5. 噻唑噻唑是一种含有一个硫原子和一个氮原子的五元环化合物。
其主链上有两个杂原子，分别为1和3号。
其化学式为C3H3NS，名称为thiazole。
6. 咪唑并噻唑咪唑并噻唑是一种含有两个氮原子和一个硫原子的七元环化合物。
其主链上有两个杂原子，分别为1和3号。
其化学式为C5H4N2S，名称为imidazo[1,2-b]thiazole。
【有机化学】杂环化合物
呋喃、噻吩的酰化反应在-C上发生，而吡咯的酰化反 应（不用催化剂）既能在 -C上发生，又能在N上发生。
（6） 呋喃、噻吩、吡咯的傅氏烷基化反应
总体看，在合成上无实用价值。
+ CH2O + HCl S
ZnCl2 0℃
CH2O + HCl ZnCl2, 25oC
ClH2C S
CH2Cl S CH2Cl
2.环的稳定性顺序 （根据离域能的大小） 苯〉噻吩〉吡咯〉呋喃 150 122 90 68
遇氧化剂或酸不稳定
3 吡咯的反应
NBS
N H
HNO 3, ( CH3C O )2O N H
N , SO3 N H
DMF, PO Cl3 N H
Br N H
NO 2 N H
SO 3H N H
C HO N H
+C 6H5N2+C l-
5
1
N H
2α
吡咯(pyrrole)
4
5
3
6 7
2 N H1
苯并吡咯
吲哚 (indole)
四 六元杂环化合物的命名
六元杂环
γ 4
5
3β
6 N 2α 1
吡啶(pyridine)
4
5
3
6
N2
N
1
哒嗪(pyridazine)
γ 4
5
3β
6 O 2α 1
O
4
5
3
6O 2 1
4
5
3
6
2
OO
1
吡喃(pyran) γ-吡喃酮
HNO 2
RO
Zn - HOAc
RO
EtOOC
杂环的书写
杂环的书写一、引言杂环，也称为复杂环状化合物，是有机化学中的一类重要化合物。
它们由多个环状结构组成，具有复杂的分子结构和多样的化学性质。
杂环的书写是有机化学中的基础技能之一，正确书写杂环结构对于理解和研究有机化合物的性质至关重要。
二、杂环的命名规则1. 基本命名规则杂环的命名通常遵循以下规则： - 确定主环：杂环中最大的环被称为主环，其他环称为辅助环。
- 编号原子：对主环中的原子进行编号，以确保每个原子都有唯一的编号。
- 根据原子编号确定环的连接方式：根据原子编号确定辅助环与主环的连接方式。
- 确定辅助环的位置：如果辅助环有多个位置可以连接到主环，需要通过编号确定连接位置。
2. 命名示例以苯并噻吩为例，它是由苯环和噻吩环组成的杂环化合物。
按照命名规则，可以将苯并噻吩的结构命名为benzo[b]thiophene。
三、杂环的结构表示1. 杂环的线结构式表示杂环的线结构式是一种常见的表示方法。
在线结构式中，杂环的原子以及它们之间的化学键通过直线和角度表示。
例如，苯并噻吩的线结构式为：S/ \| |C C\ /C2. 杂环的简化结构式表示为了简化杂环的表示，可以使用简化结构式。
在简化结构式中，杂环的原子以及它们之间的化学键通过简化的表示方式表示。
例如，苯并噻吩的简化结构式为：S|||C3. 杂环的投影结构式表示杂环的投影结构式是一种更常用的表示方法，它将杂环投影到一个平面上。
在投影结构式中，杂环的原子以及它们之间的化学键通过投影到平面上的形状表示。
例如，苯并噻吩的投影结构式为：S|C|C|C四、杂环的化学性质杂环由于其特殊的分子结构，具有许多独特的化学性质。
以下是杂环的一些常见化学性质的介绍。
1. 稳定性杂环的稳定性取决于其分子结构以及其中的化学键的性质。
一些杂环由于其特殊的共轭结构，具有较高的稳定性。
例如，噻吩环由于其共轭双键的存在，具有较高的稳定性。
2. 反应性杂环的反应性与其中的原子和化学键的性质密切相关。
杂环化合物的命名
杂环化合物的命名杂环化合物是指含有杂原子（如氮、氧、硫等）的环状有机分子。
这类化合物常常具有重要的生物活性和药理活性，在药物研究和合成中具有广泛的应用。
因此，对于杂环化合物的命名是有必要的，这有助于人们更好地理解其结构和性质，进而为药物研究和合成提供方便。
一、杂环的命名杂环的命名是根据其所含的杂原子种类和数目来命名的。
一般来说，杂环的命名分为两个部分：前缀和后缀。
前缀表示杂原子的种类和数目，后缀表示环的碳数。
1. 氮杂环的命名氮杂环是指含有氮原子的环状有机分子。
常见的有五元环和六元环两种。
五元环的命名：①含有一个氮原子的五元环：前缀为“氮代”，后缀为“吡啶”。
例如：含有一个氮原子的五元环为吡啶。
②含有两个氮原子的五元环：前缀为“氮代”，后缀为“咪唑”。
例如：含有两个氮原子的五元环为咪唑。
六元环的命名：①含有一个氮原子的六元环：前缀为“氮代”，后缀为“吡咯”。
例如：含有一个氮原子的六元环为吡咯。
②含有两个氮原子的六元环：前缀为“氮代”，后缀为“咪唑”。
例如：含有两个氮原子的六元环为咪唑。
2. 氧杂环的命名氧杂环是指含有氧原子的环状有机分子。
常见的有五元环和六元环两种。
五元环的命名：前缀为“氧代”，后缀为“噻吩”。
例如：含有一个氧原子的五元环为噻吩。
六元环的命名：前缀为“氧代”，后缀为“苯并噻吩”。
例如：含有一个氧原子的六元环为苯并噻吩。
3. 硫杂环的命名硫杂环是指含有硫原子的环状有机分子。
常见的有五元环和六元环两种。
五元环的命名：前缀为“硫代”，后缀为“噻吩”。
例如：含有一个硫原子的五元环为噻吩。
六元环的命名：前缀为“硫代”，后缀为“苯并噻吩”。
例如：含有一个硫原子的六元环为苯并噻吩。
二、杂环化合物的命名杂环化合物的命名是根据其分子结构来命名的。
一般来说，杂环化合物的命名分为两个部分：前缀和后缀。
前缀表示杂原子的种类和数目，后缀表示分子中环的数目和碳数。
1. 含有一个杂环的化合物的命名前缀为杂环的命名，后缀为环的碳数。
有机化学杂环化合物
在非强酸性条件下，有些亲电试剂也可以在吡 啶环上进行。
亲核取代反应
喹啉和异喹啉也可以发生亲核取代反应。喹啉 在2位C， 4位C较少。异喹啉主要在1位C，几乎没有 3位C的产物。
氧化反应
衍生物
喹啉的衍生物是许多生物碱的母体结构
H
CH3O H
HO
N H
CH3O
N
N 奎 宁 (金 鸡 纳 霜 )
1
嘧啶pyrimidine mp 22oC
4
5 N3
6
2
N
1
吡嗪pyrazine
mp 57oC
4
5
N3
6 N2 N
1
1, 2, 3-三嗪
4
5N 3
6 N2 N
1
1, 2, 4-三嗪
4
5N
3
N
6
2
N
1
1, 3, 5-三嗪
都有弱碱性，但比吡啶碱性弱。
最重要的衍生物是嘧啶衍生物，在生理和药理上 有重要地位：
黄样离子
CH3 HO
CH3
O CH3
O 黄酮
VE
第三节 稠杂环
一、苯并五元杂环
N
O
S
N
茚
H 吲哚
苯并呋喃
苯并噻吩 异 吲 哚
mp52oC bp173~175oC bp221oC
N
N
N
N H
O
S
苯 并 咪 唑 苯 并 恶 唑 苯 并 噻 唑
N
N N
N N
H
H
吲 唑 苯 并 三 唑
吲哚有一定的酸性，可以与碱反应生成盐。
制备：甘蔗渣、花生壳、高粱杆、棉子壳等含 有戊多糖，将它们打碎放入反应釜，加入稀硫 酸，通入水蒸气加热，戊多糖水解为戊糖，戊 糖失水成糠醛。
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：杂环化合物
N
Br
N
NO2
N
浓 H2SO4 HgSO4 催化， 220 ℃ 混酸 300 ℃
3 硝基吡啶
N
SO3H
吡啶 3 磺酸
N
解释原因: • 由吡啶的共振式分析:
H N O 苯并呋喃(1) N N N S 噻吩并吡咯(2) N N N N O 呋喃并吡喃(3) N N O N H O
吡啶并嘧啶(4)
吡嗪并哒嗪(5)
吡唑并恶唑(6)
2.稠合边的表示方法：
稠杂环的稠合边即共用边： 按原单杂环的编号规则，基本环用英文字母a,b,c….表示各边 附加环用阿拉伯数字1,2,3….标注各原子 数字的先后应与基本环边的走向一致 当有选择时，应使稠合边位号尽可能较小 外加〔阿拉伯数字，英文字母〕，置于“并”后
N H
N
1H-吡咯
2H-吡咯
实例:
五元杂环
4 5
O 1
3β 2α
4 5
S 1
3β 2α
4 5 1N H
3β 2α
呋喃(furan)
噻吩(thiophene)
吡咯(pyrrole)
五元杂环苯并体系
4 5 6 7 O 1 3 2 5 6 7 S 1 4 3 2
4 5 6 7 N H1 3 2
苯并呋喃 (benzofuran)
有机化学：
第十五章
杂 环 化 合 物
主要内容
第一节 杂环化合物的分类和命名 第二节
第三节
六元杂环化合物
五元杂环化合物
第一节 杂环化合物的分类和命名
（一）分类
1、脂杂环 三元杂环 四元杂环 五元杂环
O
没有芳香特征的杂环化合物称为脂杂环。
有机化学17章-杂环化合物
H
N
H2SO4, HgSO4 230 ° 70% C,
吡啶不能起Friedel-Craft反应
N
Br2 300 ° C
三、 六元杂环化合物
(C) 亲核取代反应：与强的亲核试剂起亲核取代反应，主要生成 α-取代产物 。
+
NaNH2 N
H 2O NHNa N NH 2
N
+
C6H5Li N
+
LiH
N
C6H5
二、 五元杂环化合物
吲哚：由苯环和吡咯环稠合而成的，因此也叫做苯并吡咯
CH2COOH N H 吲哚
CH3 N H
N H 3-吲哚乙酸
Br2 CH3COOH
CH3 N H Br
二、 五元杂环化合物
(4) 咪唑和噻唑：较常见的含有两个杂原子的五元杂环化合物
N N H 咪唑 S
N
H C
N
C
H N
H
噻唑
1.分类和命名 分 类：以杂环的骨架为基础 按环的大小——最重要的是五元杂环和六元杂环；
按杂环中杂原子数目的多少——单杂原子的杂环和多
杂原子的杂环； 按环的形式——单杂环和稠杂环
N O furan 呋喃 S thiphene 噻吩 N H pyrrole 吡咯
N pyridine
N quinoline 喹啉
二、 五元杂环化合物
由于五元杂环化合物的高度活泼性及呋喃和吡咯对无机强酸的 敏感性，亲电取代反应需要比较温和的条件
Br2 0~5℃ O CH3C ONO2 -10℃ (CH3CO)2O N H C5H5N SO3 室温 O CH3C CI SnCI4 N H N H N H O SO3 O C CH3 乙醚 Br Br N H NO2 Br Br O Br2 O O 0~5℃ O Br
有机化学-第十七章 杂环化合物
氮杂-2,4,6-环庚三烯
二、命名 1、音译法命名：根据英文音义，用带口字旁的同音汉字
N H (pyrrole) 吡咯
O (furan) 呋喃
N
N (pyrimidine)
嘧啶
N
(quinoline) 喹啉
S (thiophene)
噻吩
N H (indole) 吲哚
N (pyridine)
吡啶
S
α-噻吩磺酸
呋喃和吡咯对及氧化剂都比较敏感，应使用特殊的试 剂乙酰硝酸酯进行硝化，使用吡啶三氧化硫进行磺化。
+
－
N SO3
SO3H
O
O
α-呋喃磺酸
O
CH3 C ONO2
N
(CH3CO)2O,－10℃
N
NO2
H
H
α-硝基吡咯
吡啶比苯难发生亲电取代反应，反应条件要求和硝基 苯差不多；在发生反应时取代基主要进入β-位。
1 α-呋喃甲醛
HO CH CH OH H2SO4
H CH C H Δ CHO
OH OH
+ 3H2O O CHO
糠醛是没有α-氢的醛，化学性质和苯甲醛相似。
浓 NaOH
+
O CHO
O CH2OH O COOH
2 卟啉化合物
卟啉化合物是一类广泛存在于自然界中的化合物，它
们的分子中都含有卟吩环。
2α314 NhomakorabeaNH
N
δ
β
N
HN
8
5
7
γ
6
卟吩环
CH CH2
吡咯的酸性极弱，介于醇和酚之间。
Δ + KOH（固）
常见杂环化合物汇总 命名
常见杂环化合物汇总命名杂环化合物是有机化学中一类不对称的结构，它们是由若干种元素组成，其中至少有一个元素为无机元素，一般是氧、氮、硫、磷、氯以及碳元素。
杂环化合物又称为非碳环化合物、杂配环化合物等。
它们通常由一种无机元素与一系列有机元素构成，既可构成简单的环状结构，也可以构成复杂的多环状结构。
早在古希腊和古罗马时期，人们就已经研究出了一些杂环化合物，比如氰化物，当时即被称为“恶气”。
此后，随着化学结构的发展，研究者们发现了更多的杂环化合物。
常见的杂环化合物有多种，主要有以下几种：一、氰化物：这类杂环化合物是由氰离子和有机离子构成的，常见的有氰化钠、氰化钾等，是最常用的杂环化合物，其应用非常广泛，是有机合成中必不可少的重要物质，也可用作药物中间体。
二、磷酸根：也称磷酸盐，它们是一类由磷元素与一系列有机离子构成的杂环化合物，常见的有磷酸钠、磷酸钾等，它们的应用也非常广泛，因为它们是植物体内重要的组成部分，它们也可以用作营养素，这些营养素可被人体吸收，为人体提供能量和养分，从而促进生长发育。
三、硝酸酯：也称一氧化碳酯，是由氮元素、氧元素和一系列有机离子构成的杂环化合物，常见的有二甲酯、三甲酯、氯酯等，它们也用于有机合成，通常作为有机反应的易水解前驱体来使用。
四、碳酸酯：它们是由碳元素和一系列有机离子构成的杂环化合物，常见的有碳酸氢钠、碳酸钠等，它们也有着各种不同的应用领域，比如作为基础试剂，也可以用于食品行业，作为食品添加剂来改善食品的品质和口感。
五、醛酮：也称醛酸，它们是由碳元素、氧元素和一系列有机离子所构成的杂环化合物，常见的有酒石酸、苹果酸等，它们主要用于食品行业，作为酸性剂来调节食品的口感。
以上就是常见杂环化合物汇总命名。
从上文可以看出，杂环化合物有着各种不同的结构，并有各种不同的应用领域，比如作为有机合成的易水解前驱体、作为基础试剂、作为食品添加剂来改善食品的品质和口感，可见杂环化合物是化学领域非常重要的研究方向，其应用已经遍布各个行业，今后会发挥更加重要的作用。
杂环化合物的分类和命名
１.按杂环旳大小分
五元杂环：
O －CHO
呋喃甲醛
六元杂环：
N
S
吡啶
S
噻吩
N N
哒嗪
1
2.按杂原子旳不同分 氧杂环： O
呋喃
硫杂环：
S 噻吩
氮杂环：
N 吡咯
O －COOH H3C－ O －CH3
呋喃甲酸
α，α‘－二甲基呋喃
N
吡啶
2
3.按分子内所含环旳数目分：
②吡啶同系物氧化时总是侧链先氧化而芳杂环不破 坏
－CH3 KMnO4，OH-
N
△
－COOH N
还原：
H2，Pt
或C2H5OH+Na N
N
28
二、喹啉和异喹啉：
存在：存在于煤焦油或骨焦油中
１.制备——斯克洛浦合成法：
－ －
－ － － － －
CH2－CH－CH2 OH OH OH
浓H2SO4 －3H2O
10
１.制备
⑴工业制法：将糠醛和H2O气，经过加热至400~415℃旳催化剂 （ZnO-Cr2O3-MnO2)脱羰基
+
O －CHO
H2O
400~415℃ 催化剂
O
+ CO2 + H2
⑵试验室制法：糠酸在Cu催化下，在喹啉介质中，加热脱酸
O －COOH
Cu，喹啉 △
+ CO2
O
返回11
2.呋喃旳化学性质： ⑴亲电取代
－－－ －－ －
HH HO－C C－OH
H－C－H C－H OH OH CHO
O －CHO
返回14
有机化学杂环的命名
有机化学杂环的命名１7．１杂环化合物的分类和命名１7．１．１分类１7．１．２命名1．⾳译法以⼝字傍为杂环标志。
2．系统命名法3．取代杂环的命名①杂环的编号从杂原⼦起依次1,2,3 ……（或：α,β,γ……）。
②如环上不⽌⼀个杂原⼦时，则从O 、S 、N 的顺序依次编号。
③有两个相同杂原⼦的，应从连有H 原⼦或取代基的开始编号。
④编号时注意杂原⼦或取代基的位次之和最⼩。
杂环单杂环五元环六元环苯环与单杂环的稠合杂环(苯并杂环)两个或两个以上单杂环的稠合杂环O S N H 稠杂环NNN N NH N O S N H 吡咯呋喃噻吩吡啶N pyrrole furam thiophene pyridine N SNH 2H 3C512432-氨基-4-甲基噻唑N HN 12345N N 12345CH 3吡唑1-甲基咪唑O SN HN茂(环戊⼆烯)氮茂氧茂硫茂NN苯氮苯1,3-⼆氮苯１7．２五元杂环化合物 —— 吡咯、呋喃、噻吩１7．２．１结构 1．经典结构2．分⼦结构据现代物理⽅法证明：①呋喃、吡咯、噻吩是⼀个平⾯结构。
②环上的C 原⼦和杂原⼦都是以SP 2杂化轨道成键的。
③五个没有杂化的P 轨道垂直于环平⾯，形成闭合共轭体系。
④属于富电⼦芳环。
⑤环形π电⼦分布于杂环平⾯的上、下两⽅。
⑥3．芳⾹性①符合休克尔规则，π电⼦数为6。
O S NH O呋喃O ：1S 2 2S 2 2P4噻吩sS: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 4N H吡咯N: 1S 2 2S 2 2P 3②芳⾹性⽐较（易取代、难加成、难氧化）：苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃③解释环的稳定性：苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃１7．２．2呋喃、噻吩、吡咯的制备帕尔-诺尔合成法：⽤1,4-⼆酮合成。
１7．２．3化学性质OSN0.1383nm0.1371nm0.1431nm0.1423nm0.1371nm0.1714nm0.1429nm0.1370nm0.1383nmOSNSN1.73D1.90D1.58D1.81D0.51D0.70D⾮芳⾹性的杂环化合物只有诱导效应。
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１7．１ 杂环化合物的分类和命名 １7．１．１分类１7．１．２命名1．音译法 以口字傍为杂环标志。
2．系统命名法3．取代杂环的命名① 杂环的编号从杂原子起依次1,2,3 ……（或：α,β,γ……）。
② 如环上不止一个杂原子时，则从O 、S 、N 的顺序依次编号。
③ 有两个相同杂原子的，应从连有H 原子或取代基的开始编号。
④ 编号时注意杂原子或取代基的位次之和最小。
杂环单杂环五元环六元环苯环与单杂环的稠合杂环(苯并杂环)两个或两个以上单杂环的稠合杂环O S N H 稠杂环NNN N NH N O S N H 吡咯呋喃噻吩吡啶N pyrrole furam thiophene pyridine N SNH 2H 3C512432-氨基-4-甲基噻唑N HN 12345N N 12345CH 3吡唑1-甲基咪唑O SN HN茂(环戊二烯)氮茂氧茂硫茂NN苯氮苯1,3-二氮苯１7．２ 五元杂环化合物 —— 吡咯、呋喃、噻吩１7．２．１结构 1．经典结构2．分子结构据现代物理方法证明：① 呋喃、吡咯、噻吩是一个平面结构。
② 环上的C 原子和杂原子都是以SP 2杂化轨道成键的。
③ 五个没有杂化的P 轨道垂直于环平面，形成闭合共轭体系。
④ 属于富电子芳环。
⑤ 环形π电子分布于杂环平面的上、下两方。
⑥3．芳香性① 符合休克尔规则，π电子数为6。
O S NH O呋喃O ：1S 2 2S 2 2P4噻吩sS: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 4N H吡咯N: 1S 2 2S 2 2P 3② 芳香性比较（易取代、难加成、难氧化）：苯＞噻吩＞ 吡咯＞呋喃③ 解释环的稳定性：苯 ＞ 噻吩 ＞ 吡咯 ＞ 呋喃 １7．２．2呋喃、噻吩、吡咯的制备帕尔-诺尔合成法：用1,4-二酮合成。
１7．２．3化学性质OSN0.1383nm0.1371nm0.1431nm0.1423nm0.1371nm0.1714nm0.1429nm0.1370nm0.1383nmOSNSN1.73D1.90D1.58D1.81D0.51D0.70D非芳香性的杂环化合物只有诱导效应。
芳香体系的杂环化合物有诱导效应和共轭效应。
O280℃Ni 催化脱羰基O650℃C H 3C H 2C H 2C H 3+SSCH 3CH=CHCH 3CH 3CH 2CH=CH2+SO 2SO+NH 3Al 2O 3NHO ORRO R SRN HRR1．亲电取代反应 ① 卤代② 硝化乙酰硝酸酯是较为温和的砂化剂，用时临时制备。
OOOOCl BrCl+呋喃与卤素反应激烈，卤素稍过量，常得到多卤化物。
Cl80%SClCl SCl ClCl Cl+78%36%14%加成产物13%O CH 3CO 2NO 2O O H NO 2H CH 3COO NO 2吡啶35%加成物S+322SNO 2SNO 270%5%N H83%11%HONO 2+N H NO 2N H NO 2N H从偶极矩来看，N 的供电性强，使吡咯上C 原子电子云密度增加的多。
极易取代 。
H80%S95% H 2SO 4SSO 3H 噻吩-2-磺酸③ 磺化噻吩在室温下可直接磺化，生成溶于水的α-噻吩磺酸。
这个反应常用来除去粗苯中的噻吩。
吡咯和呋喃对酸敏感，吡咯在酸性条件下易聚合；呋喃遇酸要开环，故需与吡啶三氧化硫为磺化剂。
④ 乙酰化⑤ 亲电取代反应小结 a ．亲电取代反应的活性吡咯 ＞ 呋喃 ＞ 噻吩 ＞＞ 苯溴化相对速度： 3*1018 6*1011 5*1011 1O22ON +SO 3-呋喃-2-磺酸吡啶盐3H41%N HN HN H+SO 3-H3H吡咯-2-磺酸吡啶盐90%O 0℃3OC OC H 3N H乙酐N HCOCH 3N HCOCH 3CH 3CO+60%S 34SCOCH 370%乙酐SS+B ．亲电基团一般进入杂原子的邻位静态时，α-位上的电子云密度较其它位大。
2．加成反应邻位的电子云密度丰富所以取代发生在α位。
OO3CH 2CH 2CH 2OHN HHO+Br OBr HBrH OOC H 3HH 3C OH CH 3OH-50℃N H-0.06-0.10+0.32O -0.02-0.03+0.10S -0.04-0.06+0.20呋喃加成反应的较容易。
3．特征反应 ① 呋喃的双烯特征② 吡咯的弱酸性和弱碱性弱酸性 吡咯N 原子上的H 原子都有微弱的酸性酸性比较： 苯酚 ＞ 吡咯 ＞ 乙醇Ka ： 1.3*10-10 10-15 10-18弱碱性苯胺 ＞ 吡咯K b 3.8*10-10 2.5*10-144．鉴别反应① 呋喃使盐酸浸过的松木片显绿色。
② 噻吩和吲哚醌在硫酸作用下发生兰色反应。
噻吩在浓硫酸的作用下与松木片能呈现兰色反应。
③ 浸盐酸的松木片遇吡咯蒸气显红色。
１7．２．4糠醛（α—呋喃甲醛） 1．制备O30℃+外型（主）内型N H- K +gXC 6H 5COCl CH 3I甲苯6H 5N-CH3N H吡咯红树脂化△2．化性 ① 催化加氢② 氧化顺丁烯二酸酐③ 歧化④ 安息香缩合⑤ 合成四氢呋喃作为溶剂(C 5H 8O 4)n 稀酸2水解戊糖OCHOCCH 稀酸△-3H 2OC H O+H 2CuO,Cr O 150℃OC H 2H 2OHOC H OOC OOH4中性或碱性氧化OCHO O O+320℃2O2253O O C H O+ 浓NaOH H 2OHOC OOH+OOCH OC OH OKCN 溶液ONi 催化脱羰基OHClNaCN3．糠醛遇苯胺醋酸盐溶液显深红色。
4．用途：①糠醛是良好的溶剂；②广泛用于油漆及树脂工业； ③合成苯酚糠醛塑料。
１7．２．５噻唑和咪唑1．噻唑：是稳定的环，在空气中不会自动氧化。
青霉素G 中四元环内酰胺很不稳定，对酸、碱都很敏感，特别容易被酸水解。
口服后在胃中水解，β内酰胺的四元环打开而失效，现口服青霉素就是将其中-CH 2C 6H 5换为2．咪唑① 碱性比噻唑强。
可与强酸生成稳定的盐。
② 有微弱的酸性。
H 2C CH 2CH 2CNCH 2已二醇还原Ns12345NNC NsNH 3 Cl CH 3C H 2CH 3CH 2CH 2OH嘧啶环噻唑环维生素B 1+-+Cl -N sHOOCCOCH-NH-CO-CH2C 6H 5氢化噻唑环青霉素GCH 3CH 3N N H12345HClN N HN H N H+-N H N HCl -+N S 12345 噻 唑 或1,3-硫氮茂③ 易发生亲电取代反应。
④ 互变异构现象１7．２．６吲哚 1．结构靛蓝为蓝色固体，熔点391℃，不溶于水，是我国古代使用得很广泛的一种蓝色染料。
医药上可用作清热解毒剂，治疗腮腺炎。
由于靛蓝不溶于水，因此染色时应先用保险粉(Na 2S 2O 4)将它还原为靛白，靛白能溶于碱溶液，对纤维有很强的亲和力，可以附着于织物上。
将浸过靛白溶液的织物，取出晾干，靛白在空气中很容易被氧化成靛蓝，并牢固地附着在织物纤维上。
靛蓝现已由苯胺为原料合成。
2．性质 与吡咯相似 ① 弱碱性② 也有松木片反应呈红色。
③ 在空气中颜色变深，渐渐变成树脂状。
④ 亲电取代反应（β位）β位的电子云密度较α位大，故进β位 吡咯亲电取代是进入α位。
-N N HNH NaNH2N N-Na +N N Na +-N N H12345NH N12345CH 3CH 34-甲基咪唑5-甲基咪唑N HH NON HCH 3N HON HCH 2COOHβ甲基吲哚β-吲哚乙酸靛蓝（反式）N H-0.065-0.041+0.28１7．３ 六元杂环化合物１7．３．１吡啶1．吡啶的来源和制取吡啶存在于煤焦油、页岩油、骨焦油中。
吡啶的衍生物广泛存在于自然界。
例维生素PP 、维生素B 6。
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。
工业上大量的合成：重要的实验室合成法：（汉茨施Hantzsch 合成法）N H3H 2O O70%H97%3KMnO 4O 2OH NH 3N NH 3NC H ≡C H +C H 2OH OC H 3+2322．结构吡啶的键合情况和苯相似。
它们的碳原子和氮原子都认为是sp 2杂化的，吡啶环中五个碳原子和一个氮原子各供一个p 电子，它们的p 轨道与环的平面垂直，互相重叠而成闭合共轭体系。
3．性质① 碱性及其成盐吡啶 ＞ 吡咯 三甲胺 ＞ 吡啶 ＞ 苯胺 PK b 4.2 8.8 9.4苯胺分子中的氮原子上的未共用的电子对和苯环产生p-π，使N 原子上的电子云密度减小，而吡啶分子中N 原子上的未共用的电子对，不参与环上的共轭体系，所以吡啶的碱性比苯胺强。
由于吡啶分子中氮原子的未共用的电子对处于sp 2杂化轨道上，而脂肪胺分子中氮原子的未共用的电子对处于sp 3杂化轨道上。
sp 2杂化轨道s 成份大于sp 3杂化轨道s 成份，离核近，电子更靠近核，不容易与质子结合，所以吡啶的碱性比脂肪胺弱。
② 亲电取代 ·比苯难··进入吡啶环的β位···H +介质对亲电取代不利NN1.17D2.22DC C H ROOC CH 3OHNH HH C O HH C H COOR CH 3HO 乙酸乙酯甲醛氨乙酸乙酯N HCOOR CH 3ROOC C H 324HNO 3NCOOR CH 3R OOC CH 3N +CH 3N +CH 3I 290~300℃N CH 3+I -+N +I -CH 3③亲核取代 ·比苯容易 ··进入α位④ 氧化 吡啶环对氧化剂稳定⑤ 还原 较苯容易吡啶和吡咯性质比较：N1.430.841.010.87—δ 1.010.84NNBr NNO 2NSO 3H 39% 3-溴吡啶3-硝基吡啶3-吡啶磺酸N+NaNH 2C 6H 5NMe 22回流N NHNaNNH 2N C H 3KMnO 4β-吡啶甲酸（烟酸）N C OOH-N N C OOH C OOHHNO 3△N H 2/Pt 乙酸N１7．３．２嘧啶 1．结构２．性质① 无色结晶，熔点22℃，易溶于水。
② 碱性比吡啶弱得多。
③ 亲电取代反应比吡啶困难。
④ 亲核取代反应比吡啶容易。
１7．４喹啉 1．结构２．制备——Skraup 合成法３．化性① 碱性比吡啶稍弱，可与酸成盐（pKa=9.1） ② 亲电取代NN 123456N NHONNHOOHNH 2NNHOOHCH 3尿嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶N1234567NBr +NNNO 23+浓H 2SO 4NH 2CHOH C H 2O HCH 2OH +N84~91%③ 亲核取代④ 还原⑤ 氧化１7．５嘌呤及其衍生物1． 尿酸2． 黄嘌呤 3． 咖啡碱、茶碱和可可碱N2NHKMnO 4NNH +HOOCN N HN N 1234567899-H 嘌呤7-H 嘌呤NHN N N 123456789NH N HHN N H尿酸N N H N NO OOOHHOOHN N HHN N H 黄嘌呤NN H N NOOOHHO4． 腺嘌呤、鸟嘌呤N NN N O OCH 3CH 3CH 3咖啡碱N N HN N OOCH 3CH 3茶碱N NHN N OOCH 3CH 3可可碱NHN N N腺嘌呤NH 2NN HHN NO H 2N鸟嘌呤。