第十二章 杂环化合物第一节杂环化合物：在环状化合物中，组成环的原子除碳原子外还有其他元素的原子时，称为杂环化合物。
分类和命名分类：
五元 含O
环大小 六元 杂原子 含N
稠杂环 含S
命名：按外文名词译音，并以口做偏旁，表示环状化合物。例如：呋喃，读作“夫南”
杂环编号：⑴ 单杂环编号时,总是以杂原子为”1”位.
⑵ 环中有相同的原子则由带取代基的一个杂原子开始.(或从离取代基最近的一个杂原子开始.)
⑶ 如果环中有两个或几个不同的杂原子,则按照O---S----N的顺序编号.
例如:Ⅰ 五元环:
呋喃 噻吩 吡咯 咪唑 吡唑 噻唑五元环中含多个杂原子的,其中有一个为氮原子的叫做唑.
Ⅱ 六元环:
吡喃 吡啶 咪啶 吡嗪
Ⅲ 稠杂环
吲哚 嘌呤 苯并吡喃
喹啉 异喹啉 喋啶结构与芳香性：
呋喃：有芳香性。
噻吩：有芳香性。
吡咯：有芳香性。
吡啶：有芳香性。
性质：（呋喃、噻吩、吡咯、吡啶）
亲电取代反应：
同芳环一样：可以发生卤代、硝化、磺化及傅氏反应。呋喃、噻吩、吡咯等富电子杂环的亲电取代反应主要发生在α位，当两个α位被占时才可能进入β位；反应的活性比苯大。吡啶等缺电子杂环的亲电取代反应主要发生在β位；反应的活性比苯小。
⑴ 卤代反应：
吡咯极易被卤代：
⑵ 硝化反应：硝化试剂-乙酰基硝酸酯（CH3COONO2）低温下反应。
⑶ 磺化反应：吡咯呋喃对酸很敏感，强酸能使它们开环聚合，常用温和的非质子磺化试剂：吡啶与SO3的加成物。
⑷ 傅氏酰基化：吡啶不发生此反应
⑸ 傅氏烷基化：
氧化：
⑴ 呋喃、噻吩、吡咯非常活波，容易发生氧化反应，甚至在空气中也可氧化。但产物复杂。
⑵ 吡啶稳定难于氧化：
还原：
⑴ 吡咯、呋喃、噻吩容易被还原，产物为饱和环系。
⑵ 吡啶难于被还原
吡咯与吡啶的碱性：
⑴ 吡咯：弱酸性
原因：共轭给电子作用。
可与NaOH，KOH成盐，而不与HCl及弱酸成盐。
⑵ 吡啶：显碱性
原因：诱导吸电子作用。
可与酸成盐（相当于叔胺）
杂环化合物及其衍生物
⑴ 呋喃及α-呋喃甲醛呋喃是一种无色易挥发的液体，沸点为32℃，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。α-呋喃甲醛俗名叫做糠醛，是由米糠、玉米芯、花生壳等农产品废料进行酸性水解得到。
鉴别反应：苯胺醋酸盐与糠醛作用，显深红色，可以用于糠醛或戊糖的鉴别。
⑵ 吡咯：
存在于煤焦油和骨焦油中，是无色液体，沸点为131℃，难溶与水，易溶于乙醇，乙醚、苯等有机溶剂。易被氧化，在空气中即可被氧化，而变为褐色。
鉴别：少量的吡咯蒸汽遇到蘸有盐酸的松木片，显红色，称为松木片反应。
衍生物自学。
⑶ 吡啶：叔胺，弱碱性，好的溶剂，可与水混溶，可溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂中。
衍生物,
β-吡啶甲酸 β-吡啶甲酰胺烟酸 烟酸胺
⑷ 吲哚：
吲哚是吡咯环与苯环稠和而成，为白色晶体，熔点52.25℃，沸点254℃可溶于热水、易溶于醇醚等有机溶剂。弱酸性，有松木片反应。
β-吲哚乙酸为植物生长调节剂。
⑸ 嘌呤、核酸、嘧啶
嘌呤是由嘧啶和咪唑环并联得到。为无色结晶，易溶于水，中性，可分别与酸碱成盐。
核苷酸：由一分子戊糖和一分子含氮杂环组成的氮糖苷的磷酸酯。其中，戊糖为D-核糖或D-脱氧核糖，含氮杂环为嘌呤或嘧啶的衍生物。
（即：核苷酸是由一分子五碳糖、一分子含氮杂环、一分子磷酸组成。）
核酸：由多个核苷酸组成的高分子化合物。每一种核酸中所含糖都是相同的，根据核酸所含糖的不同分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。
核苷：糖中半缩醛羟基与杂原子中氮原子上氢脱水形成的叫氮糖苷。
五、生物碱物理性质：
定义：一类存在于生物体中的结构复杂，并具有很强的生理作用的含氮碱性有机物。
生物碱大多为固体，可溶于乙醇等有机溶剂，有旋光活性。
沉淀反应丹宁、苦味酸、磷钨酸、磷钼酸、碘化汞钾（HgI2+KI）等，可以使生物碱由水中沉淀出来。
颜色反应：
硫酸、硝酸、甲醛及氨水可与生物碱发生颜色反应，可用于生物碱的鉴定。
六、代表物自学。
分类和命名分类：
五元 含O
环大小 六元 杂原子 含N
稠杂环 含S
命名：按外文名词译音，并以口做偏旁，表示环状化合物。例如：呋喃，读作“夫南”
杂环编号：⑴ 单杂环编号时,总是以杂原子为”1”位.
⑵ 环中有相同的原子则由带取代基的一个杂原子开始.(或从离取代基最近的一个杂原子开始.)
⑶ 如果环中有两个或几个不同的杂原子,则按照O---S----N的顺序编号.
例如:Ⅰ 五元环:
呋喃 噻吩 吡咯 咪唑 吡唑 噻唑五元环中含多个杂原子的,其中有一个为氮原子的叫做唑.
Ⅱ 六元环:
吡喃 吡啶 咪啶 吡嗪
Ⅲ 稠杂环
吲哚 嘌呤 苯并吡喃
喹啉 异喹啉 喋啶结构与芳香性：
呋喃：有芳香性。
噻吩：有芳香性。
吡咯：有芳香性。
吡啶：有芳香性。
性质：（呋喃、噻吩、吡咯、吡啶）
亲电取代反应：
同芳环一样：可以发生卤代、硝化、磺化及傅氏反应。呋喃、噻吩、吡咯等富电子杂环的亲电取代反应主要发生在α位，当两个α位被占时才可能进入β位；反应的活性比苯大。吡啶等缺电子杂环的亲电取代反应主要发生在β位；反应的活性比苯小。
⑴ 卤代反应：
吡咯极易被卤代：
⑵ 硝化反应：硝化试剂-乙酰基硝酸酯（CH3COONO2）低温下反应。
⑶ 磺化反应：吡咯呋喃对酸很敏感，强酸能使它们开环聚合，常用温和的非质子磺化试剂：吡啶与SO3的加成物。
⑷ 傅氏酰基化：吡啶不发生此反应
⑸ 傅氏烷基化：
氧化：
⑴ 呋喃、噻吩、吡咯非常活波，容易发生氧化反应，甚至在空气中也可氧化。但产物复杂。
⑵ 吡啶稳定难于氧化：
还原：
⑴ 吡咯、呋喃、噻吩容易被还原，产物为饱和环系。
⑵ 吡啶难于被还原
吡咯与吡啶的碱性：
⑴ 吡咯：弱酸性
原因：共轭给电子作用。
可与NaOH，KOH成盐，而不与HCl及弱酸成盐。
⑵ 吡啶：显碱性
原因：诱导吸电子作用。
可与酸成盐（相当于叔胺）
杂环化合物及其衍生物
⑴ 呋喃及α-呋喃甲醛呋喃是一种无色易挥发的液体，沸点为32℃，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。α-呋喃甲醛俗名叫做糠醛，是由米糠、玉米芯、花生壳等农产品废料进行酸性水解得到。
鉴别反应：苯胺醋酸盐与糠醛作用，显深红色，可以用于糠醛或戊糖的鉴别。
⑵ 吡咯：
存在于煤焦油和骨焦油中，是无色液体，沸点为131℃，难溶与水，易溶于乙醇，乙醚、苯等有机溶剂。易被氧化，在空气中即可被氧化，而变为褐色。
鉴别：少量的吡咯蒸汽遇到蘸有盐酸的松木片，显红色，称为松木片反应。
衍生物自学。
⑶ 吡啶：叔胺，弱碱性，好的溶剂，可与水混溶，可溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂中。
衍生物,
β-吡啶甲酸 β-吡啶甲酰胺烟酸 烟酸胺
⑷ 吲哚：
吲哚是吡咯环与苯环稠和而成，为白色晶体，熔点52.25℃，沸点254℃可溶于热水、易溶于醇醚等有机溶剂。弱酸性，有松木片反应。
β-吲哚乙酸为植物生长调节剂。
⑸ 嘌呤、核酸、嘧啶
嘌呤是由嘧啶和咪唑环并联得到。为无色结晶，易溶于水，中性，可分别与酸碱成盐。
核苷酸：由一分子戊糖和一分子含氮杂环组成的氮糖苷的磷酸酯。其中，戊糖为D-核糖或D-脱氧核糖，含氮杂环为嘌呤或嘧啶的衍生物。
（即：核苷酸是由一分子五碳糖、一分子含氮杂环、一分子磷酸组成。）
核酸：由多个核苷酸组成的高分子化合物。每一种核酸中所含糖都是相同的，根据核酸所含糖的不同分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。
核苷：糖中半缩醛羟基与杂原子中氮原子上氢脱水形成的叫氮糖苷。
五、生物碱物理性质：
定义：一类存在于生物体中的结构复杂，并具有很强的生理作用的含氮碱性有机物。
生物碱大多为固体，可溶于乙醇等有机溶剂，有旋光活性。
沉淀反应丹宁、苦味酸、磷钨酸、磷钼酸、碘化汞钾（HgI2+KI）等，可以使生物碱由水中沉淀出来。
颜色反应：
硫酸、硝酸、甲醛及氨水可与生物碱发生颜色反应，可用于生物碱的鉴定。
六、代表物自学。
