第十三章 雜環(huán)化合物及生物堿

在環(huán)狀化合物中，組成環(huán)的原子除C外，還含有O、S、N等其它元素原子的化合物稱為雜環(huán)化合物。第十三章雜環(huán)化合物及生物堿一、雜環(huán)化合物的分類和命名

1.分類

(1)

根據(jù)所含的環(huán)的數(shù)目分為單雜環(huán)和稠雜環(huán)單雜環(huán)稠雜環(huán)(2)單雜環(huán)根據(jù)環(huán)上原子數(shù)分為五元和六元雜環(huán)（4）

稠雜環(huán)又分為芳環(huán)并雜環(huán)和雜環(huán)并雜環(huán)（3）單雜環(huán)根據(jù)雜原子的數(shù)目不同又分為含一個(gè)雜原子、含兩個(gè)雜原子的單雜環(huán)等芳環(huán)并雜環(huán)雜環(huán)并雜環(huán)

2.命名譯音命名法:

按外文名稱的譯音來(lái)命名，并用帶“口”旁的同音漢字來(lái)表示環(huán)狀化合物。呋喃噻吩吡咯咪唑噻唑(furan)(thiophene)(pyrrole)(imidazole)(thiazole)吡喃吡啶嘧啶(pyran)(pyridine)(pyrimidine)

吲哚喹啉嘌呤(indole)(quinoline)(purine)（1）雜環(huán)上有-R、-X、-NO2、-OH、-NH2等取代基時(shí)，以雜環(huán)為母體。環(huán)編號(hào)從雜原子開始。2,5-二甲基呋喃雜環(huán)上有取代基時(shí)命名原則2-羥基呋喃（2）含有兩個(gè)或兩個(gè)以上相同雜原子的單雜環(huán)編號(hào)時(shí)，把連有氫原子的雜原子編號(hào)為1，并使其余雜原子的位次盡可能小。4–甲基咪唑（3）如果環(huán)上有多個(gè)不同雜原子時(shí)，按氧、硫、氮的順序編號(hào)

4,5–二甲基噻唑

(4)當(dāng)只有1個(gè)雜原子時(shí)，也可用希臘字母編號(hào)，靠近雜原子的第一個(gè)位置是α-位，其次為β-位、γ-位等。α-甲基呋喃γ-甲基吡啶(5)當(dāng)環(huán)上連有-COOH、-SO3H、-CHO、CH2OH等基團(tuán)時(shí)，將這些基團(tuán)作母體，將雜環(huán)當(dāng)作取代基來(lái)命名。環(huán)編號(hào)仍從雜原子開始，并使作母體的基團(tuán)的位次盡可能的低。4-吡啶甲酸5-硝基-2-呋喃甲醛2-呋喃甲醇

二、雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)1.五元雜環(huán)呋喃吡咯噻吩呋喃、噻吩、吡咯π電子數(shù)（6）符合休克爾規(guī)則（4n+2），因此具有芳香性。在呋喃、噻吩、吡咯分子中，是由5個(gè)原子，6個(gè)π電子組成的共軛體系，使環(huán)上碳原子的電子云密度增加，所以稱為富電子芳雜環(huán)。呋喃、噻吩、吡咯分子中各原子間的鍵長(zhǎng)并不完全相等，因此芳香性比苯差。電負(fù)性強(qiáng)弱順序是：氧>氮>硫，芳香性強(qiáng)弱順序是：苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃。

2.六元雜環(huán)sp2雜化吡啶

吡啶π電子數(shù)（6）符合休克爾規(guī)則，具有芳香性。吡啶分子中，氮原子的電負(fù)性比碳大，使吡啶環(huán)上碳原子的電子云密度相對(duì)降低，所以此類雜環(huán)稱為缺電子芳雜環(huán)。吡啶的芳香性不如苯。三、雜環(huán)化合物的化學(xué)性質(zhì)

1.親電取代反應(yīng)富電子芳雜環(huán),親電取代反應(yīng)比苯容易,主要發(fā)生在α-位上；缺電子芳雜環(huán)，親電取代反應(yīng)比苯難,主要發(fā)生在β-位上。（1）鹵代反應(yīng)

β-溴代吡啶吡啶溴代反應(yīng)比苯難，不但需要催化劑，而且要在較高溫度下進(jìn)行。（2）硝化反應(yīng)五元雜環(huán)的硝化，一般用比較溫和的非質(zhì)子硝化劑-乙酰基硝酸酯，并在低溫下進(jìn)行，硝基主要進(jìn)入α-位。吡啶的硝化反應(yīng)需在濃酸和高溫下才能進(jìn)行，硝基主要進(jìn)β-位。（3）磺化反應(yīng)吡咯,呋喃對(duì)酸很敏感，強(qiáng)酸能使它們開環(huán)聚合，常用溫和的非質(zhì)子磺化試劑：吡啶與SO3的加成