第十七章杂环化合物
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第十七章杂环化合物§17—1 杂环化合物的分类和命名
一、分类
杂环单杂环
五元环
六元环
苯环与单杂环的稠合杂环(苯并杂环)
两个或两个以上单杂环的稠合杂环
O S N H
稠杂环
N
N
N
N N
H
N
二、命名
杂环的命名常用音译法，是按外文名词音译成带“口”字旁的同音汉字。
N
H O S N
N N
(pyrrole)(furan)(thiophene)(pyridine)
(pyrimidine)
N
N
N N
H
N
N
H
(quinoline)(indole)(purine)
吡咯呋喃噻吩吡啶
嘧啶喹啉吲哚嘌呤
取代杂环的命名：
①杂环的编号从杂原子起依次1,2,3 ……（或：α,β,γ……）。
②如环上不止一个杂原子时，则从O、S、N的顺序依次编号。
③有两个相同杂原子的，应从连有H原子或取代基的开始编号。
④编号时注意杂原子或取代基的位次之和最小。
N
S NH2
H3C
5
12
43
2-氨基-4-甲基噻唑
N
H1
2
3
4
5
N
N1
2
3
4
5
CH3
吡唑
1-甲基咪唑
§17—2 五元杂环化合物一、结构
1．分子结构
O S
N H
5
6
π
为共轭体系
电子= 6符合4n + 2具有芳性
富电子芳环
π
据现代物理方法证明：
①呋喃、吡咯、噻吩是一个平面结构。
②环上的C原子和杂原子都是以SP2杂化轨道成键的。
③五个没有杂化的P轨道垂直于环平面，形成闭合共轭体系。
④环形π电子分布于杂环平面的上、下两方。
⑤共轭能
噻吩、吡咯、呋喃共轭能分别为125.5、90.4、71.1kJ/mol。2．芳香性
①符合休克尔规则，π电子数为6。
②芳香性比较（易取代、难加成、难氧化）：
苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃
③解释
环的稳定性：苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃
二、化学性质
1．亲电取代反应
①卤代
O
O
O O
Cl
Br
Cl
+
Cl
80%
N
H
H
80%
S
95% H 2SO 4
S
SO 3H 噻吩-2-磺酸
S
Cl
Cl S
Cl Cl
Cl Cl
+
78%
36%
14%
加成产物13%
② 硝化
乙酰硝酸酯是较为温和的硝化剂。
③ 磺化
噻吩在室温下可直接磺化，生成溶于水的α-噻吩磺酸。这个反应常用来除去粗苯中的噻吩。吡咯和呋喃对酸敏感，吡咯在酸性条件下易聚合；呋喃遇酸要开环，故需与吡啶三氧化硫为磺化剂。
O
22O
N
SO 3
-
3H
41%
+
O
CH 3CO 2NO 2
O
H NO 2
H CH 3COO
2
35%
加成物
S
+
322S
NO 2
S
NO 270%
5%
N
H
83%
11%
HONO
2
+
N H
NO 2
N H
NO 2
N H
N
H
N
+
SO3
-
H
3
H 90%
④乙酰化
亲电取代反应的活性吡咯＞呋喃＞噻吩＞＞苯亲电基团一般进入杂原子的邻位（α-位），α-位上的电子云密度较其它位大。
N H
-0.06
-0.10
+0.32O
-0.02
-0.03
+0.10S
-0.04
-0.06
+0.20
2．加成反应
O
N H
H, Ni 或 Pd
H, Ni 或 Pd
O
N
H
四氢呋喃
四氢吡咯
( THF ) S
H, Ni
S
不能用催化,因噻吩能使中毒
Pd Pd
O乙醚0℃
3
O C OC H3
N
H
乙酐
N
H
COCH3N
H
COCH3
CH3CO
+
60%
S34S
COCH3
70%
乙酐