１7．１ 杂环化合物的分类和命名 １7．１．１分类 １7
．１．２命名
1．音译法 以口字傍为杂环标志。
2．系统命名法
3．取代杂环的命名
① 杂环的编号从杂原子起依次1,2,3 ……（或：α,β,γ……）。 ②如环上不止一个杂原子时，则从O 、S 、N 的顺序依次编号。 ③ 有两个相同杂原子的，应从连有H 原子或取代基的开始编号。
④ 编号时注意杂原子或取代基的位次之和最小。
１7．２ 五元杂环化合物 —— 吡咯、呋喃、噻吩
１7．２．１结构 1．经典结构 2．分子结构
据现代物理方法证明：
① 呋喃、吡咯、噻吩是一个平面结构。
② 环上的C 原子和杂原子都是以SP 2杂化轨道成键的。 ③ 五个没有杂化的P 轨道垂直于环平面，形成闭合共轭体系。 ④ 属于富电子芳环。
⑤ 环形π电子分布于杂环平面的上、下两方。 ⑥ 共轭能3．芳香性
① 符合休克尔规则，π电子数为6。
杂环
单杂环
五元环
六元环
苯环与单杂环的稠合杂环(苯并杂环)两个或两个以上单杂环的稠合杂环O
S
N H
稠杂环
N
N N
N
N H
N
②芳香性比较（易取代、难加成、难氧化）：
苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃
③解释
环的稳定性：苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃
１7．２．2呋喃、噻吩、吡咯的制备
帕尔-诺尔合成法：用1,4-二酮合成。
１7．２．3化学性质
1．亲电取代反应
①卤代
②硝化
气候环境试验室
乙酰硝酸酯是较为温和的砂化剂，用时临时制备。
③磺化
噻吩在室温下可直接磺化，生成溶于水的α-噻吩磺酸。这个反应常用来除去粗苯中的噻吩。吡咯和呋喃对酸敏感，吡咯在酸性条件下易聚合；呋喃遇酸要开环，故需与吡啶三氧化硫为磺化剂。 ④乙酰化
⑤亲电取代反应小结
a．亲电取代反应的活性
吡咯＞呋喃＞噻吩＞＞苯
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B．亲电基团一般进入杂原子的邻位
静态时，α-位上的电子云密度较其它位大。
2．加成反应
呋喃加成反应的较容易。
3．特征反应
①呋喃的双烯特征
②吡咯的弱酸性和弱碱性
弱酸性吡咯N原子上的H原子都有微弱的酸性
酸性比较：苯酚＞吡咯＞乙醇
Ka： 1.3*10-10 10-1510-18
弱碱性
苯胺＞吡咯
K b3.8*10-10 2.5*10-14
4．鉴别反应
①呋喃使盐酸浸过的松木片显绿。
②噻吩和吲哚醌在硫酸作用下发生兰反应。
噻吩在浓硫酸的作用下与松木片能呈现兰反应。
③浸盐酸的松木片遇吡咯蒸气显红。
１7．２．4糠醛（α—呋喃甲醛）
1．制备
2．化性
①催化加氢
②氧化
顺丁烯二酸酐
③歧化
④安息香缩合
⑤合成四氢呋喃作为溶剂
3．糠醛遇苯胺醋酸盐溶液显深红。4．用途：①糠醛是良好的溶剂；
②广泛用于油漆及树脂工业； ③合成苯酚糠醛塑料。
１7．２．５噻唑和咪唑
1．噻唑：是稳定的环，在空气中不会自动氧化。
青霉素G 中四元环内酰胺很不稳定，对酸、碱都很敏感，特别容易被酸水解。口服后在胃中水解，β内酰胺的四元环打开而失效，现口服青霉素就是将其中-CH 2C 6H 5换为 2．咪唑
① 碱性比噻唑强。 可与强酸生成稳定的盐。
② 有微弱的酸性。 ③ 易发生亲电取代反应。 ④ 互变异构现象 １7．２．６吲哚 1．结构
靛蓝为蓝固体，熔点391℃，不溶于水，是我国古代使用得很广泛的一种蓝染料。医药上可用作清热解毒剂，腮腺炎。由于靛蓝不溶于水，因此染时应先用保险粉(Na 2S 2O 4)将它还原为靛白，靛白能溶于碱溶液，对纤维有很强的亲和力，可以附着于织物上。将浸过靛白溶液的织物，取出晾干，靛白在空气中很容易被氧化成靛蓝，并牢固地附着在织物纤维上。靛蓝现已由苯胺为原料合成。
2．性质 与吡咯相似 ① 弱碱性
② 也有松木片反应呈红。
③ 在空气中颜变深，渐渐变成树脂状。 ④ 亲电取代反应（β位）
N N H
12
34
5
N N H白鹿原上奏响一支老腔
12
34
5NH N
1
2
3
4
5CH 3
CH 3
4-甲基咪唑
5-甲基咪唑
N H
β位的电子云密度较α位大，故进β位吡咯亲电取代是进入α位。
１7．３六元杂环化合物
１7．３．１吡啶
谷歌学术1．吡啶的来源和制取
吡啶存在于煤焦油、页岩油、骨焦油中。吡啶的衍生物广泛存在于自然界。例维生素PP、维生素B6。辅酶Ⅰ及辅酶Ⅱ也含有吡啶环。
工业上从煤焦油提取吡啶和甲基吡啶。
工业上大量的合成：
重要的实验室合成法：（汉茨施Hantzsch合成法）
2．结构
sp2杂化的，吡啶环中
产业结构调整指导目录(2011年本)p轨道与环的平面垂直，互相重叠而成闭合共轭体系。
3．性质
①碱性及其成盐
吡啶＞吡咯
三甲胺＞吡啶＞苯胺
PK b
噻吩苯胺分子中的氮原子上的未共用的电子对和苯环产生p-π，使N原子上的电子云密度减小，而吡啶分子中N原子上的未共用的电子对，不参与环上的共轭体系，所以吡啶的碱性比苯胺强。由于吡啶分子中氮原子的未共用的电子对处于sp2杂化轨道上，而脂肪胺分子中氮原子的未共用的电子对处于sp3杂化
轨道上。sp2杂化轨道s成份大于sp3杂化轨道s成份，离核近，电子更靠近核，不容易与质子结合，所以吡啶的碱性比脂肪胺弱。
②亲电取代·比苯难
·进入吡啶环的β位
·H+介质对亲电取代不利
③亲核取代·比苯容易·进入α位
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