1、13-1 在環(huán)狀化合物中，構(gòu)成環(huán)的原子除碳原子外還含有非碳原子的化合物雜原子（O、S、N）易開環(huán)，性質(zhì)與鏈狀相似芳雜環(huán)：具有芳香性，環(huán)穩(wěn)定第13章 雜環(huán)化合物13-2分類和命名 五元雜環(huán)吡咯呋喃噻吩咪唑噁唑噻唑吡唑異噁唑 六元雜環(huán) 稠雜環(huán)吡啶嘧啶吡喃嘌呤 吲哚喹啉13-3 以雜環(huán)的英文諧音漢字，加“口”字旁來表示雜環(huán)母環(huán)的名稱。 特定雜環(huán)的命名常采用音譯法：13-4 從雜原子開始； 如有兩個雜原子，按O、S、NH、N的順序確定最小編號位置，并使另一個雜原子的編號盡可能?。?雜環(huán)的命名與芳香族化合物相似。若環(huán)上連有取代基，需對環(huán)進行編號，編號原則如下：2-乙基吡咯-乙基吡咯2-呋喃甲醛-呋喃甲醛

2、3-吡啶甲酸-吡啶甲酸13-54-甲基咪唑4-乙基噻唑5-羥基嘧啶6-氨基嘌呤稠雜環(huán)固定編號。8-羥基喹啉6-溴-3-吲哚甲酸13-6 存在異構(gòu)體時，標氫（H）區(qū)別。4H-吡喃2H-吡喃1H-吲哚3H-吲哚9H-嘌呤7H-嘌呤1H-吡咯2H-吡咯13-7含一個雜原子的五元雜環(huán)化合物富電子，易親電取代吡咯（C4H5N）的結(jié)構(gòu) 吡咯中所有成環(huán)原子均為sp2雜化，形成 5 中心、6 電子的大鍵，具有芳香性。13-8(kJ/mol) 150 122 90 68共振能對比芳香性：苯 噻吩 吡咯 呋喃 雜原子的性質(zhì)吡咯的酸堿性 芳香性親電取反應(yīng)代 不飽和性加氫還原 共軛二烯性質(zhì)Diels-Alder反應(yīng)吡

3、咯、呋喃、噻吩的化學(xué)性質(zhì) 親電取代反應(yīng)相對活性31018 61011 5109 1親電取代反應(yīng)a-取代b-取代主要產(chǎn)物 取代位置13-9 對取代位置的解釋（分析反應(yīng)中間體的相對穩(wěn)定性）i. 取代在a位中間體有三個主要共振式，較穩(wěn)定 ii. 取代在b位中間體有兩個主要共振式，較不穩(wěn)定13-10 對親電取代反應(yīng)活性的解釋 i. 由五元雜環(huán)的結(jié)構(gòu)分析環(huán)上的電荷密度比苯環(huán)大 ii. 由反應(yīng)中間體的穩(wěn)定性分析滿足八隅體對比：苯環(huán)親電取代中間體的穩(wěn)定性13-1113-12 親電取代反應(yīng)實例五元雜環(huán)電子云密度高，較活潑，遇強酸不穩(wěn)定硝化：HNO3/H2SO4磺化：H2SO4解決辦法：用溫和試劑替代氧化聚合開

4、環(huán)強酸A = NH , O硝化反應(yīng)硝化試劑硝基乙酰酯13-13磺化試劑：磺化反應(yīng)吡啶-SO3加合物13-14 噻吩還可直接用硫酸磺化（活性大，較穩(wěn)定）應(yīng)用：除去苯或甲苯中的噻吩溶解于硫酸中（少量）反應(yīng)快13-15其它親電取代 鹵代反應(yīng) FriedelCrafts反應(yīng) 與重氮鹽偶聯(lián)較弱的Lewis酸13-16加成反應(yīng) 呋喃、吡咯和噻吩的離域能小于苯，環(huán)的穩(wěn)定性較低，可進行催化氫化，得到飽和雜環(huán)化合物。使用特殊催化劑 噻吩能使常用氫化催化劑中毒THF（常用溶劑）吡咯烷13-17 呋喃具有共軛雙烯性質(zhì)，很容易與親雙烯體進行Diels-Alder反應(yīng)。 13-18 吡咯N-H的弱酸性pKa 3517.

5、5171013-19吡咯的酸堿性 吡咯N的堿性很弱pKb13.623 吡咯的性質(zhì)與苯酚類似，都具有酸性，但吡咯的酸性比苯酚小。吡咯與苯胺也有類似性質(zhì)。吡咯成鹽后，使環(huán)上電荷密度增高，親電取代反應(yīng)更易進行。13-20CO2 加熱 加壓RCOClRX13-2113-22吡咯的重要衍生物紅細胞中的血紅素卟吩13-23含有一個雜原子的六元雜環(huán)化合物吡啶（C5H5N）的結(jié)構(gòu) 吡啶中所有成環(huán)原子均為sp2雜化，形成 6 中心、6 電子的大鍵，具有芳香性。難親電取代，易親核取代難氧化，易還原未共用電子對，有堿性和親核性13-24吡啶的化學(xué)性質(zhì) 吡啶氮原子上的未共用電子對未參與共軛，能接受質(zhì)子，表現(xiàn)出堿性；能

6、與親電試劑發(fā)生反應(yīng)，表現(xiàn)出親核性。氮原子上的反應(yīng)吡啶的堿性pKb： 34 4.75 8.8 9.12 13.6堿性：脂肪胺 氨 吡啶 苯胺 吡咯13-25吡啶的親核性碘化N-甲基吡啶(溫和的烷基化試劑)氯化N-酰基吡啶(溫和的?；噭? 吡啶的烷基化 吡啶的?；捌鋺?yīng)用13-26親電取代反應(yīng) 取代位置和反應(yīng)活性起強吸電子基作用對比： 鈍化 b 取代其它親電取代反應(yīng) 鈍化 b 取代13-27由吡啶的共振式分析:環(huán)上帶正電，不利于親電取代b 位的正電荷密相對較低，相對較為活潑 對反應(yīng)取向及鈍化現(xiàn)象的解釋13-28反應(yīng)中間體的穩(wěn)定性分析 取代在 a 位（取代在 g 位類似）貢獻最小，為什么？中間體

7、有兩個主要共振式13-29 取代在 b 位中間體有三個主要共振式，較穩(wěn)定13-30吡啶環(huán)上的親核取代反應(yīng)Chichibabin 反應(yīng) 置換氫的親核取代反應(yīng) H 是一個難離去的基團，需使用強堿性親核試劑 NaNH2、PhLi。13-31 a 或 g 鹵代吡啶的親核取代反應(yīng)易進行13-3213-33氧化還原反應(yīng) 氧化反應(yīng)比苯難 由于氮原子的吸電子作用，使吡啶環(huán)上電子云密度降低，難氧化，易還原。1, 2, 3, 4-四氫喹啉十氫喹啉 還原反應(yīng)比苯容易13-3413-35含兩個雜原子的六元雜環(huán)化合物嘧啶尿嘧啶(U)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)2,4-二氧嘧啶4-氨基-2-氧嘧啶5-甲基-2,4-二氧嘧啶

8、13-3613-37含兩個雜原子的五元雜環(huán)化合物 具有兩個或兩個以上雜原子（其中至少有一個是N原子）的五元雜環(huán)化合物叫唑。 唑可以看作是呋喃、噻吩、吡咯環(huán)上2-位或3-位的CH被N原子取代的化合物。13-38唑的結(jié)構(gòu) 唑環(huán)具有6個p電子的環(huán)狀共軛體系，有一定程度的芳香性。異噁唑、異噻唑、吡唑（Z=O、S、NH）吡啶中的N吡咯中的N噁唑、噻唑（Z=O、S）咪唑13-39吡唑、咪唑的酸堿性與互變異構(gòu)：4-甲基咪唑5-甲基咪唑咪唑：兩性化合物，既可以作為質(zhì)子的受體，又可以作為質(zhì)子的供體。5-甲基吡唑3-甲基吡唑13-40稠雜環(huán)嘌呤 嘌呤易溶于水，其水溶液顯中性，能與強酸或強堿成鹽。其酸性(pKa=8

9、.9)比苯酚(pKa=10)強，堿性(pKb=11.6)比吡啶(pKb=8.8)弱。在水溶液中易于發(fā)生互變異構(gòu)。 9H-嘌呤7H-嘌呤13-41腺嘌呤(A)(6-氨基嘌呤) 鳥嘌呤(G)(2-氨基-6-羥基嘌呤) 咖啡堿 茶堿 可可堿 13-42 尿酸為白色晶體，難溶水，具有弱酸性(pKa=5.75)，可與堿成鹽。尿酸是鳥類和爬蟲類動物體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物，由尿排出。人的血液和尿液中含量較少，在代謝發(fā)生障礙時，尿液中的尿酸量增加而形成尿結(jié)石，血液中的尿酸含量過高時，可沉淀在關(guān)節(jié)外形成痛風石。 13-43生物堿 生物體內(nèi)一類含氮的具有一定生理活性的有機堿性化合物。由于這類物質(zhì)主要來源于植物，因此又叫做植物堿。生物堿結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類很多。 概念： 生物堿在植物體內(nèi)是由氨基酸轉(zhuǎn)化來的，可與有機酸（如蘋果酸、檸檬酸、草酸、琥珀酸）成鹽，常以鹽的形式存在于植物體內(nèi)。 13-44性質(zhì)：氮、堿、苦、毒、晶、溶、旋、沉、色常用的生物堿沉淀劑 苦味酸、 磷鉬酸H3PO4