第十八章杂环化合物

1、第十八章第十八章 杂环化合物杂环化合物 学习要求：学习要求： 1、掌握各类常见杂环化合物的结构和命名。、掌握各类常见杂环化合物的结构和命名。 2、掌握呋喃、噻吩、吡咯、吡啶、吲哚、喹、掌握呋喃、噻吩、吡咯、吡啶、吲哚、喹啉的化学性质。啉的化学性质。 3、认识核酸组成中的重要碱基、认识核酸组成中的重要碱基嘧啶、嘌嘧啶、嘌呤；了解叶绿素、血红素等卟啉环化合物；呤；了解叶绿素、血红素等卟啉环化合物；了解生物碱的有关知识。了解生物碱的有关知识。 杂环化合物杂环化合物是指组成环的原子中含有除是指组成环的原子中含有除碳以外的原子碳以外的原子(杂原子杂原子常见的是常见的是N、O、S等等)的环状化合物。的环状

2、化合物。 杂环化合物不包括极易开环的含杂原子杂环化合物不包括极易开环的含杂原子的环状化合物，例如：的环状化合物，例如： 杂环化合物非芳香杂环芳杂环（符合休克尔规则的杂环）如如OONHNNHO,NHO,OOOOOO 本章我们只讨论芳香族杂环化合物。本章我们只讨论芳香族杂环化合物。 杂环化合物是一大类有机物，占已知杂环化合物是一大类有机物，占已知有机物的三分之一。杂环化合物在自然有机物的三分之一。杂环化合物在自然界分布很广、功用很多。例如，中草药界分布很广、功用很多。例如，中草药的有效成分生物碱大多是杂环化合物；的有效成分生物碱大多是杂环化合物；动植物体内起重要生理作用的血红素、动植物体内起重要生

3、理作用的血红素、叶绿素、核酸的碱基都是含氮杂环；部叶绿素、核酸的碱基都是含氮杂环；部分维生素，抗菌素；一些植物色素、植分维生素，抗菌素；一些植物色素、植物染料、合成染料都含有杂环。物染料、合成染料都含有杂环。181 杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名 一、分类一、分类 1、 脂杂环脂杂环 没有芳香特征的杂环化合物称为脂杂环。没有芳香特征的杂环化合物称为脂杂环。三元杂环三元杂环四元杂环四元杂环五元杂环五元杂环七元杂环七元杂环(氮杂环丙烷氮杂环丙烷)(-丙内酯丙内酯)(-丙内酰胺丙内酰胺)(顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐)(氧杂氧杂)(1H-氮杂氮杂)OHN(环氧乙烷环氧乙烷)OONHOOOO

4、ONH 2、 芳杂环芳杂环 具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环苯并杂环苯并杂环杂环并杂环杂环并杂环五元杂环五元杂环六元杂环六元杂环呋喃呋喃噻吩噻吩吡咯吡咯噁唑噁唑噻唑噻唑咪唑咪唑吡唑吡唑吡啶吡啶嘧啶嘧啶吡喃吡喃(无芳香性无芳香性)吲哚吲哚喹啉喹啉异喹啉异喹啉嘌呤嘌呤OSNHNONSNNHNNHNNNONHNNNNNHN 二、命名二、命名 杂环的命名常用音译法，是按外文名词杂环的命名常用音译法，是按外文名词音译成带音译成带“口口”字旁的同音汉字。字旁的同音汉字。NHOSNNN(pyrrole)(furan)(thiophene)(pyridine)(pyrimi

5、dine)NNNNHNNH(quinoline)(indole)(purine)吡 咯呋 喃噻 吩吡 啶嘧 啶喹 啉吲 哚嘌 呤 当环上有取代基时，取代基的位当环上有取代基时，取代基的位次从杂原子算起依次用次从杂原子算起依次用1，2，3， (或或，)编号。编号。 如杂环上不止一个杂原子时，则如杂环上不止一个杂原子时，则从从O、S、N顺序依次编号。编号时杂顺序依次编号。编号时杂原子的位次数字之和应最小。原子的位次数字之和应最小。 182 五元杂环化合物五元杂环化合物 含一个杂原子的典型五元杂环化合物是含一个杂原子的典型五元杂环化合物是呋喃、噻吩和吡咯。含两个杂原子的有噻唑、呋喃、噻吩和吡咯。含两

6、个杂原子的有噻唑、咪唑和吡唑。本节重点讨论呋喃、噻吩和吡咪唑和吡唑。本节重点讨论呋喃、噻吩和吡咯，简单介绍一下噻唑、咪唑和吡唑。咯，简单介绍一下噻唑、咪唑和吡唑。 一、呋喃、噻吩、吡咯杂环的结构一、呋喃、噻吩、吡咯杂环的结构 呋喃、噻吩、吡咯在结构上具有共同点，呋喃、噻吩、吡咯在结构上具有共同点，即构成环的五个原子都为即构成环的五个原子都为sp2杂化，故成环杂化，故成环的五个原子处在同一平面，杂原子上的孤对的五个原子处在同一平面，杂原子上的孤对电子参与共轭形成共轭体系，其电子参与共轭形成共轭体系，其电子数符电子数符合休克尔规则（合休克尔规则（电子数电子数 = 4n+2），所以，），所以，它们都

7、具有芳香性。它们都具有芳香性。OSNHSONH56为共 轭 体 系电 子= 6符 合4n + 2具 有 芳 性富 电 子 芳 环 二、呋喃、噻吩、吡咯的性质二、呋喃、噻吩、吡咯的性质 1、存在与物理性质、存在与物理性质 P554 2、光谱性质、光谱性质 P554 3、化学性质、化学性质 （1）亲电取代反应）亲电取代反应 从结构上分析，五元杂环为从结构上分析，五元杂环为56共轭体共轭体系，电荷密度比苯大，如以苯环上碳原子的系，电荷密度比苯大，如以苯环上碳原子的电荷密度为标准（作为电荷密度为标准（作为0），则五元杂环化合），则五元杂环化合物的有效电荷分布为：物的有效电荷分布为： 五元杂环具有芳香性

8、，五元杂环具有芳香性，但其芳香性不如但其芳香性不如苯环，因环上的苯环，因环上的电子云密度比苯环大，且电子云密度比苯环大，且分布不匀，它们在亲电取代反应中的速率也分布不匀，它们在亲电取代反应中的速率也比要苯快得多。比要苯快得多。 亲电取代反应的活性为：亲电取代反应的活性为： 吡咯吡咯 呋喃呋喃 噻吩噻吩 苯，苯，主要进入主要进入-位。位。OSNH000000+ 0.1- 0.03- 0.02+ 0.20- 0.06- 0.04+ 0.32- 0.10- 0.06 呋喃、噻吩、吡咯的硝化反应呋喃、噻吩、吡咯的硝化反应 呋喃呋喃, 噻吩和吡咯易氧化噻吩和吡咯易氧化, 一般不用硝酸直接硝化一般不用硝酸

9、直接硝化; 通常用比较温和的非质子硝化试剂，如：硝酸乙酰酯。通常用比较温和的非质子硝化试剂，如：硝酸乙酰酯。反应在低温下进行。反应在低温下进行。CH3COCCH3 + HNO3OOCH3CONO2 + CH3COOHOSAcONO2O oCAc2O/AcOHSNO2SNO2+NHAcONO2O oCAc2O/AcOHNHNO2NHNO2+60 %10 %51 %13 % 呋喃比较特殊呋喃比较特殊,先生成稳定的或不稳定的先生成稳定的或不稳定的2,5加成产物加成产物,然后加热或用吡啶除去乙酸然后加热或用吡啶除去乙酸,得到硝化产物。得到硝化产物。ONHNO2OOHNO2HNO2HAcOAcONO2-

10、5 - -30oC+Pyridine呋喃、噻吩、吡咯的磺化反应呋喃、噻吩、吡咯的磺化反应 吡咯、呋喃不太稳定，所以须用温和的磺化试剂吡咯、呋喃不太稳定，所以须用温和的磺化试剂磺化。常用的温和的非质子的磺化试剂有：吡啶与三磺化。常用的温和的非质子的磺化试剂有：吡啶与三氧化硫的加合化合物。氧化硫的加合化合物。 噻吩比较稳定，既可以直接磺化（产率稍低），噻吩比较稳定，既可以直接磺化（产率稍低），也可以用温和的磺化试剂磺化。也可以用温和的磺化试剂磺化。N+ SO3CH2Cl2室温NSO3(固体，含量固体，含量90 %)O+ NSO3ClCH2CH2Clr. t. 3 daysOSO3-NHOSO3-O

11、3SNHNHS+ NSO3ClCH2CH2Clr. t.SSO3-Ba(OH)22Ba2+NH+ NSO3100 oCNHSO3-NHHClNHSO3H 呋喃、噻吩、吡咯的卤化反应呋喃、噻吩、吡咯的卤化反应 反应强烈，易得多卤取代物。为了得一卤代反应强烈，易得多卤取代物。为了得一卤代(Cl, Br)产产物，要采用低温、溶剂稀释等温和条件。物，要采用低温、溶剂稀释等温和条件。OOOClClClCl2-40+OBrOOBr2, 0稀释(86 %)SSBrSIBr2AcOHI2, HgOC6H6, 0(78 %)碘不活泼，要用催化剂才能发生一元取代碘不活泼，要用催化剂才能发生一元取代Br2, 0NH

12、NHClNHBrBrBrBrEtOHSOCl2 (1 mol)Et2O, 0(80 %) 呋喃、噻吩、吡咯的傅氏酰基化反应呋喃、噻吩、吡咯的傅氏酰基化反应(60 %)NH+ Ac2O150 - 200 NHCCH3O(70 %)NHNa或 NaOH(浓)PhCClNNa+ONCOPhSAc2O 与 AlCl3 的混合体系SCCH3OEg 1Eg 4Eg 3Eg 2OBF3+ Ac2OOCCH3O(75%-92 %)NHENHEsp2杂化杂化sp3杂化杂化碳上酰化，正电荷处在碳上酰化，正电荷处在离域范围内，较稳定。离域范围内，较稳定。氮上酰化，正电荷氮上酰化，正电荷不处在离域范围内。不处在离域范

13、围内。NHOO+ H2SO4 +S墨绿色 呋喃、噻吩的酰化反应在呋喃、噻吩的酰化反应在 -C上发生，而吡咯的酰化上发生，而吡咯的酰化反应（不用催化剂）既能在反应（不用催化剂）既能在 -C上发生，又能在上发生，又能在N上发生。上发生。在在 -C上发生比在上发生比在N上发生容易。上发生容易。 呋喃、噻吩、吡咯的傅氏烷基化反应呋喃、噻吩、吡咯的傅氏烷基化反应 0SCH2ClS+ CH2O + HClZnCl2总体看，在合成上无实用价值。总体看，在合成上无实用价值。*1*2OH3C(CH2)3BrOH3CBr(CH2)3BrBuLiCH2O + HClZnCl2, 25oCSCH2ClClH2C 2加

14、氢反应加氢反应 ONHSH2, Ni or PdH2, Ni or PdH2, NiONHS四氢呋喃四氢吡咯( THF )不能用 催化因噻吩能 使中毒PdPd 3呋喃、吡咯的特性反应呋喃、吡咯的特性反应 （1）呋喃易起）呋喃易起D-A反应反应 吡咯、噻吩要在特定条件下才能发生吡咯、噻吩要在特定条件下才能发生D-A反应。反应。 （2）吡咯的弱酸性和弱碱性）吡咯的弱酸性和弱碱性 吡咯虽然是一个仲胺，但碱性很弱。吡咯虽然是一个仲胺，但碱性很弱。OOOO+30OOOOOOOO+内式外式(90%) 吡咯具有弱酸性，其酸性介与乙醇和苯酚吡咯具有弱酸性，其酸性介与乙醇和苯酚之间。之间。NHNHNH2Kb3.

15、8 10-102 10-42.5 10-14原因： 上的未共用电子对参与了环的共轭体系，减弱了与 的结合力。NHNHOHKa =1.3 10-101 10-181 10-15CH3CH2OH （3） 吡咯的特殊反应吡咯的特殊反应 吡咯的性质与苯酚类似，都具有酸性，但吡咯的酸性吡咯的性质与苯酚类似，都具有酸性，但吡咯的酸性比苯酚小。吡咯与苯胺也有类似性质。比苯酚小。吡咯与苯胺也有类似性质。吡咯成盐后，使环上电荷密度增高，亲电取代反应更易进行。吡咯成盐后，使环上电荷密度增高，亲电取代反应更易进行。pKa=10OH-OOHNHNK+Na 或 K或浓NaOHpKa 17.5NHCHONHCOO-NH4

16、+NHN=N-C6H5NCOOHNMgXHCON(CH3)2 POCl3CHCl3 25%NaOH(NH4)2CO3 130oCC6H5N2+X- C2H5OH-H2O AcONaRMgX1 CO22 H2OCO2 加热加热 加压加压RCOClRX 三、重要的五元杂环衍生物三、重要的五元杂环衍生物（一）糠醛（一）糠醛（- 呋喃甲醛）呋喃甲醛） 1制备制备 由农副产品如甘蔗杂渣、花生壳、高粱由农副产品如甘蔗杂渣、花生壳、高粱杆、棉子壳杆、棉子壳用稀酸加热蒸煮制取。用稀酸加热蒸煮制取。(C5H8O4)n35%H2SO4HO CHCH OHCH2OHCH CHOOHH2SO4稀CHO多聚戊糖戊糖呋喃

17、甲醛水蒸气 2糠醛的性质糠醛的性质 具有具有-H的醛的一般性质。的醛的一般性质。（1）氧化还原反应）氧化还原反应 （2）歧化反应）歧化反应OCHO KMnO4弱碱性CuO, Cr2O315010MPa,V2O5 - MoO320 ,O2,OCH2OHOCOOHOOO+ CO2 + H2OOCHOOCH2OHOCOOH+浓碱（3）羟醛缩合反应）羟醛缩合反应（4）安息香缩合反应）安息香缩合反应 3糠醛的用途糠醛的用途 糠醛是良好的溶剂，常用作精练石油的溶剂，糠醛是良好的溶剂，常用作精练石油的溶剂，以溶解含硫物质及环烷烃等。可用于精制松香，脱以溶解含硫物质及环烷烃等。可用于精制松香，脱出色素，溶解硝

18、酸纤维素等。糠醛广泛用于油漆及出色素，溶解硝酸纤维素等。糠醛广泛用于油漆及树脂工业。树脂工业。OCHOOCH=CHCHO+稀碱CH3CHOOCHOOCH醇 溶 液KOHCOOHO （二）吡咯的重要衍生物（二）吡咯的重要衍生物 最重要的吡咯衍生物是含有四个吡咯环和四个最重要的吡咯衍生物是含有四个吡咯环和四个次甲基次甲基(-CH= )交替相连组成的大环化合物。其取代交替相连组成的大环化合物。其取代物称为卟啉族化合物。物称为卟啉族化合物。 （a） 12345678NHNHNN 卟啉族卟啉族化合物广泛分布与自然界。化合物广泛分布与自然界。血红素血红素，叶叶绿素绿素都是含（都是含（a）环的卟啉族化合物。

19、在血红素中）环的卟啉族化合物。在血红素中 （a）环络合的是）环络合的是Fe，叶绿素中（，叶绿素中（a）环络合的是）环络合的是Mg。 血红素的功能血红素的功能是运载输送氧气，叶绿素是植物是运载输送氧气，叶绿素是植物光合作用的能源。光合作用的能源。 1964年，年，Woodward用用55步合成了叶绿素。步合成了叶绿素。1965年接着合成年接着合成VB12，用，用11年时间完成了全合成。年时间完成了全合成。 Woodward一生人工合成了一生人工合成了20多种结构复杂的有机多种结构复杂的有机化合物，是当之无愧的有机合成大师。化合物，是当之无愧的有机合成大师。 Woodward 20岁获博士学位，岁

20、获博士学位，30岁当教授，岁当教授，48岁时（岁时（1965年）获诺贝尔化学奖。年）获诺贝尔化学奖。四、四、 呋喃、噻吩、吡咯的制备呋喃、噻吩、吡咯的制备实验室制备实验室制备1、帕尔、帕尔-诺尔诺尔(Paal, C.-Knorr, L.)合成法合成法O OBu-tt-BuOH OBu-tt-BuH2SO4-H2O, HAcTsOH, 甲苯, SBu-tt-BuP2S5, 170(1)NH2R (2)NH3(NH4)2CO3, 100(40 %)Bu-tt-BuOHOHOBu-tt-Bu-H2OBu-tt-BuNHOHHOOBu-tt-BuHONH2NHBu-tt-Bu-2H2O三种化合物的相互

21、转化三种化合物的相互转化(有氧化铝存在的情况下有氧化铝存在的情况下)（2）诺尔合成法）诺尔合成法ROEtOOCROEtOOCNOHROEtOOCNH2ROCOOEtROEtOOCNH2NHCOOEtRREtOOCHNO2Zn - HOAc+氨基酮酸酯ONHSH2ONH3H2SNH3H2OH2S 五、噻唑和咪唑五、噻唑和咪唑 1噻唑噻唑 噻唑是含一个硫原子和一个氮原子的五元杂环，无色，有吡啶臭味的液体，沸点117，与水互溶，有弱碱性。是稳定的化合物。 一些重要的天然产物几合成药物含有噻唑结构，如青霉素、维生素B1等。 青霉素是一类抗菌素的总称，已知的青霉素大一百多种，它们的结构很相似，均具有稠合

22、在一起的四氢噻唑环和- 内酰胺环。 青霉素青霉素具有强酸性具有强酸性(pKa2.7),在游离状在游离状态下不稳定态下不稳定(青霉素青霉素O例外例外)，故常将它们变成，故常将它们变成钠盐、钾盐或有机碱盐用于临床。钠盐、钾盐或有机碱盐用于临床。SNCHCONH C ROHOOCCH3CH3R =CH2CH2OCH CH CH2S CH3R =R =GVO常用青霉素为青霉素为青霉素为青霉素 维生素维生素B1（VB1）NNCH2NSCH3CH2CH2OHNH3ClCH3Cl噻唑环对糖类的新陈代谢有显著的影响，人体缺乏时可以引起脚气病 2、 咪唑上有两个咪唑上有两个N，烷基化反应首先在吡啶，烷基化反应首

23、先在吡啶N上发生上发生 一一 烷基化产物经互变异构又产生一个吡啶烷基化产物经互变异构又产生一个吡啶N，可进，可进 一步产生二烷基化产物，因此咪唑烷基化时经常得一步产生二烷基化产物，因此咪唑烷基化时经常得 到一烷基化产物和二烷基化产物到一烷基化产物和二烷基化产物；NNHCH3INNHCH3NNHCH3NNCH3-H+NNCH3NNCH3CH3CH3I-I-CH3INNCH3CH3I-183 六元杂环化合物六元杂环化合物 六元杂环化合物中最重要的有六元杂环化合物中最重要的有吡啶吡啶、嘧嘧啶啶和和吡喃吡喃等。等。 吡啶是重要的有机碱试剂，嘧啶是组成吡啶是重要的有机碱试剂，嘧啶是组成核糖核酸的重要生物

24、碱母体。核糖核酸的重要生物碱母体。 NNNO吡啶嘧啶吡喃 一、吡啶一、吡啶 ( (一一) ) 来源、制法和应用来源、制法和应用 吡啶存在于煤焦油页岩油和骨焦油中，吡啶衍吡啶存在于煤焦油页岩油和骨焦油中，吡啶衍生物广泛存在于自然界，例如，植物所含的生物碱生物广泛存在于自然界，例如，植物所含的生物碱不少都具有吡啶环结构，维生素不少都具有吡啶环结构，维生素PP、维生素、维生素B6、辅、辅酶酶及及辅酶辅酶也含有吡啶环。吡啶是重要的有机合也含有吡啶环。吡啶是重要的有机合成原料（如合成药物）、良好的有机溶剂和有机合成原料（如合成药物）、良好的有机溶剂和有机合成催化剂。成催化剂。 吡啶的工业制法可由糠醇与氨

25、共热（吡啶的工业制法可由糠醇与氨共热（500）制得，也可从乙炔制备（制得，也可从乙炔制备（P565）。）。 吡啶为有特殊臭味的无色液体，沸点吡啶为有特殊臭味的无色液体，沸点115.5，相对密度相对密度0.982，可与水、乙醇、乙醚等任意混和。，可与水、乙醇、乙醚等任意混和。 （二）吡啶的结构（二）吡啶的结构 共轭效应和诱导效应都是吸电子的共轭效应和诱导效应都是吸电子的孤电子对孤电子对在在sp2杂杂化轨道上。化轨道上。吡吡 啶啶结构：吡啶结构：吡啶N是是sp2杂化，孤电子对不参与共轭。杂化，孤电子对不参与共轭。反应：碱性较强。环不易发生亲电取代反应但易发生亲核反应：碱性较强。环不易发生亲电取代反

26、应但易发生亲核 取代反应。发生亲电取代反应时，环上取代反应。发生亲电取代反应时，环上N起间位定起间位定 位基的作用。发生亲核取代反应时，环上位基的作用。发生亲核取代反应时，环上N起邻对起邻对 位定位基的作用。位定位基的作用。 =2.20D =1.17D 由于吡啶环的由于吡啶环的N上在环外有一孤对电子，上在环外有一孤对电子，故吡啶环上的电荷分布不均。故吡啶环上的电荷分布不均。N1.430.841.010.87电荷分布亲电取代亲核取代N ，位位（三）吡啶的性质（三）吡啶的性质 1碱性与成盐碱性与成盐 吡啶的环外有一对未作用的孤对电子，吡啶的环外有一对未作用的孤对电子，具有碱性，易接受亲电试剂而成盐

27、。具有碱性，易接受亲电试剂而成盐。 吡啶的碱性小于氨大于苯胺。吡啶的碱性小于氨大于苯胺。CH3NH2NH3NNH2pKb3.384.768.809.42 吡啶易与酸和活泼的卤代物成盐。吡啶易与酸和活泼的卤代物成盐。N+ HClN HClNNH3N+ SO3CH2Cl2N SO3(90%)此反应常用于在反应中吸收生成的气态酸室温吡啶三氧化硫络合物是常用的缓和磺化剂NNNRIR I300INI+RROHNNRROH制取烷基吡啶的一种方法 2亲电取代反应亲电取代反应 吡啶环上氮原子为吸电子基，故吡啶环属于缺吡啶环上氮原子为吸电子基，故吡啶环属于缺电子的芳杂环，和硝基苯相似。其亲电取代反应很电子的芳杂

28、环，和硝基苯相似。其亲电取代反应很不活泼，反应条件要求很高，不起傅不活泼，反应条件要求很高，不起傅-克烷基化和酰克烷基化和酰基化反应。亲电取代基化反应。亲电取代 反应主要在反应主要在-位上。位上。NNClNBrNNO2NSO3HCl2, AlCl3Br2,H2SO4HgSO4100300浮石催化气相浓220混酸300催化，氯吡啶溴吡啶硝基吡啶吡啶 磺酸3333 3氧化还原反应氧化还原反应 （1）氧化反应）氧化反应 吡啶环对氧化剂稳定，一般不被酸性高吡啶环对氧化剂稳定，一般不被酸性高锰酸钾、酸性重铬酸钾氧化，通常是侧链烃锰酸钾、酸性重铬酸钾氧化，通常是侧链烃基被氧化成羧酸。基被氧化成羧酸。NNN

29、N吡啶甲酸（烟酸）CH3KMnO4 / HHNO3COOHCOOH吡啶甲酸 吡啶易被过氧化物（过氧乙酸、过氧化吡啶易被过氧化物（过氧乙酸、过氧化氢等）氧化生成氧化吡啶。氢等）氧化生成氧化吡啶。 氧化吡啶在有机合成中用于合成氧化吡啶在有机合成中用于合成4-取代取代吡啶化合物。吡啶化合物。NNCH3C-OOHOONHNO3ONONO2H2SO490PCl3NNO2+ POCl3 （2）还原反应）还原反应 吡啶比苯易还原，用钠加乙醇、催化加吡啶比苯易还原，用钠加乙醇、催化加氢均使吡啶还原为六氢吡啶（即胡椒啶）。氢均使吡啶还原为六氢吡啶（即胡椒啶）。 4亲核取代亲核取代 由于吡啶环上的电荷密度降低，且

30、分布由于吡啶环上的电荷密度降低，且分布不均，故可发生亲核取代反应。例如：不均，故可发生亲核取代反应。例如：NNHH2, Pt, 25, 3atmor Na + C2H5OHNNaNH2NH2ONHNaNNH2二甲苯胺中回流二、嘧啶及其衍生物二、嘧啶及其衍生物 嘧啶本身不存在于自然界，其衍生物在自嘧啶本身不存在于自然界，其衍生物在自然界分布很广，脲嘧啶、胞嘧啶、胸腺嘧啶然界分布很广，脲嘧啶、胞嘧啶、胸腺嘧啶是遗传物质核酸的重要组成部分，微生素是遗传物质核酸的重要组成部分，微生素B1也含有嘧啶环。合成药物的磺胺嘧啶也含这也含有嘧啶环。合成药物的磺胺嘧啶也含这种结构。种结构。NNNNNNNNOHHO

31、OHHOHOCH3NH2尿嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶( U )( T )( C )184 稠杂环化合物稠杂环化合物 稠杂环化合物是指苯环与杂环稠合或杂稠杂环化合物是指苯环与杂环稠合或杂环与杂环稠合在一起的化合物。常见的有喹环与杂环稠合在一起的化合物。常见的有喹啉、吲哚和嘌呤。啉、吲哚和嘌呤。NNHNNNHN234567891112233445566778喹啉吲哚嘌呤( Quioline )( indole )( Purine ) 一、吲哚一、吲哚 吲哚是白色结晶，熔点吲哚是白色结晶，熔点52.5。极稀溶。极稀溶液有香味，可用作香料，浓的吲哚溶液有粪液有香味，可用作香料，浓的吲哚溶液有粪臭味。素馨花、柑

32、桔花中含有吲哚。吲哚环臭味。素馨花、柑桔花中含有吲哚。吲哚环的衍生物广泛存在于动植物体内，与人类的的衍生物广泛存在于动植物体内，与人类的生命、生活有密切的关系。生命、生活有密切的关系。NHCH2CH COOHNH2NHCH3色氨酸构成蛋白质的重要成分甲基吲哚（粪臭素）很稀时有茉莉香味分解NHCH2CH2NH2HO5 羟基色氨动物激素，参与神经思维的物质。NHCH2CH2NHAcCH3O脑白金MelatonineNHCH2COOH 吲哚乙酸植物激素，少量能调节植物生长，量大则杀伤植物。如在侧链多一个 就失去生理效能。CH2 吲哚的性质与吡咯相似，也可发生亲电吲哚的性质与吡咯相似，也可发生亲电取代

33、反应，取代基进入取代反应，取代基进入-位。位。 NH吲哚磺酸Br2, OO0C6H5COONO2CH3CN, 0N . SO3溴吲哚硝基吲哚33NHNHNHBrNO2SO3H70%35% 二、喹啉二、喹啉 喹啉存在于煤焦油中，为无色油状液体，放置喹啉存在于煤焦油中，为无色油状液体，放置时逐渐变成黄色，沸点时逐渐变成黄色，沸点238.05，有恶臭味，难溶，有恶臭味，难溶于水。能与大多数有机溶剂混溶，是一种高沸点溶于水。能与大多数有机溶剂混溶，是一种高沸点溶剂。剂。 1喹啉的性质喹啉的性质 （1）取代反应）取代反应 喹啉是由吡啶稠合而成的，由于吡啶喹啉是由吡啶稠合而成的，由于吡啶 环的电子云密度低

34、于与之稠并的苯环，环的电子云密度低于与之稠并的苯环， 所以喹啉的亲电取代反应发生在电子云所以喹啉的亲电取代反应发生在电子云 密度较大的苯环上，取代基主要进入密度较大的苯环上，取代基主要进入5 或或8位。而亲核取代则主要发生在吡啶位。而亲核取代则主要发生在吡啶 环的环的2或或4位。位。N1.630.790.930.771.000.950.960.98NNNNNNNO2NO2BrBrNSO3HNHNaNNH2+H2O浓HNO3H2SO4浓浓+H2SO4浓+Br2Ag2SO4H2SO4, 220KNH2.二甲苯1000 （2）氧化还原反应）氧化还原反应 喹啉用高锰酸钾氧化时，苯环发生破裂，喹啉用高锰酸钾氧化时，苯环发生破裂，用钠和乙醇还原是其吡啶环被还原，这说明用钠和乙醇还原是其吡啶环被还原，这说明在喹啉分子中吡啶环比苯环难氧化，易还原。在喹啉分子中吡啶环比苯环难氧化，易还原。NNNH100KMnO4CH3CH2OH, NaCOOHCOOH