第十四章 芳香杂环化合物

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1、第十四章芳香杂环化合物第一节杂环化合物的定义、分类和命名第一节杂环化合物的分类和命名一分类一.二．命名1．杂环化合物的命名比较复杂,目前我国通常采用音译法。1)按英文名词译音选用同音汉字加“口”字旁表示杂环名称.2) 当杂环上有取代基时,先将取代基的名称放在杂环名的前面,并把其在主体环的位号写在取代基的名称前面,以表示取代基在主体环上的位置.2-甲基呋喃3-乙基吡啶　　4-丙基吡啶3)对于一些简单的稠杂环化合物,可直接采用音译法命名并有其固定的编号喹啉异喹啉　4)当环上只有一个杂原子时,有时以希腊字母α、β、γ编号,靠近杂原子的碳原子为α-位,其次为β-、γ-位α-氯呋喃　β-乙基吡啶第二节芳

2、香六元杂环一、吡啶(pyridine)的结构和性质1．结构吡啶中的五个C和一个N都以sp2杂化轨道形成σ键,组成六元平面环状结构.C的p轨道和N的p轨道互相平行并侧面重叠,垂直于六元环平面,形成环状共轭体系.N未共用电子对占据另外一个sp2杂化轨道,不参与环的共轭体系,以孤电子对的形式存在.2　性质（1）具有一定的芳香性,但不及苯强原因：氮原子的电负性比碳原子大,环上的C的电子云密度较苯低,氮原子附近电子云密度较大,电子云密度分布没有苯环均匀。取代基主要进入氮原子的β位反应比苯难。a.亲电取代反应亲核取代吡啶是缺电子芳杂环,不易发生亲电取代反应.在一定条件下有利于亲核试剂(如NH2-、OH-、

3、R-)的进攻而发生亲核取代反应,取代基主要进入电子云密度较低的α-位lα-位有易离去基团时(ClBr),较弱的亲核试剂(NH3H2O)也能发生亲核取代反应（2）具有碱性吡啶的碱性(pKb=8.8)比苯胺强,比氨和脂肪胺弱,与无机酸作用能形成盐。(3)吡啶的氧化和还原反应吡啶环对氧化剂较苯更为稳定.当环上连有烷基侧链时,侧链可被氧化成羧酸,保留吡啶环.还原反应吡啶较苯易被还原,用金属钠和乙醇或催化加氢,均可使吡啶还原成六氢吡啶。六氢吡啶又称哌啶(pKb=2.8),是仲胺化合物,碱性较吡啶强106倍二．嘧啶及其衍生物嘧啶(pyrimidine)是含有两个氮原子的六元杂环.具有弱碱性,亲电取代反应也

4、较困难.胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)目前临床上使用的磺胺类抗菌药也有包含嘧啶环的TMP(磺胺增效剂)5-FU(抗癌药物)第三节　五元杂环化合物一、吡咯、呋喃和噻吩的结构和性质1.结构及特征吡咯呋喃噻吩由于吡咯(pyrrole)呋喃(furan)和噻吩(thiazole)环中N、O、S的给电子共轭效应大于吸电子的诱导效应,电子离域的结果使杂原子上π电子云密度降低,碳原子上电子云密度升高.所以,碳原子上的芳香性—即,亲电取代反应较苯容易,取代基一般进入α-位但稳定性及芳香性比苯小，这是由于杂环上的π电子云密度不象苯那么均匀。2.吡咯的酸碱性由于吡咯分子中氮原子上的未共用电子对参与了环的共

5、轭，使N上的电子云密度降低,N-H键极性增加表现出弱酸性(pKa=17.5)。吡咯在无水条件下可以与固体苛性钾共热成盐。3亲电取代反应第四节相关知识磺胺类药物基本情况磺胺(sulfanilamideSN)是1935年世界上问世的第一个治疗全身性细菌感染的特效药;磺胺类药物(sulfadrug)的优点是抗菌谱较广,对链球菌和葡萄球菌等有很好的抑制作用.磺胺类药物的基本结构是对氨基苯磺酰胺,简称磺胺.结构特征　在磺胺的基本结构中，有两个重要基团，即磺酰胺基(-SO2NH2，其中氮原子定为N1)和对氨基(-NH2，其中氮原子定为N4)，这两个基团必须处在苯环的对位才具有抑菌作用。研究发现，当N1上的

6、氢原子被其它基团取代后，将会使磺胺的抑菌作用不同程度地增强，而当N4上的氢原子被其它基团取代后，则会降低甚至丧失其抑制作用。