1、第十三章第十三章 杂环化合物杂环化合物 杂环化合物是指由碳原子和氧、硫、氮等杂原子杂环化合物是指由碳原子和氧、硫、氮等杂原子共同组成的，具有环状结构的化合物。共同组成的，具有环状结构的化合物。环醚、内酯、内酐和内酰胺等，不属杂环化合物。环醚、内酯、内酐和内酰胺等，不属杂环化合物。1掌握常见杂环化合物的命名；掌握常见杂环化合物的命名；2掌握五元杂环化合物呋喃、吡咯、噻吩掌握五元杂环化合物呋喃、吡咯、噻吩的化学性质；的化学性质；3.掌握六元杂环化合物吡啶的化学性质；掌握六元杂环化合物吡啶的化学性质；4.了解糠醛的结构和性质，了解稠杂环化合了解糠醛的结构和性质，了解稠杂环化合物喹啉。物喹啉。【学习目
2、的与要求【学习目的与要求】第十三章第十三章 杂环化合物杂环化合物第一节第一节 杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名第二节第二节 五元杂环化合物五元杂环化合物第四节第四节 生物碱生物碱第三节第三节 六元杂环化合物六元杂环化合物第十三章第十三章 杂环化合物杂环化合物第一节第一节 杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名 一、杂环化合物的分类一、杂环化合物的分类 环的形式环的形式杂原子的数目杂原子的数目杂杂环环单杂环单杂环稠杂环稠杂环含一个杂原子杂环含一个杂原子杂环含两个杂原子杂环含两个杂原子杂环五元杂环五元杂环六元杂环六元杂环 二、杂环化合物的命名二、杂环化合物的命名1.1.音译法音译
3、法 根据杂环化合物的英文名称，选择带根据杂环化合物的英文名称，选择带“口口”字偏旁的同音汉字来命名。字偏旁的同音汉字来命名。呋喃呋喃 噻吩噻吩 吡咯吡咯 咪唑咪唑 噻唑噻唑(furan)(thiophene)(pyrrole)(imidazole)(thiazole)OSNHSNNNH第一节第一节 杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名 2.2.系统命名法系统命名法 (1)(1)选母体与芳香族化合物命名原则类似，选母体与芳香族化合物命名原则类似，当杂环上连有当杂环上连有R R、X X、OHOH、NHNH2 2等取代基时，等取代基时，以杂环为母体；如果连有以杂环为母体；如果连有CHOCHO
4、、COOHCOOH、SOSO3 3H H等时，把杂环作为取代基等时，把杂环作为取代基 。(2)(2)杂环编号杂环编号 杂环上连有取代基时，需要杂环上连有取代基时，需要给杂环编号，编号规则如下：给杂环编号，编号规则如下：第一节第一节 杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名 从杂原子开始，依次用从杂原子开始，依次用1，2，3 示，标明取代基示，标明取代基所在的位次数，并使取代基的位次和尽量小为原则。当所在的位次数，并使取代基的位次和尽量小为原则。当环上只有一个杂原子时，也可把与杂原子直接相连的碳环上只有一个杂原子时，也可把与杂原子直接相连的碳原子称为原子称为位，其次为位，其次为位和位和位。在
5、五元杂环中只有位。在五元杂环中只有和和位，六元杂环则有位，六元杂环则有、和和位。位。2-呋喃甲醛呋喃甲醛 8-羟基喹啉羟基喹啉 (-呋喃甲醛呋喃甲醛)（不叫（不叫8-喹啉酚）喹啉酚）12345N678OHO12345_CHO第一节第一节 杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名 12345_ClSN（4-氯噻唑）氯噻唑）若环上含有两个及两个以上的杂原子，按若环上含有两个及两个以上的杂原子，按O、S、N的的次序编号，并使杂原子的位次和尽量小为原则。例如：次序编号，并使杂原子的位次和尽量小为原则。例如：第一节第一节 杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名 第二节第二节 五元杂环化合物五元
6、杂环化合物 由于呋喃、噻吩、吡咯环中的杂原子上的未共用电子由于呋喃、噻吩、吡咯环中的杂原子上的未共用电子对参与了环的共轭体系，使环上的电子云密度增大对参与了环的共轭体系，使环上的电子云密度增大，所以，所以称为称为富电子芳杂环富电子芳杂环或或多多电子芳杂环电子芳杂环。ONHS.活性顺序为：活性顺序为：吡咯呋喃噻吩苯吡咯呋喃噻吩苯。一、呋喃一、呋喃 呋喃存在于松木焦油中，其蒸气遇到浸过盐酸的松木呋喃存在于松木焦油中，其蒸气遇到浸过盐酸的松木片时呈片时呈绿色绿色，叫做，叫做松木片反应松木片反应。此现象可用来鉴定呋喃。此现象可用来鉴定呋喃。1.1.亲电取代反应亲电取代反应 第二节第二节 五元杂环化合物
7、五元杂环化合物O+Br225Br_O+HBr2-溴呋喃（75%）二氧六环OONO2+CH3COONO2-530_CH3COOH+硝酸乙酰酯_N SO3SO3HNClCH2CH2ClO+O+吡啶三氧化硫-呋喃磺酸 一、呋喃一、呋喃 呋喃存在于松木焦油中，其蒸气遇到浸过盐酸的松木呋喃存在于松木焦油中，其蒸气遇到浸过盐酸的松木片时呈片时呈绿色绿色，叫做，叫做松木片反应松木片反应。此现象可用来鉴定呋喃。此现象可用来鉴定呋喃。1.1.亲电取代反应亲电取代反应 第二节第二节 五元杂环化合物五元杂环化合物2 2加成反应加成反应 ONi,5MPa100+2H2O四氢呋喃+CHCHCCOOOCCOOOOO二、糠
8、醛二、糠醛 易被空气氧化逐渐变成易被空气氧化逐渐变成黑褐色黑褐色。糠醛可发生银镜反应，。糠醛可发生银镜反应，在醋酸存在下与苯胺作用显在醋酸存在下与苯胺作用显红色红色，可用来检验糠醛。，可用来检验糠醛。第二节第二节 五元杂环化合物五元杂环化合物O_CHOKMnO4OH-O_COOH糠酸O_CHOO_铬铁矿+H2Cu,100200CH2OH糠醇_O_CHOO_CH2OH浓NaOH2OCOONa+糠醛在强碱作用下可发生歧化反应（坎尼扎罗反应），例如：糠醛在强碱作用下可发生歧化反应（坎尼扎罗反应），例如：三、噻吩三、噻吩 噻吩存在于煤焦油的粗苯及石油中，在浓硫酸存在下，噻吩存在于煤焦油的粗苯及石油中，
9、在浓硫酸存在下，与靛红一同加热显示与靛红一同加热显示蓝色蓝色。可用来检验噻吩。可用来检验噻吩。1.1.亲电取代反应亲电取代反应 第二节第二节 五元杂环化合物五元杂环化合物S+Br2Br_+HBrSCH3COOH2-溴噻吩SNO2+CH3COONO2_CH3COOHS0乙酸或乙酐+_SSO3H100150+H2OS+H2SO4（稀）1.1.亲电取代反应亲电取代反应 第二节第二节 五元杂环化合物五元杂环化合物2 2加成反应加成反应 三、噻吩三、噻吩 噻吩存在于煤焦油的粗苯及石油中，在浓硫酸存在下，噻吩存在于煤焦油的粗苯及石油中，在浓硫酸存在下，与靛红一同加热显示与靛红一同加热显示蓝色蓝色。可用来检
10、验噻吩。可用来检验噻吩。S0.20.4MPaPdS+2H2四氢噻吩SOOHNO3环丁砜 四、吡咯四、吡咯 吡咯存在于煤焦油和骨焦油中，其蒸气或其醇溶液能吡咯存在于煤焦油和骨焦油中，其蒸气或其醇溶液能使浸过盐酸的松木片呈使浸过盐酸的松木片呈红色红色，此反应可用来鉴定吡咯。，此反应可用来鉴定吡咯。1.1.亲电取代反应亲电取代反应 第二节第二节 五元杂环化合物五元杂环化合物HN+4I2+4NaOHN_IIII+4NaI+4H2O四碘吡咯NNO2+CH3COONO2_CH3COOHN-10HH+乙酐_N SO3SO3HN+NHNH-吡咯磺酸（90%）1.1.亲电取代反应亲电取代反应 第二节第二节 五元
11、杂环化合物五元杂环化合物2 2加成反应加成反应 NZn+CH3COOHNHHNNi200H二氢吡咯四氢吡咯四、吡咯四、吡咯 吡咯存在于煤焦油和骨焦油中，其蒸气或其醇溶液能吡咯存在于煤焦油和骨焦油中，其蒸气或其醇溶液能使浸过盐酸的松木片呈使浸过盐酸的松木片呈红色红色，此反应可用来鉴定吡咯。，此反应可用来鉴定吡咯。五、吲哚五、吲哚第二节第二节 五元杂环化合物五元杂环化合物 吲哚是由苯环和吡咯环稠合而成的稠杂环化合物，吲哚是由苯环和吡咯环稠合而成的稠杂环化合物，因此也可叫做苯并吡咯。苯并吡咯类化合物有吲哚和因此也可叫做苯并吡咯。苯并吡咯类化合物有吲哚和异吲哚两类。异吲哚两类。NHNH吲哚异吲哚 吲哚
12、存在于煤焦油中，为片状结晶。吲哚的亲电取吲哚存在于煤焦油中，为片状结晶。吲哚的亲电取代反应发生在代反应发生在位上，加成和取代都在吡咯环上进行。吲位上，加成和取代都在吡咯环上进行。吲哚也能使浸有盐酸的松木片显哚也能使浸有盐酸的松木片显红色红色。第三节第三节 六元杂环化合物六元杂环化合物 一、吡啶一、吡啶N 吡啶具有芳香性吡啶具有芳香性,吡啶的芳香性比苯弱吡啶的芳香性比苯弱。.(一一)吡啶的结构吡啶的结构(二二)吡啶的性质吡啶的性质1.碱性碱性 吡啶氮原子上有一对孤对电子没有参与共轭，可与质子吡啶氮原子上有一对孤对电子没有参与共轭，可与质子结合，因此具有碱性。结合，因此具有碱性。N+H2SO4NH
13、+HSO4-2NaOHN+Na2SO4+2H2O吡啶硫酸盐吡啶可用来吸收反应中所生成的酸，工业上称为吡啶可用来吸收反应中所生成的酸，工业上称为缚酸剂缚酸剂。第三节第三节 六元杂环化合物六元杂环化合物 2.取代反应取代反应 主要发生在主要发生在位，反应位，反应比苯困难比苯困难。吡啶吡啶不发生不发生傅克反应。傅克反应。(二二)吡啶的性质吡啶的性质第三节第三节 六元杂环化合物六元杂环化合物 _N300Br2,NBr_溴吡啶KNO3,H2SO4N_NO2硝基吡啶N300_NSO3H_230浓H2SO4,HgSO4吡啶磺酸NHN+H2PtCH3COOHN3氧化与还原氧化与还原(二二)吡啶的性质吡啶的性质
14、第三节第三节 六元杂环化合物六元杂环化合物 _NCH3_NCOOHKMnO4,OH-吡啶甲酸（烟酸）第三节第三节 六元杂环化合物六元杂环化合物 二、喹啉二、喹啉1 1取代反应取代反应NN12345678喹啉异喹啉67812345(1)亲电取代反应亲电取代反应 反应发生在喹啉环的反应发生在喹啉环的5、8位位上上.NNBrNBr+Br2浓H2SO4,Ag2SO45-溴喹啉8-溴喹啉(2)亲核取代反应亲核取代反应 反应发生在喹啉环的反应发生在喹啉环的2位位上。上。N浓NH32-氨基喹啉NNH2NaNH2第三节第三节 六元杂环化合物六元杂环化合物 二、喹啉二、喹啉2 2氧化还原反应氧化还原反应NN12
15、345678喹啉异喹啉67812345KMnO4,100N2,3-吡啶二甲酸NCOOHCOOHNCOOHCO2-吡啶甲酸NC2H5OH,Na四氢喹啉十氢喹啉NNH2,Ni第四节第四节 生物碱生物碱 一、烟碱一、烟碱NNCH3烟碱 烟碱又名尼古丁，属吡啶类生物碱。烟碱是无色或微烟碱又名尼古丁，属吡啶类生物碱。烟碱是无色或微黄色液体，沸点黄色液体，沸点246，易溶于水。少量烟碱能刺激神经，易溶于水。少量烟碱能刺激神经兴奋，使血压升高，大量可抑制中枢神经，使呼吸停止，兴奋，使血压升高，大量可抑制中枢神经，使呼吸停止，心脏麻痹而死亡。烟碱可用做农用杀虫剂。心脏麻痹而死亡。烟碱可用做农用杀虫剂。第四节第
16、四节 生物碱生物碱 二、奎宁二、奎宁 奎宁是喹啉类衍生物，又称金鸡纳碱，从金鸡纳奎宁是喹啉类衍生物，又称金鸡纳碱，从金鸡纳树皮提取而得。奎宁是早期的抗疟药。树皮提取而得。奎宁是早期的抗疟药。NH3CONCH=CH2HO奎宁第四节第四节 生物碱生物碱 三、咖啡碱三、咖啡碱 咖啡碱又可称为咖啡因，是从茶叶、咖啡果中提咖啡碱又可称为咖啡因，是从茶叶、咖啡果中提炼出来的一种生物碱。熔点炼出来的一种生物碱。熔点238，溶于水、乙醇、，溶于水、乙醇、丙酮和氯仿。咖啡碱在医药上可用作心脏和呼吸兴奋丙酮和氯仿。咖啡碱在医药上可用作心脏和呼吸兴奋剂，是利尿合剂的成分之一。剂，是利尿合剂的成分之一。CH3NNNNCH3OOCH3咖啡碱
