1第十二章

雜環(huán)化合物2由碳原子和其它原子構成的環(huán)狀結構稱為雜環(huán)。碳以外的原子稱雜原子，常見的雜原子為氮、氧、硫等。含有雜環(huán)結構的一類化合物稱為雜環(huán)化合物。

雜環(huán)化合物通常是指環(huán)系較為穩(wěn)定，具有一定程度芳香性的一類化合物，即芳雜環(huán)化合物。這類化合物在結構上與芳香環(huán)相似，是一個閉合的共軛體系，一般都符合休克爾規(guī)則(見第4章)。3一、雜環(huán)化合物的分類和命名分為單雜環(huán)和稠雜環(huán)。單雜環(huán)按環(huán)的大小分為五元雜環(huán)和六元雜環(huán)。稠雜環(huán)通常由苯環(huán)與單雜環(huán)稠合而成或單雜環(huán)互相稠合而成。環(huán)醚、內酯、交酯、環(huán)狀酸酐、內酰胺等化合物都不屬于雜環(huán)化合物。4單環(huán)

五元環(huán)

含一個雜原子

呋喃

吡咯

噻吩含兩個雜原子

噁唑咪唑噻唑異噁唑吡唑異噻唑5含一個雜原子：

吡啶吡喃含兩個雜原子：

噠嗪嘧啶吡嗪六元環(huán)喹啉異喹啉吲哚嘌呤稠雜環(huán)6雜環(huán)化合物的命名根據國際通用英文名稱譯音，選用同音漢字加“口”字旁的專用字作為雜環(huán)名稱。名稱已經規(guī)范，不得以其它諧音代替。呋喃噻吩吡咯吡喃吡啶7雜環(huán)化合物的編號原則1．當環(huán)上只有一個雜原子時，雜原子的編號為１。有時以希臘字母編號，靠近雜原子的碳原子為位，其次為位和位。2,5-二甲基呋喃2-甲基吡咯

3-硝基吡啶

(,'-二甲基呋喃)(-甲基吡咯)(-硝基吡啶)82．當環(huán)上有兩個相同的雜原子時，連接氫原子或取代基的雜原子編號為１，并使另一個雜原子的編號盡可能的小。4-甲基咪唑4-氨基嘧啶3．當環(huán)上有不相同的雜原子時，按氧、硫、氮的順序編號，并使雜原子的編號盡可能小。5-甲基噻唑9嘌呤4．特殊編號喹啉異喹啉吲哚105-硝基喹啉11二、單雜環(huán)化合物的結構和芳香性在所有的雜環(huán)母核中，凡是具有共軛雙鍵體系的五元環(huán)和六元環(huán)，都具有芳香性。

呋喃噻吩吡咯五個原子分享六個π電子，電子離域使環(huán)上各碳原子的電子云密度相對升高，這類雜環(huán)進行親電性取代比苯容易。12六元雜環(huán)化合物：吡啶

氮原子sp2雜化構成芳香體系的是π-π共軛。由于氮原子的電負性較強，使環(huán)上碳原子的電子云密度相對降低，親電性取代反應比苯要難，主要在間位。N上一對未成鍵電子在sp2雜化軌道上，未參與形成環(huán)上共軛體系，可接受H＋顯堿性13用sp2雜化軌道成鍵，在sp2雜化軌道中有一對孤對電子，未參與成鍵咪唑、吡唑14三、雜環(huán)化合物的性質(一)吡啶的性質1.

水溶性解釋下列吡啶類化合物的水溶性現(xiàn)象？水溶度：∞ 1:1 1:1 微溶答:吡啶能與水形成氫鍵。羥基或氨基取代的吡啶因分子間氫鍵的形成而降低了水溶度。152.堿性：吡啶環(huán)N原子的孤電子對處于sp2雜化軌道上，而一般脂肪胺N上的孤電子對處于sp3雜化軌道。前者堿性較弱(pKb=8.8)。堿性比較：脂肪胺>> >≈苯胺pKb：3~4.58.8

9.3163.親電取代與親核取代反應由于氮原子的電負性大,吡啶環(huán)上碳原子的電子云密度較苯低，尤其與質子或Lewis酸結合使N帶正電荷后，環(huán)上C的電子云密度更低。吡啶的親電取代反應要比苯難得多，與硝基苯相似，親電取代反應主要進入位。-硝基吡啶-溴吡啶-吡啶磺酸17親核取代比苯容易，主要發(fā)生在α位上。當α

或γ位上有易離去基時，較弱的親核試劑就能發(fā)生親核取代反應。了解184.氧化與還原——側鏈氧化吡啶環(huán)對氧化劑較苯環(huán)穩(wěn)定,而對還原劑比苯活潑。-吡啶甲酸(煙酸)六氫吡啶(哌啶)嘧啶及其衍生物（自學）19(二)吡咯、呋喃和噻吩的性質芳香性(環(huán)的穩(wěn)定性):苯>噻吩>吡咯>呋喃1．吡咯的酸堿性吡咯N上孤電子對因參與環(huán)的共軛,故堿性極弱,比苯胺還弱得多,不能與酸形成穩(wěn)定的鹽。

pKb:3.7

4.7

9.6

13.620另一方面，吡咯N上的H卻有微弱的酸性(pKa=17.5

),與醇相當，而比酚弱。吡咯在無水條件下可以與固體氫氧化鉀加熱生成鉀鹽。

212.親電取代反應由于環(huán)上的電子云密度比苯大，因此吡咯、呋喃和噻吩親電取代反應比苯容易發(fā)生。吡咯的活潑度與苯胺或苯酚相當。親電取代反應主要發(fā)生在位。22吡咯和呋喃遇強酸時,雜原子能質子化,使芳香大鍵破壞,所以不能用強酸進行硝化和磺化反應,需選用較溫和的非質子性試劑。例如吡咯硝化需用硝酸乙?；ァ?3四、稠雜環(huán)化合物

雜環(huán)與雜環(huán)稠合或苯環(huán)與雜環(huán)稠合而成的化