N
N
N
稠杂环
NN
N
NN H
N
杂环化合物和维生素
4
第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（一、分类和命名）
命名原则：译音＋“口”旁
N
O
Furan 呋喃
S
Thiophene 噻吩
N H
Pyrrole
吡咯
S
Thiazole 噻唑
N
N H
Imidazole 咪唑
N N H
Pyrazole 吡唑
N
N
N H
Purine
嘌呤
6
NN N
三嗪
NH2 NN
三聚氰胺
H2N
N
NH2
2 ,4 ,6- 三氨基-1,3,5-三嗪
6 ( N H 2 ) 2 C O → C 3 H 6 N 6 + 6 N H 3 + 3 C O 2
杂环化合物和维生素
7
第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（一、分类和命名）
第十四章 杂环化合物与维生素
第一节 芳香杂环化合物
一 分类和命名 二 芳香六元杂环 三 芳香五元杂环 四 稠杂环化合物
*第二节 维生素
一 维生素概述 二 脂溶性维生素 三 水溶性维生素
杂环化合物和维生素
1
第十四章 杂环化合物和维生素
第十四章 杂环化合物和维生素
“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 以上的元素都可成为杂原子, 但最常见的是 O、S和N。
侧面交叠形成环闭大π 键。
组成环闭共轭体系
N
吡啶的结构模型
孤电子对占据sp2 杂化轨道
杂环化合物和维生素
11
复习：Hückel 规则
若成环的化合物具有平面闭合的离域体系, 而 且π电子数为4n+2(n=0,1,2,3…)时，均有芳香性。 此规则称为休克尔规则（Hückel rule），又称为 4n+2 规则(rule of 4n+2)。
CH
C H H
C H
H
13
第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环）
π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,π电子云出现的几率密度如下：
亲电试剂 进攻位点
0.87 1.01
139pm
？ 亲核试剂
进攻位点
0.84 1.00
1.43
吡啶环中C上p电子密度比苯低，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 sp2 杂化 N 上的孤电子对具有一定程度的碱性，可成盐。
前面学过的环氧化合物、环状酸酐、内酯、内酰胺等:
O N -H
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。
杂环化合物和维生素
2
第十四章 杂环化合物和维生素
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。
杂环的编号规则：
1. 单杂环的编号从杂原子开始。
4
3(b)
5 1 2(a)
O
呋喃
4
3(b)
5
2(a)
N H
1
吡咯
4()
5
3(b)
6
2(a)

1
吡啶
N O 2 C H 2C H 3
OC H 3
2-甲基呋喃 (a-甲基呋喃)
N
H
N
3-硝基吡咯 4-乙基吡啶
(b杂-环硝化合基物和吡维生咯素) (-乙基吡啶) 8
杂环化合物和维生素
N
O
Oxazole 噁唑
5
第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（一、分类和命名）
N
Pyridine
吡啶
N
N
Pyrimidine
嘧啶
N N
Pyridazine
哒嗪
N
Quinoline 喹啉
N
Isoquinoline 异喹啉
N H
Indole 吲哚
杂环化合物和维生素
N
（一）吡啶 (C5H5N) 的结构
吡啶是具有特殊臭味的 无色液体。 存在于煤焦油、 骨焦油中,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。
杂环化合物和维生素
10
第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环）
5C 1N 共面, 取 sp2杂化; 都有
一个垂直于分子平面的p轨道, N的 p 轨道含1个电子,
N NN
N
O
OSN
呋喃 噻唑 嘧啶
NN H
嘌呤
O ON H
杂脂环
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。
杂环化合物和维生素
3
第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（一、分类和命名）
第一节 芳香杂环化合物
一、分类和命名
NN
五元杂环: O
S
N
单杂环
H
杂环
六元杂环:
第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（一、分类和命名）
2.有多个杂原子时,按O、S、N (N-R;N-H;N) 顺序编号
H 3C4 N3 5 N H 12
43
5N 1N2 CH 3
3N 4
2S
5
CH 3
1
4CH 3 5 N3 6N2
1
4-甲基咪唑 1-甲基吡唑 5-甲基噻唑 4-甲基嘧啶
杂环化合物和维生素
15
第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环）
2. 碱性：吡啶环 N 原子的孤电子对处于sp2
杂化轨道上，而一般脂肪胺N上的孤电子对处 于sp3杂化轨道。前者碱性较弱 (pKb=8.8) 。
+H Cl N
+Cl N H
碱性比较：脂肪胺> 氨>>
杂环化合物和维生素
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第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环）
(二) 吡啶的性质 1. 水溶性 解释下列吡啶类化合物的水溶性现象？
O H
N NO H NN H 2 NO H
水溶度： ∞ 1:1
1:1
微溶
答: 吡啶能与水形成氢键。羟基或氨基取代的
吡啶因分子间氢键的形成而降低了水溶度。
芳香性结构及性质特征： 所有原子共平面； 形成环状大π键 碳碳键长平均化; 环稳定、难加成、 难氧化、易取代
杂环化合物和维生素
12
复习：重要的非苯型芳香烃
(一) 环多烯离子
H
H
H
+
H
H
环丙烯 正离子
H
H
H
环戊二烯 负离子
杂环化合物和维生素
HH H
H H
HH
环庚三烯 正离子
H
C
H
C
HH C
HC
3. 稠杂环的编号一般和稠环芳烃相同,但少数有例外
54
6
3
7 8
N 1 2
喹啉
891
7
2
6
5
N
10
4
3
吖啶
1N65
7
N
2 N 34N H 98
嘌呤
杂环化合物和维生素
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第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环）
二、芳香六元杂环
芳香六元杂环包括环中有1个杂原子的六元杂环 (如吡啶)和环中有多个杂原子的六元杂环(如嘧啶)。