11 杂环化合物解析
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4 5 H3C O 1 3 2
NO2
α CH3
2 N1 H CH3
N
2,5-二甲基呋喃 (α, α’-二甲基呋喃)
2-甲基吡咯 (α-甲基吡咯)
3-硝基吡啶 (β -硝基吡啶)
2、环上有相同杂原子时，连氢或取代基的杂原子编号为1
H3C 4
5
NH2
N 1 N H
3
N
2
4-甲基咪唑
N
4-氨基嘧啶
3、环上有不同杂原子时，按O、S、N的顺序编号
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
6、下列化合物中属于杂环化合物的是（ C ）
O C
O O
N H
S
C O
O
A、
B、
C、
D、
7、吡咯比吡啶的碱性弱是因为（ D） A、吡咯能够给出质子 B、吡咯环比吡啶环小 C、吡咯的稳定性比吡啶小 D、吡咯N上的孤对电子参与了环的共轭体系，而吡啶N没有
NO 2
亲电取代活性顺序：吡咯>苯>吡啶
3、吡啶类化合物侧链氧化反应
• 吡啶不易被氧化（稳定性：吡啶>苯>吡咯），但侧链 易被氧化
CH3 N KMnO4 H
+
COOH N
△
-吡啶甲酸
第二节 生物碱（不作要求）
练习
1、吡啶是六员环、吡咯是五员环，所以吡啶的碱性比吡咯强。 （× ） 2、吡咯的碱性比苯胺弱，是因为吡咯氮上只连1个氢，而苯胺 氮上连2个氢。 （ ） × 3、吡咯和吡啶上的N原子都是sp2杂化，均与其他碳原子形成 等电子的共轭体系。 （× ）
I N H I N H I
+
I2
+
NaOH
I
+
NaI
+
H2O
（2）硝化反应和磺化反应（不作要求）
三、六元单杂环化合物
（一）吡啶的结构
N
N：sp2杂化
π66共轭体系 有芳香性
吡啶N上孤对电子不参与共轭，由于N的电负性较C 大，使碳环上的电子云密度向氮原子转移而降低，亲 电取代比苯难。 N上的孤对电子不参与共轭，有一定的碱性。
（二）吡啶的性质
1、吡啶具有弱碱性（pKb=8.8）
+
N HCl N Cl H
碱性：脂肪胺 > 氨 >吡啶>苯胺>吡咯
2、吡啶的亲电取代反应
• 吡啶：比苯难发生亲电取代反应。 • 在强烈条件下才能进行，取代基主要进入β 位。 + HNO3
N
H2SO4
NO
N
2
300℃
H2SO4 50-60℃
+ HNO3
imidazole 咪唑
N
O
N
N
pyran 吡喃
pyridine 吡啶
pyrimidine 嘧啶
稠杂环
N
N
N N N H
N H
quinoline 喹啉
indole 吲哚
purine 嘌呤
注：红色字体的杂环结构必须记住
Baidu Nhomakorabea杂环化合物的编号原则
1、环上只有一个杂原子时，杂原子编号为1。 希腊字母编号，靠近杂原子的碳原子为α，依次β，γ
4-甲基嘧啶
二、 五元单杂环化合物
（一）吡咯的结构
N H
吡咯
N：sp2杂化
π56共轭体系 有芳香性
共轭，环上电子云密度增加，亲电取代比苯容易。 共轭，使N—H键的极性增加，有一定的酸性。
（二）吡咯的性质
1、吡咯酸碱性
吡咯具有一定的弱酸性
N H
+KOH
N+ K
+H2O
2、吡咯亲电取代反应
• 吡咯：比苯容易发生亲电取代反应。 • 位的电子云密度比β位大，亲电取代优先发生位 （1）卤代反应： 吡咯卤代常得到四卤代产物。
第十一章 杂环化合物和生物碱
• 杂环化合物:有杂碳原子参与构成的环状有机物
O
N
杂原子:非碳原子，有氮、氧、硫。
杂环化合物：主要是指环系较稳定，有不同程度芳性，即芳杂 环化合物
已知的天然产物中，杂环化合物超过半数，分布 极广。如：叶绿素、血红素、核酸和许多药物，均 含有杂环结构。
第一节 杂环化合物
4 5 H3C S 1 N3 2
5-甲基噻唑
4、杂环上连有羧基、醛基时，杂环作取代基。
2-呋喃甲醛
6 1N 2 N 3 5 9 4 N H
3-吡啶甲酸
5、特殊编号，如异喹啉、嘌呤等（了解）。
N 7 8
嘌呤
练习：
H3C
N C2H5
O
CH3
H
2,4-二甲基呋喃
CH3
3-乙基吡咯
CH3 N
N
N
3-甲基吡啶
一、杂环化合物的分类和命名
1.分类 单杂环和稠杂环。
单杂环：
O
N
五元单杂环 稠杂环：
N H N
六元单杂环
N N N H N
苯环与单杂环
单杂环与单杂环
2.命名（外文音译法）
五元单杂环
N
N N H
O
N H
S
S
furan 呋喃 六元单杂环
pyrrole 吡咯
thiophene 噻吩
thiazole 噻唑
NO2
α CH3
2 N1 H CH3
N
2,5-二甲基呋喃 (α, α’-二甲基呋喃)
2-甲基吡咯 (α-甲基吡咯)
3-硝基吡啶 (β -硝基吡啶)
2、环上有相同杂原子时，连氢或取代基的杂原子编号为1
H3C 4
5
NH2
N 1 N H
3
N
2
4-甲基咪唑
N
4-氨基嘧啶
3、环上有不同杂原子时，按O、S、N的顺序编号
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
6、下列化合物中属于杂环化合物的是（ C ）
O C
O O
N H
S
C O
O
A、
B、
C、
D、
7、吡咯比吡啶的碱性弱是因为（ D） A、吡咯能够给出质子 B、吡咯环比吡啶环小 C、吡咯的稳定性比吡啶小 D、吡咯N上的孤对电子参与了环的共轭体系，而吡啶N没有
NO 2
亲电取代活性顺序：吡咯>苯>吡啶
3、吡啶类化合物侧链氧化反应
• 吡啶不易被氧化（稳定性：吡啶>苯>吡咯），但侧链 易被氧化
CH3 N KMnO4 H
+
COOH N
△
-吡啶甲酸
第二节 生物碱（不作要求）
练习
1、吡啶是六员环、吡咯是五员环，所以吡啶的碱性比吡咯强。 （× ） 2、吡咯的碱性比苯胺弱，是因为吡咯氮上只连1个氢，而苯胺 氮上连2个氢。 （ ） × 3、吡咯和吡啶上的N原子都是sp2杂化，均与其他碳原子形成 等电子的共轭体系。 （× ）
I N H I N H I
+
I2
+
NaOH
I
+
NaI
+
H2O
（2）硝化反应和磺化反应（不作要求）
三、六元单杂环化合物
（一）吡啶的结构
N
N：sp2杂化
π66共轭体系 有芳香性
吡啶N上孤对电子不参与共轭，由于N的电负性较C 大，使碳环上的电子云密度向氮原子转移而降低，亲 电取代比苯难。 N上的孤对电子不参与共轭，有一定的碱性。
（二）吡啶的性质
1、吡啶具有弱碱性（pKb=8.8）
+
N HCl N Cl H
碱性：脂肪胺 > 氨 >吡啶>苯胺>吡咯
2、吡啶的亲电取代反应
• 吡啶：比苯难发生亲电取代反应。 • 在强烈条件下才能进行，取代基主要进入β 位。 + HNO3
N
H2SO4
NO
N
2
300℃
H2SO4 50-60℃
+ HNO3
imidazole 咪唑
N
O
N
N
pyran 吡喃
pyridine 吡啶
pyrimidine 嘧啶
稠杂环
N
N
N N N H
N H
quinoline 喹啉
indole 吲哚
purine 嘌呤
注：红色字体的杂环结构必须记住
Baidu Nhomakorabea杂环化合物的编号原则
1、环上只有一个杂原子时，杂原子编号为1。 希腊字母编号，靠近杂原子的碳原子为α，依次β，γ
4-甲基嘧啶
二、 五元单杂环化合物
（一）吡咯的结构
N H
吡咯
N：sp2杂化
π56共轭体系 有芳香性
共轭，环上电子云密度增加，亲电取代比苯容易。 共轭，使N—H键的极性增加，有一定的酸性。
（二）吡咯的性质
1、吡咯酸碱性
吡咯具有一定的弱酸性
N H
+KOH
N+ K
+H2O
2、吡咯亲电取代反应
• 吡咯：比苯容易发生亲电取代反应。 • 位的电子云密度比β位大，亲电取代优先发生位 （1）卤代反应： 吡咯卤代常得到四卤代产物。
第十一章 杂环化合物和生物碱
• 杂环化合物:有杂碳原子参与构成的环状有机物
O
N
杂原子:非碳原子，有氮、氧、硫。
杂环化合物：主要是指环系较稳定，有不同程度芳性，即芳杂 环化合物
已知的天然产物中，杂环化合物超过半数，分布 极广。如：叶绿素、血红素、核酸和许多药物，均 含有杂环结构。
第一节 杂环化合物
4 5 H3C S 1 N3 2
5-甲基噻唑
4、杂环上连有羧基、醛基时，杂环作取代基。
2-呋喃甲醛
6 1N 2 N 3 5 9 4 N H
3-吡啶甲酸
5、特殊编号，如异喹啉、嘌呤等（了解）。
N 7 8
嘌呤
练习：
H3C
N C2H5
O
CH3
H
2,4-二甲基呋喃
CH3
3-乙基吡咯
CH3 N
N
N
3-甲基吡啶
一、杂环化合物的分类和命名
1.分类 单杂环和稠杂环。
单杂环：
O
N
五元单杂环 稠杂环：
N H N
六元单杂环
N N N H N
苯环与单杂环
单杂环与单杂环
2.命名（外文音译法）
五元单杂环
N
N N H
O
N H
S
S
furan 呋喃 六元单杂环
pyrrole 吡咯
thiophene 噻吩
thiazole 噻唑