N
N
O
H
苯
吡啶 吡咯 呋喃
一、分类和命名 1. 分类
杂环化合物可按环的大小： 五元杂环和六元杂环
按杂环中杂原子数目的多少： 含有一个杂原子和含有两个以上杂原子的杂环
按环的形式： 单杂环和稠杂环
N
N H
N
N
N
1. 分类 2. 命名
杂环化合物的命名按 命名原则规定, 保 留特定的45个杂环化合物的俗名和半俗名并作 为命名的基础。以此原则为准，我国多采用“音 译法”，即按英文名称的读音，选用同音口字旁 的汉字 （“口”字旁表示为杂环）对杂环化合物 进行命名
2－乙基噻唑
N O2N N
H 5－硝基咪唑
（3） 含一个杂原子的六元环
4γ
5
3β
6
2α
N
1
吡啶()
4γ
5
3β
6
2α
O
1
吡喃()
O
5
4γ 3β
5
6 O 1
2α 6
4γ 3β 2α
OO 1
γ-吡喃酮 (γ)
α-吡喃酮 (α)
COOH
2－甲基吡啶 α－甲基吡啶
N CH3
4－吡啶甲酸
N γ－吡啶甲酸
（4） 含两个杂原子的六元环
15
杂环化合物
概述
杂环化合物 ( ) 是指构成环的原子除了碳 原子之外还有其它原子的环状化合物。杂环 中除碳原子以外的原子都叫做杂原子。最常 见的杂原子是氮、氧和硫
本章讨论比较稳定、具有一定程度芳香性 （π键电子数：4n＋2）的杂环化合物，这 类化合物具有芳香性，通称为芳（香）杂环 化合物（ ）
SO3H
浓 H2SO4
N
N
（1）结构与物理性质 （2）亲电取代反应 （3）亲核取代反应 （4）氧化还原反应
KMnO4
HOOC
N
H, heat
N
N
H
1H－吡咯 3H－吡咯
O
O
4H－吡喃 2H－吡喃
N H
1H－吲哚
N
3H－吲哚
* 含活泼氢的杂环及其衍生物，可能存在互
构体，结构不同，名称也异，命名时需要
两种可能的位号
H
N
N
N
N
9H－嘌啉
N
N H
N
N 7H－嘌啉
H3C
5－甲基吡唑
N N H
OH
N 2,4－二羟基嘧啶
HO N
NH
H3C
N 3－甲基吡唑
N
H
： 8.8
11.2
1. 吡啶 2. 喹啉和异喹啉
（1）结构与物理性质
喹啉和异喹啉可看成是萘的含氮类似物。 二者分子中氮 原子上的未共用电子对均位于2杂化轨道，碱性与吡啶 相近。喹啉的为4.9，异喹啉的为5.4。
（1）结构与物理性质
（2）亲电取代反应
NO2
浓HNO3
浓H2SO4
N
0°C
+
N
N NO2
N
NO2
O NO2Biblioteka HNO3,H2SO4N
90°C
PCl3 N
O
N
O
OC2H5
OC2H5
NaOC2H5
PCl3
HOC2H5
N
N
Ｎ-氧化物常用来活O 化吡啶和起定位作用， 为合成某些取代吡啶提供了一条可行的途径
吡啶缺电子，加氢还原比苯容易，既可被催化加氢 还原，还可被化学试剂还原
H2,Pt
N
25°C,0.3MPa
4
5
3
6
N2
N
1
哒嗪()
4
5
N3
4 5N 3
6 N 1
嘧啶()
26
2
N
1
吡嗪()
OH
N N NH2
2－氨基嘧啶
N
N OH
2,4－二氨基嘧啶
（5） 稠杂环命名
5 6
4
5
36
4
5
36
4 3
7
8
喹啉 ()
N2 1
7
N2 7
81
异喹啉
()
2 O 81
苯并吡喃()
O
4
5
3β
1N
6
5
7 N
O
6 7
2α
N H
1
CH3 KMnO4
N
OH, heat
COOH N
吡啶与过氧羧酸或过氧化氢作用时，可得到 合成上很有用的中间体吡啶 Ｎ-氧化物吡啶 Ｎ-氧化物与吡啶不同，它进行亲电取代反应 比较容易，同时也能进行亲核取代反应，且 取代反应都发生在 a－位或 γ－位
H2O2/AcOH,65°C
N
or CH3CO3H
噻吩－2－磺酸
S SO3H
（2） 含两个杂原子的五元环
43
5 N2 O1
异噁唑()
43 5 N2
S1
异噻唑()
43
5
N NH1
2
吡唑()
编号从杂原子开始，选择杂原子的顺序为：
－O－ ＞ －S－ ＞ －－ ＞ －
4 N3
5
2
O1
噁唑()
4 N3
5
2
S1
噻唑()
4 N3
5
2
N H
1
咪唑()
N
S
C2H5
N
=2.20D
N H =1.17D
（3）化学性质 a. 碱性与成盐
NH2
N
CH3NH2 NH3
pKb 3.36 4.75
8.8
9.3
通过氮原子上的未共用电子对，吡啶可以与酸及 其它亲电试剂发生反应。与许多质子酸生成结晶 的盐，可用作碱性溶剂和脱酸剂（缚酸剂）
+ HCl
N
+ SO3
N
+ CH3I
N
Cl 或
HCl
N H
N
»ò
N
N
SO3
I
N CH3
SO3
a. 碱性与成盐 b. 亲电取代反应
浓HNO3,浓H2SO4 300ºC，24h
NO2 20%
N
发烟H2SO4, HgSO4
SO3H
70%
N
220ºC
N
Br2, 沸石 300ºC
Br
N
39%
a. 碱性与成盐 b. 亲电取代反应
c. 亲核取代反应
命名时需要记住母环名称，编号时不同的母环 有不同的编号方法
（1） 含一个杂原子的五元环
β 4 3β
α5
2α
O
1
呋喃()
β 4 3β
α5
2α
S
1
噻吩()
β 4 3β
α5
2α
1
N H
吡咯()
当环上有取代基时，对环上的原子编号， 从杂原子开始，使取代基位号尽可能小。
O2N O CHO 5－硝基－2－呋喃甲醛
O
HN ON
H
2,4－嘧啶二酮
一、分类和命名 二、六元杂环化合物
1. 吡啶
（1）电子结构和芳香性
氮的电负性较强，使环上电子云不是完全平均化；
靠近N周围电子云密度较大。芳香性比苯小。
0.87 1.01
1.N43 0.84
N
1.00 1.00
（2）物理性质
吡啶具有较大的极性，吡啶氮原子上的未共用 电子对可以与水形成氢键 ，与水能以任意比例 混溶，又能溶解大多数极性或非极性有机化合 物，甚至许多无机盐类，是一个良好的有机溶剂
2
8
N 3
4
N H
9
苯并- -吡喃酮 ()
吲哚 ()
嘌呤()
SO3H
CH2COOH
N H
I
N
2－吲哚乙酸
OH
7－碘－8－羟基－5－喹啉磺酸
（6） 几点说明
* 有的环有两种或多种异构体，为了区别， 标明环上一个或多个氢原子所在的位置，即 称前面加上标位的阿拉伯数字及斜体大写的 这种氢则称为“指示氢”或“标氢”
亲核取代优先在α位上发生，如果α位上有取代 基，则 反应在γ位上发生。常需用强碱性的 亲核试剂（如2, 等）
N
+ NaNH2
NH3
heat
N NH2
+ LiPh
N
N Ph
a. 碱性与成盐 b. 亲电取代反应 c. 亲核取代反应
d. 氧化还原反应
吡啶环本身不易被氧化，但它的侧链很容易被氧化 成醛或羧酸