医用有机化学13章杂环化合物

第13章

杂环化合物Heterocycliccompound碳原子和其它非碳原子组成的环状有机化合物称为杂环化合物。非碳原子叫做杂原子，常见的有氮、氧、硫。环醚、内酯、交酯、环状酸酐、内酰胺等与相应的开链化合物性质相似，又容易开环，所以不属于杂环化合物。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。本章主要讨论那些环系比较稳定，并且有不同程度芳香性的杂环化合物，即芳杂环化合物。13.1杂环化合物的分类和命名按杂环的骨架分为单杂环和稠杂环。单杂环又按环的大小分为五元杂环和六元杂环。五元单杂环六元单杂环1.分类稠杂环常由苯环与单杂环稠合或单杂环互相稠合而成。苯环与单杂环单杂环与单杂环主要采用外文音译法，把杂环化合物的英文名称的汉字译音加“口”字旁表示。呋喃（furan）、吡啶（pyridine）根据国际通用名称音译，使用方便，缺点是名称和结构之间没有任何联系。2.命名furan呋喃pyrrole吡咯thiophene噻吩imidazole咪唑thiazole噻唑pyran吡喃pyridine吡啶pyrimidine嘧啶五元单杂环六元单杂环indole吲哚purine嘌呤

稠杂环quinoline喹啉注：红色字体的杂环结构必须记住1、环上只有一个杂原子时，杂原子的编号为1。有时用希腊字母编号，靠近杂原子的碳原子为α位，其次为β位，再次为γ位。杂环化合物的编号原则2,5-二甲基呋喃(α,α’-二甲基呋喃)2-甲基吡咯(α-甲基吡咯)α3-硝基吡啶(β-硝基吡啶)2、环上有两个或两个以上相同杂原子时，连接有氢或取代基的杂原子编号为1，并使这些杂原子所在位次的数字之和为最小。4-甲基咪唑4-氨基嘧啶3、环上有不同杂原子时，则按O、S、N的顺序编号，并使杂原子的编号尽可能小。5-甲基噻唑4、特殊编号，如异喹啉、嘌呤等。嘌呤2,4-二甲基呋喃3-乙基吡咯3-甲基吡啶4-甲基嘧啶练习：13.2五元杂环化合物吡咯π56共轭体系有芳香性N：2s22p3sp2杂化吡咯N上孤对电子参与共轭，环上的电子云密度增加，亲电取代比苯容易。共轭的结果，使N—H键的极性增加，有一定的酸性13.2.1结构与性质吡咯：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13.2.2

亲电取代反应+I2四碘吡咯NaOH吡咯具有一定的弱酸性：13.2.3吡咯的酸碱性+KOH+H2O碱性：苯胺>吡咯13.2.6噻唑、噻嗪及衍生物（不作要求）13.2.5咪唑及衍生物（不作要求）13.2.4吡咯的衍生物（不作要求）sp2杂化N：2s22p3π66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13.3.1吡啶的结构与性质13.3六元杂环化合物

吡啶具有弱碱性（pKb=8.8）碱性：脂肪胺>氨>吡啶>苯胺>吡咯1、吡啶的碱性吡啶：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+HNO3H2SO4300℃50-60℃H2SO42、吡啶的亲电取代反应3、吡啶的亲核取代反应（不作要求）亲电取代活性顺序：吡咯>苯>吡啶4、吡啶的氧化和还原反应六氢吡啶（哌啶）吡啶的还原加氢比苯容易，生成六氢吡啶（了解）吡啶不易被氧化（稳定性：吡啶>苯>吡咯）,但