第十七章--杂环化合物知识讲解
③ 环上有不同杂原子时，按O、S、N的顺序编号；
④ 尽可能使连有取代基的碳原子编号最小。
4β
5
3-CH3
6 N 2α 1
3-甲基吡啶 或β-甲基吡啶
4
5 N3 6 N1 -2NH2 2-氨基嘧啶
5 6
4 3
7
N2
8OH 1
8-羟基喹啉
4
N3
CH3-5 S 2 1 5-甲基噻唑
CH34- N 3
4
3
5
第十七章--杂环化合物
在自然界中杂环化合物分布很广
如：使植物中成绿色的叶绿素 使血液成红色的血红素 具有遗传作用的核酸
它们都具有重要的生理作用。 许多中草药的有效成分大都含有含氮杂环化合物，部 分维生素和抗菌素以及一些植物色素和植物染料都含有杂 环，不少合成药物和合成染料也含杂环。 杂环化合物是一大类有机化合物，在理论和实际 中都有十分重要的意义。
呋喃, 噻吩和吡咯易氧化, 一般不用硝酸直接硝化; 通常用比较 温和的非质子硝化试剂，如：硝酸乙酰酯，反应在低温下进行。
+ Br2 O
OO 0℃
-Br 2-溴呋喃
O
80%
+ Cl2 O
-40 ℃
-Cl + Cl- -Cl
O
O
2-氯呋喃
2,5-二氯呋喃
噻吩溴化可在室温下进行，得一溴代产物。
+ Br2 S
AcOH 室温
-Br
S
78%
2-溴噻吩
② 硝化反应
五元杂环化合物与硝酸（强氧化剂）反应，得不到预期 产物，而是芳环被破坏。因此它们硝化反应必须在温和条件 下，采用弱硝化剂——乙酰硝酸酯。
这种方法的优点是比较简单，缺点是遇到字音相近的字 比较难译，并且译出的名字与结构没有联系。
2. 根据相应碳环母核命名
把杂环当作是相应的碳环中碳原子被杂原子置换而形 成的，命名时在碳环母体名称前加“某杂” （杂原子的名 称）两字，以表示其中的杂原子。
O 茂（碳环母核） 氧（杂）茂
N 苯（碳环母核） 氮（杂）苯
① 卤代反应
像苯酚和苯胺一样，吡咯、呋喃、噻吩很容易发生卤代 反应。
氯代、溴代不但不需催化剂，而且为避免多取代物，往 往采用温和条件，如用溶剂稀释和采用低温。
吡咯反应活性最大，在低温下进行，一般得多卤产物。
+ Br2
C2H5OH 0℃
N
Br- -Br
Br- -Br N
四溴吡咯
呋喃与 Br2 反应也很激烈，在 0 ℃与 Br2在二氧六环存在 下反应得一溴代产物，与 Cl2 在 – 40℃ 下反应得混合产物。
N—H
·
·
··
N
P 轨道
·
吡咯
五 中
吡咯的分子结构
N原子杂化轨道 体系中π 电子数：
O··
心 六 电 子
··
·
·· O ··
·
呋喃 （
· ·· ·O
··
4+2=6 符合休克
富
O原子杂化轨道 尔 4 n + 2
电
呋喃的分子结构
规则，故
子 环
·
S·· ） ·
· ·· S·
噻吩
·
三个杂环
· ·· ·S
··
+ 4S
600 ℃ ~650℃
+ 3 H2S S
CH2=CH-CH2CH3 CH3-CH=CH-CH3
+ SO2
高温
S
呋喃和氨在高温下反应制得吡咯
+ NH3 O
Al2O3 430 ℃
三、化学性质
芳香性
苯 噻吩 吡咯
+ H2O N
呋喃
稳定性
反应活性（ 亲电取代和加成反应 ）
五元杂环 ＞＞ 苯
（富电子环）
1. 亲电取代反应
呋喃、噻吩、吡咯能像苯一样发生一系列芳香族化 合物的特征反应，由于它们是富电子杂环，所以比苯更 容易发生亲电取代反应。
反应活性相对次序是
吡咯 ＞ 呋喃 ＞ 噻吩 ＞＞ 苯
溴化反应 相对速率
3×1018
6×10 11
5×10 9
1
亲电试剂进攻发生在α- 位和β- 位，而α- 位更容易些。
N 氮（杂）茂
N N 1,3-二氮苯
萘（碳环母核）
N 氮萘
这种命 名方法的缺 点是名称太 长，使用不 便。目前一 般都采用音 译名称来命 名。
环上有取代基时，应以杂环为母体，将杂环母核编号
① 杂原子编号最小（即从杂原子开始编号）；
② 环上含两个以上相同杂原子时，应使杂原子的
编号原则
编号最小（一般从连有取代基的杂原子开始）；
7.4 +- 1
二、制备方法
呋喃、噻吩、吡咯分别存在于木焦油、煤焦油和骨 焦油中，但含量不多。
工业上常用糠醛（α- 呋喃甲醛）脱羰基制备呋喃。
-CHO
+
H2O
ZnO-Cr2O3-MnO2 400 ℃ ~415℃
O
+ CO2 O
噻吩可用丁烷与硫、丁稀与二氧化硫在高温下反应制得
CH2—CH2 CH3 CH3
§17-1 杂环化合物的分类和命名
一 、分类
单杂环
五元杂环
O
S
N
分类
六元杂环
N
N
N
稠杂环
二、命名
N
N
1. 音译法
——利用国际通用名称译音，加口旁以表示是 杂环化合物。
O furan 呋喃
N pyridine
吡啶
S
thiophene 噻吩
N
O pyran 吡喃
N pyrimidine
嘧啶
N
pyrrole 吡咯
杂环 ＞ 苯环 杂环 ＜ 苯环 杂环 ＜ 苯环 杂环 ＞ 苯环
化合物
呋喃 噻吩 吡咯
β α
O
β α
N
β α
S
苯
共振能
KJ / mol 71.1
90.4
125.5 152
HNMR吸收
δ ppm
6.37（β-H） 7.42（α-H）
6.20（β-H） 6.68（α-H）
7.10（β-H） 7.30（α-H）
一、 呋喃、噻吩、吡咯的结构与芳香性
物理方法证明：呋喃、噻吩、吡咯都是平面结构，环 上所有原子都是SP2 杂化，各原子均以SP2 杂化轨道重叠形 成σ键。
碳未杂化的 P 轨道中有一个电子，杂原子的 P 轨道中 有一对电子，P 轨道互相平行重叠，形成闭合的共轭体系。
··
N
· ·
·
·
sp2杂化轨道
Байду номын сангаас
··
2
N1
4-甲基咪唑
5
2
N1
CH3
N-甲基吡咯
或1-甲基吡咯
4 5
β 3-CH2COOH
6 7
N1 2α
3-吲哚乙酸 或β-吲哚乙酸
§17-2 五元杂环化合物
典型的五元杂环是呋喃、噻吩、吡咯。它们是最重要的 含一个杂原子的五元环化合物。它们的重要性不在于它们的 单体而是它们的衍生物。它们的衍生物不单种类繁多，而且 有些是重要的工业原料，有些具有重要的生理作用。
均具有芳 香性
S原子杂化轨道
噻吩的分子结构
三种杂环具有一定程度的芳香性，杂原子电负性大小：
O (3.5) ＞ N (3.0) ＞ S (2.5)
电负性 , 对外层电子吸引力 , 孤电子离域 , 故芳香性 。 芳香性与稳定性:
＞
＞
S
N
＞ O
由于呋喃、噻吩、吡咯都是五中心六电子，属于富电子环
π电子密度： 稳 定 性： 芳 香 性： 反 应 活 性：
合集下载
有机化学---第17章 杂环化合物
、 内酯、环状酸酐等。
环为平面型共轭体系，环内π电子数符合4n+2规 则，具有一定芳香性的杂环化合物。
2
2、杂环化合物的分类
五元杂环, 如 单杂环 六元杂环, 如 杂环化合物 稠杂环 两个以上单杂环稠并
N N N H
O N
N H
S
苯环与单杂环稠并, 如 N H
N
N
3
3、杂环化合物的命名 （1）音译法 ——在同音汉字左边 + 口字旁
N ..
H2SO4,HgSO4 220℃
N
N
NO2
β-硝基吡啶
SO3H
β-吡啶磺酸
34
当吡啶环上连有供电子基团时，将有利于亲电取
代反应的发生；反之，就更难以进行亲电取代反应。
NO2
HNO3,H2SO4
H3 C N CH3
100℃
H3 C
N
CH3
吡啶环也象硝基苯一样，不能发生F―C烷基化和 酰基化反应。
吲哚具有芳香性，亲电取代反应发生在吡咯环上； 吲哚亲电取代反应的活性比苯高，但比吡咯低。 亲电取代反应的位置：
5 4 3 7
E+
1
苯 环
6
N H
2
吡咯环
26
进攻 C2 N H + E
+
进攻 C3
只有一个带有完 E N 2 H 整苯环的共振杂化体。 H 3 E 3 E H H + + N N H H
OH
6
S1
苯并呋喃
1
苯并吡咯 喹啉
N
9 7 8
苯并噻唑
N N
3
5 4
HO
N H
OH
大学有机化学第十七章杂环
杂环化合物也可以发生还 原反应，如喹啉可以还原 为二氢喹啉。
还原反应通常涉及还原剂 对杂环的攻击，导致电子 转移和还原产物的生成。
杂环化合物在有机合成中的
06
应用
作为合成子构建复杂分子结构
01 杂环化合物作为合成子
杂环化合物具有丰富的反应性和多样的结构，可 以作为合成子用于构建更复杂的分子结构。
02 杂环合成策略
在天然产物的全合成中，杂环的合成是关键步骤 之一。通过设计合理的合成路线，可以实现杂环 的高效构建。
03 实例分析
以某些具有代表性的天然产物为例，阐述杂环化 合物在天然产物全合成中的应用。
在药物设计和合成中的应用
药物分子的结构特点
许多药物分子都含有杂环结构，这些结构对于药物与靶标 的相互作用具有重要影响。
咪唑
由两个氮原子和三个碳原子组成的五元杂环化合物，具有芳香性。咪唑及其衍生物在医药和农药等领域有重要应 用，如抗真菌药物克霉唑、抗寄生虫药物甲硝唑等。
噻唑
由一个硫原子、一个氮原子和三个碳原子组成的五元杂环化合物，具有芳香性。噻唑及其衍生物在染料、农药和 医药等领域有广泛应用，如杀菌剂稻瘟灵、抗癫痫药物卡马西平等。
大学有机化学第十七 章杂环
目录
• 杂环化合物概述 • 五元杂环化合物 • 六元杂环化合物 • 杂环化合物的合成方法 • 杂环化合物的反应与机理 • 杂环化合物在有机合成中的应用
01
杂环化合物概述
定义与分类
定义
杂环化合物是指分子中含有杂原子（非碳原子）的环状 有机化合物。
分类
根据杂原子的种类和数量，杂环化合物可分为单杂环和 多杂环两大类。其中，单杂环又分为含氮杂环、含氧杂 环和含硫杂环等。
呋喃
第十七章 杂环化合物
重要的杂环 N
O 呋喃
furan
N H 吡咯
pyophene
N N
环
吡啶
pyridine
N
嘧啶
稠杂环
N
喹啉
嘌呤
杂环化合物的命名方法有两种：译音法和系统命名法。最常用的是译音法。
O
N H
S
N
furan
呋喃
pyrrole
吡咯
thiophene
噻吩
pyridine
吡啶
有取代基时，将杂原子编为１号，或与杂原子相邻的碳原子编为α，依次 为α，β，γ······
3
溶于水， pKa=8.9，弱碱 性
O
N
嘌呤
NH2 N N
鸟嘌呤
CH3 N
H3C O
N N CH3
N
N
咖啡碱，存在于茶 叶和咖啡中
作业p574
（一） （五）(2)(5)(7)(9)(11)(12)
（十）
（十五）
17.2 五元杂环化合物 17.2.1 五元杂环化合物的化学性质 1、亲电取代反应 相当于苯酚或苯胺的活性——反应主要发生在α-位 硝化
N H
O + H3C C ONO2
乙醇 -10℃
N H SO 3H
N H NO 2
-硝基吡咯
磺化
N H
+ SO3
吡啶 100℃
-吡咯磺酸
O
卤化
O
+ Br2
O 0℃
α –溴代呋喃 (90%)
O
Br
S
+ Br2 AcOH
室温
Br S α –溴代噻吩
Friedel–Crafts酰基化
第17章杂环化合物
第十七章杂环化合物一、本章知识结构及知识要点本章知识结构知识要点1、杂环化合物命名和结构1命名杂环母核音译法按照IUPAC推荐的普通名称用23个汉字音译使用带口字旁的同音汉字。
如呋喃、吡啶等。
系统命名法根据相应的碳环命名。
如O氧杂-24-环戊二烯原子的编号杂环化合物分类、命名和结构分类和命名结构和芳香性五元杂环化合物化学性质常见的五元杂环化合物呋喃和糠醛噻吩吡咯和吲哚咪唑和噻唑六元杂环化合物吡啶和嘧啶喹啉和异喹啉嘌呤编号从杂原子开始。
含有两种以上杂原子时①让杂原子的位号尽可能小②当两个杂原子不相同时价数小的在前大的在后③价数相等时原子序数小的在前大的在后。
有些稠杂环化合物的原子编号是固定的。
2结构和芳香性呋喃、吡咯、噻吩的结构sp2杂化结构特点杂原子共轭效应是供电子的诱导效应是吸电子的。
杂原子是sp2杂化未成键电子对在2p轨道上参与共轭。
由于6个π电子分布于5个原子上整个环的π电子几率密度比苯大是富电子芳环因而比苯环活泼亲电取代反应比苯快得多。
芳香性由大到小苯噻吩吡咯呋喃吡啶的结构sp2杂化结构特点杂原子的共轭效应和诱导效应都是吸电子的。
未成键电子对在sp2杂化轨道上不参与共轭。
形成∏66共轭体系具有芳香性。
由于N原子的吸电子作用使环的电子云密度降低亲电反应活性比苯低类似硝基苯。
2、五元杂环化合物1吡咯、呋喃和噻吩的化学性质容易发生亲电取代反应主要发生在α-位反应的活性为吡咯呋喃噻吩苯。
由于这些五元杂环容易被破坏稳定性差因而对试剂及反应条件应有所控制。
硝化硝化应在较低的温度下使用温和的硝化剂乙酰硝酸酯。
NHNHNO2CH3COONO210CH3CO2O ℃SSNO2CH3COONO210CH3CO2O ℃呋喃比较特殊先生成稳定的或不稳定的25加成产物然后加热或用吡啶除去乙酸得到硝化产物。
OCH3COONO230 5 ℃ONO2HONO2HHCH3COO吡啶ONO2 磺化吡咯、呋喃不太稳定所以须用温和的磺化试剂磺化。
第十七章杂环化合物
2004年8月13日
(三) 六元杂环化合物
N N 吡啶 N 嘧啶 H2N N 磺胺嘧啶(SD) SO2 NH N
(1) 碱性与亲核性
由于氮上孤对电子与苯环共面，不参与环体系的共轭 由于氮上孤对电子与苯环共面，不参与环体系的共轭， 所以吡啶有碱性和亲核性，且碱性大于苯胺： 所以吡啶有碱性和亲核性，且碱性大于苯胺：
(
。) b.p81 C
（苯层）
浓 H2SO4 室温 分液 蒸馏
无噻吩苯
S 。 ( b.p84 C) .
S
SO3H （酸层）
2004年8月13日
付氏酰基化： 付氏酰基化：
N H
+(CH3CO)2O
150-200 C 60%
。 N H COCH3
2004年8月13日
(2) 加成
O N H
+ H2 + H2
2004年8月13日
例：
N N N
+ Br2
。 300 C
以上
Br N
β溴代吡啶
+ H2SO4 + 混酸
350 C
。 。 N
SO3H NO2 N
β吡啶磺酸
300 C 24h
β硝基吡啶 （产率很低， 6％） 约
2004年8月13日
(3) 亲核取代
N N
+ NaNH2 + KOH
N NH2 N OH
能与强酸成盐
不能与强酸成盐， 不能与强酸成盐，遇酸分解
2004年8月13日
另一方面，吡咯有弱酸性： 另一方面，吡咯有弱酸性：
N H
+
KOH(S)
H2O
N+ K
第十七章 杂环化合物
NH
N
N
HN
例如：叶绿素(1818年，由植物叶中分离出)
(3)噻唑的重要衍生物
一些重要的天然产物及合成药物含有噻唑结构， 如青霉素、维生素B1等。
噻唑环
维生素B1（VB1）
NH3Cl N CH3 N Cl CH3 S CH2CH2OH
CH2 N
噻唑环
5. 杂环化合物的检验方法
呋喃： 盐酸浸渍的松木片 → 绿色 吡咯： 盐酸浸渍的松木片 → 红色 噻吩： 浓硫酸-靛红 → 蓝色 糠醛： 乙酸-苯胺→红色 吲哚： 盐酸浸渍的松木片 → 红色
O
1 4
N1 H
4 3 5 6 7 3
N
1 4
5 6 7
5 6 7
3
O
1
2
S
1
2
N1 H
2
例如：
O CHO O2N O CHO
2-呋喃甲醛(糠醛）
CH3
5-硝基-2-呋喃甲醛
CH2COOH
N
COOH
N H
4-甲基-2-吡啶甲酸
3-吲哚乙酸
(2)含有两个或两个以上相同杂原子
从连有氢或取代基的杂原子开始编号，并且使 杂原子位次之和最小。
(CH3)3C N
CH2CH3 KMnO4 (CH3)3C N
COOH
CH3 N
? N
NH2
还原反应
吡啶因环上电子云密度较低，比苯易还原， 用钠加乙醇、催化加氢等均使吡啶还原。
H2,Pt
N
CH 3COOH
N H
六氢吡啶（哌啶）
六氢吡啶（哌啶），沸点106℃，能溶于水、 乙醇、乙醚等溶剂，它的性质与一般仲胺相似。 是常用的有机碱。
杂环化合物
O
CHO
O
COONa
+
O
« ¼ ² ¹
CH2OH
«È ¼ ® Á Ã
õ · È Ì £ ·
O
CHO
+ (CH3CO)2O
NaOAc
O
+ CH=CHCOOH
通常，杂环化合物是指含有杂原子构成环的、有一定芳香 性的环状化合物。
•分类
1、脂杂环
三元杂环 四元杂环 五元杂环
O
没有芳香特征的杂环化合物称为脂杂
H N
O NH
(氮杂环丙烷) (β-丙内酰胺)
O O
(顺丁烯二酸酐)
七元杂环
O
(氧杂 )
N H
(1H-氮杂 )
2 、芳杂环
O H
HO
OH2
OH
OH
OH
亲电取代反应
（1）概述 *1 亲电取代反应的活性顺序为：
N H
>
O
>
S
>
①电子密度 ②σ-络合物
E N H H
E H
E N H H
E H
E N H H
E H
八隅体结构最稳定
无最稳定结构
吸电子诱导：O(3.5) > N(3.0) > S(2.6) 给电子共轭：N > O > S 综合：N贡献电子最多，O其次，S最少
*2 取代反应主要发生在α-C上； *3 吡咯、呋喃对酸及氧化剂比较敏感，选择试 剂时需要注意； *4 噻吩、吡咯的芳香性较强，所以易取代而不易 加成；呋喃的芳香性较弱，虽然也能与大多数 亲电试剂发生亲电取代，但在强亲核试剂存在 下，能发生亲核加成。
离域能：噻吩：121.3 kJ· mol-1 呋喃：66.9 kJ· mol -1
有机化学 第十七章杂环化合物
第十七章杂环化合物(heterocyclic compounds)在环状化合物的环中含有碳以外的杂原子，这类化合物统称为杂环化合物。
常见的杂原子是: O, N, S1芳杂环的数目很多，可根据环的大小、杂原子的多少以及单环和稠环来分类。
•常见的杂环为五元、六元单杂环及稠杂环。
稠杂环是由苯环及一个或多个单杂环稠合而成的。
317.2 杂环化合物的命名杂环化合物的命名采用外文名的译音，用带“口”字旁的同音汉字表示。
编号从杂原子开始，用阿拉伯数字(1,2,…) 表示顺序，也可以将杂原子旁的碳原子依次用α、β、γ表示。
417.3 结构和芳香性呋喃、噻吩、吡咯是最重要的含一个杂原子的五元杂环化合物。
呋喃、噻吩、吡咯都是平面结构，环上所有原子都是sp2杂化，各原子均以sp2杂化轨道重叠形成σ键。
9碳未杂化的p 轨道中有一个电子，杂原子的p轨道中有一对电子，p 轨道相互平行重叠，形成闭合的共轭体系,具有芳香性。
下表中给出的1H NMR数据可证实这一点，环上质子的化学位移在7ppm左右与苯类似。
1011表17-1 五元芳杂环的物理性质分别存在于木焦油、煤焦油和骨焦油中αβαβαβ17.4 五元杂环化合物4.1 五元杂环化合物的化学性质呋喃、噻吩、吡咯具有芳香性，容易进行亲电取代反应。
杂原子的大小及电负性不同，它们的活性有差异，但它们的活性都比苯大，顺序为：吡咯> 呋喃> 噻吩> 苯12（丙）吡咯和吲哚•吡咯的物理性质和鉴定•无色油状液体，沸点131℃，微溶于水，易溶于有机溶剂。
•吡咯蒸气遇浸过盐酸的松木片呈红色，可用来检验吡咯。
•吡咯环不如苯环稳定，易被氧化呈褐色并发生树脂化。
2017.5 六元杂环化合物5.1 吡啶和嘧啶吡啶存在于煤焦油和骨焦油中，工业上用无机酸从煤焦油的轻油部分中提取。
吡啶的衍生物广泛存在于自然界中，许多药物也含有吡啶环。
23一、吡啶的物理性质及结构吡啶是一个无色有恶臭的液体b.p. 115.5℃，m.p.-42℃，d: 0.9819与水及许多有机溶剂如乙醇，乙醚等混溶它是良好的溶剂25吡啶的结构与苯的相似吡啶环上的氮以sp2杂化成键，一个p电子参与共轭，形成具有6个p电子的闭合的共轭体系，具有芳香性。
有机化学-第十七章 杂环化合物
N H
氮杂-2,4,6-环庚三烯
二、命名 1、音译法命名：根据英文音义，用带口字旁的同音汉字
N H (pyrrole) 吡咯
O (furan) 呋喃
N
N (pyrimidine)
嘧啶
N
(quinoline) 喹啉
S (thiophene)
噻吩
N H (indole) 吲哚
N (pyridine)
吡啶
S
α-噻吩磺酸
呋喃和吡咯对及氧化剂都比较敏感，应使用特殊的试 剂乙酰硝酸酯进行硝化，使用吡啶三氧化硫进行磺化。
+
－
N SO3
SO3H
O
O
α-呋喃磺酸
O
CH3 C ONO2
N
(CH3CO)2O,－10℃
N
NO2
H
H
α-硝基吡咯
吡啶比苯难发生亲电取代反应，反应条件要求和硝基 苯差不多；在发生反应时取代基主要进入β-位。
1 α-呋喃甲醛
HO CH CH OH H2SO4
H CH C H Δ CHO
OH OH
+ 3H2O O CHO
糠醛是没有α-氢的醛，化学性质和苯甲醛相似。
浓 NaOH
+
O CHO
O CH2OH O COOH
2 卟啉化合物
卟啉化合物是一类广泛存在于自然界中的化合物，它
们的分子中都含有卟吩环。
2α314 NhomakorabeaNH
N
δ
β
N
HN
8
5
7
γ
6
卟吩环
CH CH2
吡咯的酸性极弱，介于醇和酚之间。
Δ + KOH（固）
氮杂-2,4,6-环庚三烯
二、命名 1、音译法命名：根据英文音义，用带口字旁的同音汉字
N H (pyrrole) 吡咯
O (furan) 呋喃
N
N (pyrimidine)
嘧啶
N
(quinoline) 喹啉
S (thiophene)
噻吩
N H (indole) 吲哚
N (pyridine)
吡啶
S
α-噻吩磺酸
呋喃和吡咯对及氧化剂都比较敏感，应使用特殊的试 剂乙酰硝酸酯进行硝化，使用吡啶三氧化硫进行磺化。
+
－
N SO3
SO3H
O
O
α-呋喃磺酸
O
CH3 C ONO2
N
(CH3CO)2O,－10℃
N
NO2
H
H
α-硝基吡咯
吡啶比苯难发生亲电取代反应，反应条件要求和硝基 苯差不多；在发生反应时取代基主要进入β-位。
1 α-呋喃甲醛
HO CH CH OH H2SO4
H CH C H Δ CHO
OH OH
+ 3H2O O CHO
糠醛是没有α-氢的醛，化学性质和苯甲醛相似。
浓 NaOH
+
O CHO
O CH2OH O COOH
2 卟啉化合物
卟啉化合物是一类广泛存在于自然界中的化合物，它
们的分子中都含有卟吩环。
2α314 NhomakorabeaNH
N
δ
β
N
HN
8
5
7
γ
6
卟吩环
CH CH2
吡咯的酸性极弱，介于醇和酚之间。
Δ + KOH（固）
S-17杂环化合物课件
2
N1
喹啉
quinoline
5 6
4 3
7
N2
8
1
异喹 啉
isoquinoline
4
5
3
6 7
2
N1 H
吲哚
indole
O
苯 并呋喃 benzofuran
6
1N 5 N7
2
8
N3 4
N9 H
嘌呤
purine
8
9
1
7
2
6 5
3
N 10
4
吖啶
acridine
前面所讲的内酯、内酰胺、环氧乙烷等从结构上来看，也 属于杂环化合物，但其性质与同类的开链化合物相似。且 很容易开环形成链状化合物。
杂环化合物种类繁多，数量庞大，是有机化合物中数量最 大的一类。广泛存在于自然界中，很多在动植物体内起着 重要的生理作用。如：中草药的有效成分生物碱、血红素、 叶绿素、核酸的碱基等，都是含氮杂环化合物；为数不少 的维生素、抗生素以及一些植物色素和植物染料都含有杂 环；目前合成的杂环化合物也是为数众多，不少合成药物， 合成染料、新型高分子材料也含有杂环结构。在现代药物 中，杂环化合物占了相当大的比重。因此可以说：杂环化 合物在生命科学中占有重要地位；杂环化学是有机化学的 一个重要组成部分。
键长没有完全均匀化
N 0.1383nm
二. 化学性质
1.亲电取代反应
杂原子具有吸电诱导效应，又具有供电共轭效应。 吡咯中氮的供电共轭效应大于吸电诱导效应。
a. 亲电取代反应的活性
吡咯 ＞ 呋喃 ＞ 噻吩 ＞＞ 苯
溴化相对速度：3*1018 6*1011 5*1011
1
b. 亲电基团一般进入杂原子的邻位