第十二章雜環化合物結構特點：1.分子結構的環中含有一個或多個雜原子.

（常見雜原子有：O、S、N）2.環系較穩定，應是環閉的共軛體系，有芳性.

稱為非苯芳香族化合物.3.環醚、內酯、環狀酸酐、內酰胺均不屬雜環范圍。4.自然界分布廣泛，種類繁多.血紅素、葉綠素、核酸中的堿基、生物堿、維生素、抗生素、植物色素。本章要點：雜環化合物分類命名

吡咯、吡啶的結構及化學性質第一節雜環化合物的分類和命名

一.分類:

★二.命名：兩種方法：1.音譯法：根據國際通用英文名譯音為同音漢字加“口”字旁.

如：

pyrrole

吡咯單環雜環稠雜環五元雜化六元雜化2.系統命名法：

五元雜化為：戊+“草字頭”=茂

氧雜茂氮雜茂硫雜茂★3.雜化化合物的編號規則：

①環中雜原子為“1”號。雜原子鄰位為“α”位。②兩個以上相同的雜原子，編號盡可能小。

③不同雜原子優先順序按：

O、S、NH、N編號。

④稠雜環編號：按稠雜環規則或有特殊編號。

例:環上只有一個雜原子時，雜原子為“1”號(常以希臘字母αβγ編號,相鄰碳為“α”)(α)(β)

(γ)

α-氯呋喃β-乙基吡啶β-吲哚乙酸

嘌呤的特殊編號:★常見的雜環化合物的結構和名稱（表12-1）

呋喃吡咯咪唑吡啶嘧啶吡喃喹啉吲哚嘌呤環上有兩個以上雜原子的化合物：

O、S、NH、N順序編號

(雜原子優先編號)

4-甲基咪唑4-甲基嘧啶5-甲基噻唑

醛.酸命名時，可將雜環作為取代基：2-呋喃甲醛3-吡啶甲酸

α-呋喃甲醛

β-吡啶甲酸第二節五元雜環化合物一、五元雜環化合物結構

1.環內，C、N原子均為Sp2雜化2.p軌道垂直于環面并平行重疊，形成環狀離域大π鍵。

3.符合Hückel

4n+2

規則

電子結構分析：

大π鍵雜原供電子數環上電子云密度吡咯

2

升高呋喃

2

升高噻吩

2

升高

形成環狀離域大π鍵:

鍵長平均化，電子云密度平均化，

電子云密度:

＞

1.穩定性及芳性：

苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃

2.親電取代活性：

五元雜化＞苯二、五元雜環化合物的性質

（一）吡咯的酸堿性：

堿性：胺>吡咯電子結構：N原子上未共電子對參與環的共軛。導致結果:

1.比咯氮不與H+結合（不水合，無堿性反應）

2.N原子上未共電子對參與環的共軛，電子云密度減少,接受質子能力弱.

N-H鍵極性增加，表現出弱酸性(pka=17.5)無水條件：★

（二）吡咯、呋喃和噻吩的親電取代反應

均為電子體系，親電取代反應活性大于苯環。

（強酸易使雜原子，質子化、大π鍵受破壞）用較溫和的非質子性試劑：

1.吡咯的硝化:(硝酰乙酸酯)

2.吡咯的磺化

3.呋喃α-呋喃磺酸第三節六元雜環化合物一、六元雜環化合物的結構

結構：1.環內的“C、N”均為Sp2雜化。2.“p”軌道平行重疊形成大π鍵

3.吡啶π電子數符合4n+2規則

結構決定性質：1.吡啶為大π鍵電子結構體系，

“N”的電負性大于“C”（環上缺電）

2.電子云密度：

苯環>吡啶環

★

3.“N”未共電子對未參與共軛，

可結合質子，具有堿性。二、六元雜環化合物的性質

（一）吡啶的水溶性

吡啶氮原子上一對共電子對能與水形成氫鍵，與水互溶。

（二）吡啶具有堿性（pkb=8.8）

含氮化合物堿性比較：

★季銨堿>脂肪胺>氨>吡啶>苯胺

與無機酸能形成鹽：★

吡啶鹽酸鹽（三）吡啶的親電取代反應

電子云密度較低，不易進行親電取代反應★

親電取代活性：

吡咯＞苯＞

吡啶

穩定性：

苯環>吡啶

＞吡咯

氮相當于間位定位基（四）吡啶的氧化和還原反應

與苯相似，側鏈可被氧化為羧酸

★吡啶較易被還原★

H2/Pt

六氫吡啶為仲胺、堿性較吡啶強106倍。Δβ-吡啶甲酸（煙酸）

或六氫吡啶第四節生物堿一.生物堿概念:

自然界植物中含氮的堿性化合物中草藥的有效成分

金雞納樹皮中:含奎寧15%黃蓮中:含黃蓮素9%二.生物堿的理化性質:

溶于:乙醇、乙醚、氯仿其鹽溶于:水、乙醇、乙醚、氯仿生物堿結構復雜,根據其含有的主要環系分為:

四氫吡咯環系、六氫吡啶環系、喹啉異喹啉環系、吲哚環系、嘌呤環系、例:*四氫吡咯環系、六氫吡啶環系:莨菪堿(阿托品)*喹啉異喹啉環系:小蘗堿(黃蓮素)*吲哚環系:

利血平第五節與醫學有關的化合物

一.吡咯衍生物

1.葉綠素2.血紅素骨架稱卟吩,4個吡咯環+–CH2–配位鍵與亞鐵原子形成配合物。

血紅素+蛋白質血紅蛋白存在于紅細胞中

葉綠素+蛋白質存在于葉綠體中

卟吩1.血紅素配位鍵與亞鐵原子形成配合物。

2.葉綠素配位鍵與鎂原子形成配合物。

3.維生素B12

(抗惡性貧血藥物)二、吡啶的衍生物維生素PP:

參與機體氧化還原,降膽固醇,抗糙皮病.

β-吡啶甲酸(煙酸)

β-吡啶甲酰胺雷米封