杂环化合物
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+
N
N
N
能量最低， 贡献最大
+
N
-
N
-
N
+
-
电荷分离， 氮带负电荷
④ 吡啶环也有环流效应， 说明吡啶有芳香性：
N
17.2 五元杂环化合物
17.2.1 五元杂环化合物的化学性质 17.2.2 常见的五元杂环化合物
17.2.1 五元杂环化合物及其化学性质
• 稳定性
单杂环 六元一杂 六元杂环 杂环 六元二杂 苯环与杂环稠合 稠杂环 杂环与杂环稠合
（二）命名
杂环化合物的命名一般用的是译音法：根据 国际通用英文名称译音，在同音汉字加“口” 旁命名。 五元一杂：
O 呋喃 furan
N H 吡咯 pyrrole
S 噻吩 thiophene
五元二杂：
N N H 咪唑 imidazole N H 吡唑 pyrazole N S
Ä ¸ ¸ ¯
C5H5N SO3
O
C5H5N SO3
O
SO3H ¸ Á ° Ü Ð À Ä ¼ È ® £ ¡ SO3H
N H
¨ H2SO4 Â
N H
S
Ï Ë Ç ¿
S
SO3H
¨ª £ º Ñ Ö Ç Ï Ë ¿ Ì ¿ ¸ ° Á Ü ¸ Ä ¸ ¯ £ ¡ £ ©
说明：① 噻吩环芳性比呋喃环和吡咯环强，较稳定； ② 噻吩环上电子云密度比苯环大，更容易磺化。
2 CH 2 N 1 3 CH 2 2 H2 3C 2 N 1 O
N H
N 1
吡咯
2H-吡咯
3H-吡咯
3H-吲哚
4H-吡喃
若杂环尚未含有最大可能的非聚集双键，则 多出的氢原子为“外加氢”，命名时要表 明氢的位置和数目。
2，5-二氢吡咯
N H
O
N
四氢呋喃
3，4-二氢喹啉
含活泼氢：含活泼氢的杂环及其衍生物，可
OH OH OH -H O 2 O OH O -CO2 CHO O
（C H8 ） n （ C H4 O） n 5O 8 5
H2O
糠醛（α－呋喃甲醛）
¶ Ñ ì £ · O CHO
命名：最初由米糠与稀酸共热而得，故名糠醛。 性质：糠醛具有典型的无α－H的醛的性质：
ª ¸ ® ¯ £ ·
 ¨ NaOH
第十七章 杂环化合物
17.1 杂环化合物的分类、命名和结构 17.2 五元杂环化合物 17.3 六元杂环化合物
• 在有机物中通常将除碳和氢之外的其 他元素称为杂原子。
• 杂环化合物是指那些具有与苯环
相似的闭合共轭体系的杂环化合 物，它们具有不同程度的芳香性， 所以，也叫芳杂环。
杂环化合物种类很多，广泛存在于自然界中，与 动植物的生理作用及药物、染料等关系密切。
H3C N H N N N CH 3 SH N N NH 2
4-甲基咪唑
N-甲基-2-巯基咪唑
Fra Baidu bibliotek
4-氨基嘧啶
（2）含不同的杂原子：按O—S—NH—N的顺序编 号。如： N
5-苯基噻唑
C6H5
S
稠杂环：它的编号是固定的，它们大都与稠芳环 的编号类似。但嘌呤的编号另有具体规定。
5 6 7 8 1 4 3 2 6 7 8 N 1 5 4 3 2 N SO3H
O
CHO
O
COONa
+
O
« ¼ ² ¹
CH2OH
«È ¼ ® Á Ã
õ · È Ì £ ·
O
CHO
+ (CH3CO)2O
NaOAc
O
+ CH=CHCOOH
17.1 杂环化合物的分类、命名和结构
17.1.1分类和命名 17.1.2 结构和芳香性
17.1.1 分类和命名
根据有无芳香性，可将杂环化合物分为非芳香性杂环和芳 香性杂环。 非芳香性杂环化合物具有与相应脂肪族化合物相类似的 性质。例如：
O O 四氢呋喃 O 1,4-二氧六环 N H 六氢吡啶 N H 四氢吡咯 N 奎宁环
•颜色反应
¸ ß « ¾ ¼ ß © å « Ñ «Å ¼ ©
HCl- È Æ Á » à ¬ HCl- È Æ Á » à ¬ ã · ³ ì -H2SO4 ¬È ² ® £ ª º © «
É Æ ¿ « ì Æ · « ´ Æ ½ « ì Æ · « À Ð Ð Ö Ä ÷ ª é ¹ ì Î é Ë ã Ñ ª Ñ Ð ¸ «
吡咯和呋喃遇强酸时，杂原子能质子化，使芳香大 π 键破坏，从而呈现出共轭二烯的性质，能发生 水解、聚合等反应，表现出环的不稳定性。噻吩 比较稳定。
环的稳定性为：苯 > 噻吩 > 吡咯 > 呋喃。
核磁共振谱：其环外质子处于屏蔽区，共振移向 低场，其化学位移在7左右：
吡咯 α-H β-H N-H
偶极矩
吡咯：87.8 kJ· mol -1
比苯快，新引入基上α－位。
卤代 O
+
Br2
1,4-二氧六环 25 C，75%
。
O
+ Br
HBr
醋酸硝酰， 一种弱的硝化试剂
硝化
O
+ CH3COONO2 + CH3COONO2
O
NO2 NO2
不用强酸，否则呋 喃
或噻吩开环聚合！
S
S
ßà ¤ßßßß ò ßßßßßßßßß
ClH 2C N H
N
5-硝基-2-呋喃甲醛肟
O CH 3 1 6 5 N7 H3C N 8 2 O 3N 4 N 9 CH 3
4-氯甲基咪唑 2，6-二氨基-3-苯偶氮基吡啶
CH 2CHCOOH 3 NH 2 2 1N H
3-（3-吲哚）-2-氨基丙酸 1,3,7-三甲基嘌呤-2，6-二酮
17.1.2 结构和芳香性
0.140nm 0.140nm 0.140nm 正常值(单位：nm) C-N 0.147 C=N 0.128 C=C 0.133 C-C 0.154 0.139nm 0.134nm
N
吡啶分子的偶极矩数据(D＝7.4¬10-30C•m ) 也表明吡啶分子中电 子去不是完全平均分布的。
② 由于吡啶环中氮原子上的一对 孤对电子与苯环共平面（填入sp2轨 道中），不参与环状共轭体系，所 以这一对孤对电子很容易给出去从 而表现出碱性。 ③ 吡啶的结构可用共振论表示为：
利用磺化反应可分离苯和噻吩：
(
ß b.p81 C)
¨± ß ßßß
¨ Â H2SO4 Ï Ë Ç ¿ Ó Ï « · ô ¾ Ò ó
Þ Ë å « Ñ ª º
S ß ( b.p84 C) .
S
SO3H ¨ ßß á ßß
付氏酰基化：
N H
+(CH 3CO) 2O
150-200 C 60%
。 N H COCH 3
*2 取代反应主要发生在α-C上； *3 吡咯、呋喃对酸及氧化剂比较敏感，选择试 剂时需要注意； *4 噻吩、吡咯的芳香性较强，所以易取代而不易 加成；呋喃的芳香性较弱，虽然也能与大多数 亲电试剂发生亲电取代，但在强亲核试剂存在 下，能发生亲核加成。
离域能：噻吩：121.3 kJ· mol-1 呋喃：66.9 kJ· mol -1
能存在互变异构体，结构不同，名称也不 同，命名时需要标明两种可能的位号。
N N H N N N N N N H
7H-嘌呤
9H-嘌呤
H3C
N H
OH
N H3C N
NH
5-甲基吡唑
N N OH
3-甲基吡唑
O NH N H O
2，4-二羟基嘧 啶
嘧啶2，4-二酮
命名
O2N O CH=NOH H2N N NH 2 N=N-Ph
五元杂环
O
N O
具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环
呋喃 噁唑
S
N S
噻吩 噻唑
N
N H
吡咯
N
N H
咪唑
N H
N
吡唑
六元杂环
N
吡啶
N
嘧啶
O
吡喃(无芳香性)
苯并杂环
N N
N H
N N H
吲哚
N
喹啉
N
异喹啉
杂环并杂环
嘌呤
常见的杂环化合物如下：
√
√
√
√
√
√
（一）分类
一、分类和命名
五元一杂 五元杂环 五元二杂
下列实验事实均说明呋喃、噻吩、吡咯具有芳香性：
① 键长数据 呋喃、噻吩、吡咯都具有一定程度的键长平均化：
注：普通C＝C键长0.133nm；普通C－C键长0.154nm。
② 环流效应 它们的核磁共振吸收均出现在低场：
O
③ 离域能数据
O H
HO
OH2
OH
OH
OH
亲电取代反应
（1）概述 *1 亲电取代反应的活性顺序为：
N H
>
O
>
S
>
①电子密度 ②σ-络合物
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
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
H H
H+ H+
H N H
α-C质子化
N H
H
N H
H+
β-C质子化
H 质子化 H N-
N
（3） 由于α-C的质子化反应，吡咯在强酸作用 下会因聚合而被破坏； （4） 在稀的酸性水溶液中，呋喃的质子化在氧 上发生并导致水解开环。
H2S O4 - H2O
O
HOAc, △
90 % O O
H 2O
-H
+
萘
4 5 6 7 3 2 1 4 5 6 7
喹啉
3 2 N 1H Br
5-喹啉磺酸
COOH
N H
茚
吲哚
6-溴吲哚-3-甲酸
6 1N 2
7 5 N 8 N
NH 2 N N N H
N 4 N9 H 3
嘌呤
6-氨基嘌呤
标氢：
杂环母环的名称已表明该杂环含有最多数目的非聚 集双键。在此条件下，若还含有饱和氢原子时， 则会出现异构体，此时要用“标氢”指示氢位置 不同的异构体，以其位号加“H”（斜体大写）作 词首来表示。例如：
杂原子上的一对p电子与σ平面垂直，与未 参与杂化的p轨道平行，形成 π56的大π键， 这种大π键由于含有6个π电子，符合休克 尔4n+2规则的要求，所以它们具有一定 的芳香性（可发生环上的亲电取代反 应）； 由于环上的5 个原子共享6个π电子，电子 云密度比苯环大，发生亲电取代反应的 速度也比苯快得多。
β A α
呋喃 7.40 6.30
噻吩 7.19 7.04
6.62 6.15 7.25
O 2.33*10
-30
S C.m 1.70*10-30 C.m
N H 6.03*10-30 C.m
O 0.70D
S 0.51D
N H 1.81D
O 1.73D
S 1.90D
N H 1.58D
•质子化反应
分子接受一个质子的反应称为质子化反应. （1）呋喃、噻吩、吡咯在酸的作用下可质子化； （2） 质子化反应主要发生在C-2上；
purine
编号规则：
单杂环： 1、只有一个杂原子：以杂原子为编号起点，杂 原子的编号为1，也可以用希腊字母编号，靠近 杂原子的碳为α 位，其次为β 位等。如：
COOH O CHO N
α -呋喃甲醛 （2-呋喃甲醛）
β -吡啶甲酸 （3-吡啶甲酸）
2、含一个以上的杂原子： （1）含相同杂原子：从含H或取代基的杂原子开始 编号，并使另一个杂原子的编号尽可能的小。
通常，杂环化合物是指含有杂原子构成环的、有一定芳香 性的环状化合物。
•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。
O
O O
(环氧乙烷) (β-丙内酯)
H N
O NH
(氮杂环丙烷) (β-丙内酰胺)
O O
(顺丁烯二酸酐)
七元杂环
O
(氧杂 )
N H
(1H-氮杂 )
2 、芳杂环
S
N H
C H2
以上的数据或实验事实说明，芳香性：
S
与苯的性质接近
N H
O
具有部分共轭 二烯的性质
(2) 六元杂环的结构
吡啶中氮原子采取不等性sp2杂化：
p N sp 2 p 结果是： sp 2 N
① 由于吡啶环中有6中心6电子的大π键，符合休克尔 4n+2规则，所以吡啶环亦有芳香性。但由于键长未完全 平均化，其芳香性不及苯。
(1) 五元杂环的结构
呋喃、噻吩、吡咯分子中所有的原子共平面，具有与 苯环类似的结构。 吡咯(
N-H )：
3
N:2s2 2p
p 轨道 sp 2杂化
N
p轨道
H
s轨道
p 轨道
sp 2轨道
呋喃(
O )：
4
O:2s2 2p
p 轨道 sp 2杂化
O
p轨道
sp 2杂化轨道
s轨道
p 轨道
sp 2轨道
噻吩(
S )具有与呋喃相似的结构。
N
噻唑 thiazole
六元一杂：
N 吡啶 pyridine O 2H-吡喃 （无芳香性） 2H-pyran
六元二杂：
N N 嘧啶 pyrimidine
N杂环的顺口溜：
氮五吡咯六吡啶
间氮咪唑和嘧啶 吲哚喹啉左并苯 嘧咪相连是嘌呤
稠杂环：
N N 喹啉 quinoline N H 吲哚 indole N N N H 嘌呤
Paal-Knorr合成：
TsOH H3C O CH3
甲苯,
P2S5 H3C O O CH3 170 ℃ NH3
H3C
S
CH3
甲苯,
H3C
N H
CH3
17.2.2 常见的五元杂环化合物
(1) 呋喃和糠醛
呋喃的工业制法是将玉米芯、花生壳、高粱杆等用热 盐酸处理得到戊糖，戊糖失水环化得糠醛，再在400℃ 加热和催化剂（ZnO-Cr2O3-MnO2）作用下失去一分子CO 得到：
N
N
N
能量最低， 贡献最大
+
N
-
N
-
N
+
-
电荷分离， 氮带负电荷
④ 吡啶环也有环流效应， 说明吡啶有芳香性：
N
17.2 五元杂环化合物
17.2.1 五元杂环化合物的化学性质 17.2.2 常见的五元杂环化合物
17.2.1 五元杂环化合物及其化学性质
• 稳定性
单杂环 六元一杂 六元杂环 杂环 六元二杂 苯环与杂环稠合 稠杂环 杂环与杂环稠合
（二）命名
杂环化合物的命名一般用的是译音法：根据 国际通用英文名称译音，在同音汉字加“口” 旁命名。 五元一杂：
O 呋喃 furan
N H 吡咯 pyrrole
S 噻吩 thiophene
五元二杂：
N N H 咪唑 imidazole N H 吡唑 pyrazole N S
Ä ¸ ¸ ¯
C5H5N SO3
O
C5H5N SO3
O
SO3H ¸ Á ° Ü Ð À Ä ¼ È ® £ ¡ SO3H
N H
¨ H2SO4 Â
N H
S
Ï Ë Ç ¿
S
SO3H
¨ª £ º Ñ Ö Ç Ï Ë ¿ Ì ¿ ¸ ° Á Ü ¸ Ä ¸ ¯ £ ¡ £ ©
说明：① 噻吩环芳性比呋喃环和吡咯环强，较稳定； ② 噻吩环上电子云密度比苯环大，更容易磺化。
2 CH 2 N 1 3 CH 2 2 H2 3C 2 N 1 O
N H
N 1
吡咯
2H-吡咯
3H-吡咯
3H-吲哚
4H-吡喃
若杂环尚未含有最大可能的非聚集双键，则 多出的氢原子为“外加氢”，命名时要表 明氢的位置和数目。
2，5-二氢吡咯
N H
O
N
四氢呋喃
3，4-二氢喹啉
含活泼氢：含活泼氢的杂环及其衍生物，可
OH OH OH -H O 2 O OH O -CO2 CHO O
（C H8 ） n （ C H4 O） n 5O 8 5
H2O
糠醛（α－呋喃甲醛）
¶ Ñ ì £ · O CHO
命名：最初由米糠与稀酸共热而得，故名糠醛。 性质：糠醛具有典型的无α－H的醛的性质：
ª ¸ ® ¯ £ ·
 ¨ NaOH
第十七章 杂环化合物
17.1 杂环化合物的分类、命名和结构 17.2 五元杂环化合物 17.3 六元杂环化合物
• 在有机物中通常将除碳和氢之外的其 他元素称为杂原子。
• 杂环化合物是指那些具有与苯环
相似的闭合共轭体系的杂环化合 物，它们具有不同程度的芳香性， 所以，也叫芳杂环。
杂环化合物种类很多，广泛存在于自然界中，与 动植物的生理作用及药物、染料等关系密切。
H3C N H N N N CH 3 SH N N NH 2
4-甲基咪唑
N-甲基-2-巯基咪唑
Fra Baidu bibliotek
4-氨基嘧啶
（2）含不同的杂原子：按O—S—NH—N的顺序编 号。如： N
5-苯基噻唑
C6H5
S
稠杂环：它的编号是固定的，它们大都与稠芳环 的编号类似。但嘌呤的编号另有具体规定。
5 6 7 8 1 4 3 2 6 7 8 N 1 5 4 3 2 N SO3H
O
CHO
O
COONa
+
O
« ¼ ² ¹
CH2OH
«È ¼ ® Á Ã
õ · È Ì £ ·
O
CHO
+ (CH3CO)2O
NaOAc
O
+ CH=CHCOOH
17.1 杂环化合物的分类、命名和结构
17.1.1分类和命名 17.1.2 结构和芳香性
17.1.1 分类和命名
根据有无芳香性，可将杂环化合物分为非芳香性杂环和芳 香性杂环。 非芳香性杂环化合物具有与相应脂肪族化合物相类似的 性质。例如：
O O 四氢呋喃 O 1,4-二氧六环 N H 六氢吡啶 N H 四氢吡咯 N 奎宁环
•颜色反应
¸ ß « ¾ ¼ ß © å « Ñ «Å ¼ ©
HCl- È Æ Á » à ¬ HCl- È Æ Á » à ¬ ã · ³ ì -H2SO4 ¬È ² ® £ ª º © «
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吡咯和呋喃遇强酸时，杂原子能质子化，使芳香大 π 键破坏，从而呈现出共轭二烯的性质，能发生 水解、聚合等反应，表现出环的不稳定性。噻吩 比较稳定。
环的稳定性为：苯 > 噻吩 > 吡咯 > 呋喃。
核磁共振谱：其环外质子处于屏蔽区，共振移向 低场，其化学位移在7左右：
吡咯 α-H β-H N-H
偶极矩
吡咯：87.8 kJ· mol -1
比苯快，新引入基上α－位。
卤代 O
+
Br2
1,4-二氧六环 25 C，75%
。
O
+ Br
HBr
醋酸硝酰， 一种弱的硝化试剂
硝化
O
+ CH3COONO2 + CH3COONO2
O
NO2 NO2
不用强酸，否则呋 喃
或噻吩开环聚合！
S
S
ßà ¤ßßßß ò ßßßßßßßßß
ClH 2C N H
N
5-硝基-2-呋喃甲醛肟
O CH 3 1 6 5 N7 H3C N 8 2 O 3N 4 N 9 CH 3
4-氯甲基咪唑 2，6-二氨基-3-苯偶氮基吡啶
CH 2CHCOOH 3 NH 2 2 1N H
3-（3-吲哚）-2-氨基丙酸 1,3,7-三甲基嘌呤-2，6-二酮
17.1.2 结构和芳香性
0.140nm 0.140nm 0.140nm 正常值(单位：nm) C-N 0.147 C=N 0.128 C=C 0.133 C-C 0.154 0.139nm 0.134nm
N
吡啶分子的偶极矩数据(D＝7.4¬10-30C•m ) 也表明吡啶分子中电 子去不是完全平均分布的。
② 由于吡啶环中氮原子上的一对 孤对电子与苯环共平面（填入sp2轨 道中），不参与环状共轭体系，所 以这一对孤对电子很容易给出去从 而表现出碱性。 ③ 吡啶的结构可用共振论表示为：
利用磺化反应可分离苯和噻吩：
(
ß b.p81 C)
¨± ß ßßß
¨ Â H2SO4 Ï Ë Ç ¿ Ó Ï « · ô ¾ Ò ó
Þ Ë å « Ñ ª º
S ß ( b.p84 C) .
S
SO3H ¨ ßß á ßß
付氏酰基化：
N H
+(CH 3CO) 2O
150-200 C 60%
。 N H COCH 3
*2 取代反应主要发生在α-C上； *3 吡咯、呋喃对酸及氧化剂比较敏感，选择试 剂时需要注意； *4 噻吩、吡咯的芳香性较强，所以易取代而不易 加成；呋喃的芳香性较弱，虽然也能与大多数 亲电试剂发生亲电取代，但在强亲核试剂存在 下，能发生亲核加成。
离域能：噻吩：121.3 kJ· mol-1 呋喃：66.9 kJ· mol -1
能存在互变异构体，结构不同，名称也不 同，命名时需要标明两种可能的位号。
N N H N N N N N N H
7H-嘌呤
9H-嘌呤
H3C
N H
OH
N H3C N
NH
5-甲基吡唑
N N OH
3-甲基吡唑
O NH N H O
2，4-二羟基嘧 啶
嘧啶2，4-二酮
命名
O2N O CH=NOH H2N N NH 2 N=N-Ph
五元杂环
O
N O
具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环
呋喃 噁唑
S
N S
噻吩 噻唑
N
N H
吡咯
N
N H
咪唑
N H
N
吡唑
六元杂环
N
吡啶
N
嘧啶
O
吡喃(无芳香性)
苯并杂环
N N
N H
N N H
吲哚
N
喹啉
N
异喹啉
杂环并杂环
嘌呤
常见的杂环化合物如下：
√
√
√
√
√
√
（一）分类
一、分类和命名
五元一杂 五元杂环 五元二杂
下列实验事实均说明呋喃、噻吩、吡咯具有芳香性：
① 键长数据 呋喃、噻吩、吡咯都具有一定程度的键长平均化：
注：普通C＝C键长0.133nm；普通C－C键长0.154nm。
② 环流效应 它们的核磁共振吸收均出现在低场：
O
③ 离域能数据
O H
HO
OH2
OH
OH
OH
亲电取代反应
（1）概述 *1 亲电取代反应的活性顺序为：
N H
>
O
>
S
>
①电子密度 ②σ-络合物
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
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
H H
H+ H+
H N H
α-C质子化
N H
H
N H
H+
β-C质子化
H 质子化 H N-
N
（3） 由于α-C的质子化反应，吡咯在强酸作用 下会因聚合而被破坏； （4） 在稀的酸性水溶液中，呋喃的质子化在氧 上发生并导致水解开环。
H2S O4 - H2O
O
HOAc, △
90 % O O
H 2O
-H
+
萘
4 5 6 7 3 2 1 4 5 6 7
喹啉
3 2 N 1H Br
5-喹啉磺酸
COOH
N H
茚
吲哚
6-溴吲哚-3-甲酸
6 1N 2
7 5 N 8 N
NH 2 N N N H
N 4 N9 H 3
嘌呤
6-氨基嘌呤
标氢：
杂环母环的名称已表明该杂环含有最多数目的非聚 集双键。在此条件下，若还含有饱和氢原子时， 则会出现异构体，此时要用“标氢”指示氢位置 不同的异构体，以其位号加“H”（斜体大写）作 词首来表示。例如：
杂原子上的一对p电子与σ平面垂直，与未 参与杂化的p轨道平行，形成 π56的大π键， 这种大π键由于含有6个π电子，符合休克 尔4n+2规则的要求，所以它们具有一定 的芳香性（可发生环上的亲电取代反 应）； 由于环上的5 个原子共享6个π电子，电子 云密度比苯环大，发生亲电取代反应的 速度也比苯快得多。
β A α
呋喃 7.40 6.30
噻吩 7.19 7.04
6.62 6.15 7.25
O 2.33*10
-30
S C.m 1.70*10-30 C.m
N H 6.03*10-30 C.m
O 0.70D
S 0.51D
N H 1.81D
O 1.73D
S 1.90D
N H 1.58D
•质子化反应
分子接受一个质子的反应称为质子化反应. （1）呋喃、噻吩、吡咯在酸的作用下可质子化； （2） 质子化反应主要发生在C-2上；
purine
编号规则：
单杂环： 1、只有一个杂原子：以杂原子为编号起点，杂 原子的编号为1，也可以用希腊字母编号，靠近 杂原子的碳为α 位，其次为β 位等。如：
COOH O CHO N
α -呋喃甲醛 （2-呋喃甲醛）
β -吡啶甲酸 （3-吡啶甲酸）
2、含一个以上的杂原子： （1）含相同杂原子：从含H或取代基的杂原子开始 编号，并使另一个杂原子的编号尽可能的小。
通常，杂环化合物是指含有杂原子构成环的、有一定芳香 性的环状化合物。
•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。
O
O O
(环氧乙烷) (β-丙内酯)
H N
O NH
(氮杂环丙烷) (β-丙内酰胺)
O O
(顺丁烯二酸酐)
七元杂环
O
(氧杂 )
N H
(1H-氮杂 )
2 、芳杂环
S
N H
C H2
以上的数据或实验事实说明，芳香性：
S
与苯的性质接近
N H
O
具有部分共轭 二烯的性质
(2) 六元杂环的结构
吡啶中氮原子采取不等性sp2杂化：
p N sp 2 p 结果是： sp 2 N
① 由于吡啶环中有6中心6电子的大π键，符合休克尔 4n+2规则，所以吡啶环亦有芳香性。但由于键长未完全 平均化，其芳香性不及苯。
(1) 五元杂环的结构
呋喃、噻吩、吡咯分子中所有的原子共平面，具有与 苯环类似的结构。 吡咯(
N-H )：
3
N:2s2 2p
p 轨道 sp 2杂化
N
p轨道
H
s轨道
p 轨道
sp 2轨道
呋喃(
O )：
4
O:2s2 2p
p 轨道 sp 2杂化
O
p轨道
sp 2杂化轨道
s轨道
p 轨道
sp 2轨道
噻吩(
S )具有与呋喃相似的结构。
N
噻唑 thiazole
六元一杂：
N 吡啶 pyridine O 2H-吡喃 （无芳香性） 2H-pyran
六元二杂：
N N 嘧啶 pyrimidine
N杂环的顺口溜：
氮五吡咯六吡啶
间氮咪唑和嘧啶 吲哚喹啉左并苯 嘧咪相连是嘌呤
稠杂环：
N N 喹啉 quinoline N H 吲哚 indole N N N H 嘌呤
Paal-Knorr合成：
TsOH H3C O CH3
甲苯,
P2S5 H3C O O CH3 170 ℃ NH3
H3C
S
CH3
甲苯,
H3C
N H
CH3
17.2.2 常见的五元杂环化合物
(1) 呋喃和糠醛
呋喃的工业制法是将玉米芯、花生壳、高粱杆等用热 盐酸处理得到戊糖，戊糖失水环化得糠醛，再在400℃ 加热和催化剂（ZnO-Cr2O3-MnO2）作用下失去一分子CO 得到：