杂环化合物药学专升本陆涛

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1、第十四章杂环化合物“杂环”就是组成环的原子除C外，还含有其它元素的原子，这些非碳原子统称为杂原子。原则上二价以上的元素都可以成为杂原子，但最常见的是O、S和N。前面学过的内酯、内酰胺、环氧化合物、环状酸酐等:因其性质与相应的脂肪族化合物较相似，因此并入脂肪族化合物中讨论，而不列为杂环化合物。N-H第十四章杂环化合物本章讨论的杂环化合物主要指环系较稳定，包括杂原子在内的环是平面型，环内有4n+2个p电子处于环闭共轭体系中，统称为芳(香)杂环化合物。吡啶呋喃噻吩吡咯其它不具芳香性的杂环化合物，统称为非芳香杂环化合物或杂脂环化合物。哌啶四氢呋喃S（一）分类一、分类和

2、命名1）按含杂环原子数目分为含一个、两个或多个杂原子的杂环；2）按环的形式可分为单杂环和稠杂环，3）是按环的大小分为五元杂环和六元杂环（更有意义）。4）按杂环上碳原子的电子云密度分为多π电子芳杂环化合物和缺π电子芳杂环化合物。（二）命名按IUPAC(1979)原则规定，保留45个杂环化合物的俗名并以此作为命名的基础。我国则采用音译法，并以此为基础，对这之外的杂环化合物进行命名。这些保留的俗名主要有：1）含一个杂原子的五元杂环，含两个杂原子的五元杂环；2）含一个杂原子的六元杂环，含二个杂原子的六元杂环。1、特定杂环的命名规则单杂环及稠杂环母核的编号如下：（1）对

3、于单杂环母核，一般从杂原子开始，顺着环编号。若环上有取代基，编号时使带有取代基的碳原子的位次保持最小。若同一环上有多个杂原子，应使杂原子所在位次的编号最小，并按O、S、一NH一、一N=的顺序决定优先的杂原子。435124351243512OSSN呋喃噻吩吡咯噻唑ON咪唑吡唑噁唑4351243(b)512(a)4351234215五元杂环sāi,zuò53621536215362153621吡啶吡喃哒嗪六元杂环嘧啶哌嗪吡嗪pài,qíndā,qín（2）有特定名称的稠杂环有其固定的编号顺序，通常是从一端开始依次编号，共用的碳原子—般不编号；编号时还要注意使杂原子

4、尽可能取较小的编号，并遵守杂原子的优先顺序；嘌呤是个特例，不仅共用碳参与编号，而且编号顺序也很特别。54637281萘4536127茚其固定的编号顺序54637281453612754637281稠杂环吲哚苯并咪唑异喹啉喹啉咔唑kǎzuò615724983稠杂环嘌呤蝶啶吖啶吩嗪吩噻嗪piàolìngOCHO呋喃-2-甲醛a-呋喃甲醛3-溴吡啶b-溴吡啶N-甲基吡咯43(b)512(a)43(b)512(a)53(b)612(a)4(g)Br例如：1.单杂环的编号从杂原子开始。OCOCH32-乙酰基呋喃CH33-甲基吡啶CH3COOH3-吡啶甲酸43512CH3

5、53621435122-巯基-5-氯咪唑1-甲基吡唑C2H52-乙基嘧啶ClSH43512SNHO5-羟基噻唑2.有多个杂原子时，按O、S、NH、一N=顺序编号。54637281OH吲哚615724983NH2嘌呤4536127CO2HBr8-羟基喹啉-3-羧酸6-溴6-氨基3.有特定名称的稠杂环母环的编号，大都按照稠芳环规则编号，但个别的另有编号顺序（如嘌啉）。1,3,7-三甲基嘌呤-2,6-二酮标H和无特定名称的稠杂环母环的命名规则略第二节六元杂环化合物六元杂环化合物包括环中有1个杂原子的六元杂环(如吡啶等)；环中有多个杂原子的六元杂环(如嘧啶等)；以及稠

6、杂环(如喹啉、嘌呤等)。其中最重要的是吡啶。吡啶是具有特殊臭味的无色液体，bp115.5℃，可与水、乙醇、乙醚等混溶。吡啶分子本身在自然界中并不存在，其衍生物广泛存在于自然界。工业上主要从煤焦油的轻油部分提取吡啶。（一）吡啶(C5H5N)吡啶分子式为C5H5N，结构似苯，也是平面六边形分子(但不是正六边形)。分子中C—C键长139pm(与苯的相等)，C—N键长137pm，介于一般的C—N单键(147pm)与C=N双键(128pm)之间。139pm137pm139pm1.吡啶的电子结构和芳香性PyridineBenzine环中的N和C都以sp2杂化轨道相互以s键

7、相连。每个原子余下的p轨道相互平行重叠，形成环闭共轭体系，p电子数为6，具有芳香性。HHHHHN原子的处于sp2杂化轨道上的一对未共用电子，与环共平面，未参与环的共轭体系.p电子云向电负性较大的N原子转移，使N带部分负电荷，C带部分正电荷，p电子云出现的几率密度如下：1.000.841.431.010.87吡啶环中C上p电子云比苯低(间位与苯近似)，这类芳杂环亦称为“缺p芳杂环”。表现在性质上，亲电取代变难，亲核取代变易，氧化变难，还原变易；另外N能给出其未共用电子对，具有一定程度的碱性，可成盐。2.吡啶的水溶性吡啶氮原子上的一对未共用电子能与水形成氢键，吡啶

8、能与水互溶，但吡啶环上引入羟基或氨基后