有机化学知识点（十）
第十一章
杂环化合物
一
分类、命名和结构
分类
命名（命名与芳香烃相似）
①采用译音法
找母体：
②当杂环上连有—OH、—NH2、—OR、—R、—X、—NO2等取代基时，以杂环作为母体
③当杂环上连有—COOH、—SO3H、—CN、—CHO、—CO—(酮基）等官能团时，则以杂环作为取代基
编号：
④编号一般从杂原子开始，顺着环编号，依次为1、2、3……，或将杂原子相邻的碳编为α，依次为α、β、γ……
⑤当环上含有两个或两个以上相同的杂原子时，编号从连有氢原子的杂原子开始，并应使杂原子的编号尽可能小；当环上含有两个或两个以上不同杂原子时，按O→S→N的顺序编号
稠杂环（了解就行）：
⑥稠杂环的编号一般与稠环芳烃相同，但少数稠杂环有固定的编号顺序
结构
五元杂环：
C和N为sp2杂化，组成的结构符合休克尔规则【有机化学知识点（三）--非苯芳烃】，具有芳香性。
p轨道上的电子形成五中心六电子的大π键，形成富电子环。
六元环：
C和N为sp2杂化，形成六中心六电子的大π键，且时共轭体系，符合休克尔规则，具有芳香性。
N电负性大于C
六元环里吡喃环不是非苯芳香族化合物
二
物理性质
五元杂环多数为无色液体，有强烈而难闻的气味，有一定的毒性，难溶于水，易溶于醇、醚等有机溶剂。
吡啶是有广泛应用价值的溶剂，既能与水以任何比例互溶，因为其N上的孤电子对能与水分子形成氢键。
三
化学性质
酸碱性
吡咯分子中孤电子对参与共轭，使得N原子上的电子云密度降低，碱性减弱；同时，N电负性大，N-H键极性大，显弱酸性。其酸性小于苯酚。
吡啶中孤电子对不参与共轭，N原子上电子云密度较大，显碱性
碱性：吡啶＞苯胺＞吡咯
亲电取代反应
五元环取代发生在电子云密度较大的α位，且比苯活泼
六元环β位发生取代，比苯稳定
卤代：
硝化：
磺化：
傅克反应：吡啶属于缺电子芳杂环，亲电取代反应比苯困难，一般不发生傅克反应。
加成反应
氧化反应
三
杂环化合物及其衍生物
呋喃及其衍生物
呋喃是最简单的含氧五元杂环化合物，主要存在于松木焦油中，为无色易挥发液体，有温和的香味，不溶于水，溶于有机溶剂。
主要用于有机合成或用作溶剂。
呋喃蒸气遇盐酸浸过的松木片显绿色，可用于鉴别呋喃。
α-呋喃甲醛俗称糠醛，可由农副产品大麦壳、麦杆、高粱杆、玉米芯等水解得到。
与苯胺乙酸盐溶液作用显深红色，此反应可用于鉴别糖醛。
化学性质与苯甲醛相似，不含α-H，能发生康尼查罗反应（歧化反应）及一些芳香醛的缩合反应（银镜）。
吡咯及其衍生物
吡咯是最简单的含氮五元杂环化合物，吡咯在微量氧的作用下就可变黑；松木片反应显红色；在盐酸作用下聚合成为吡咯红；对氧化剂一般不稳定。
叶绿素、血红素、维生素B以及胆红素等都是吡咯的衍生物。这些物质分子结构中都含有一个卟吩环，含有该环的化合物称为卟啉类化合物。
卟吩环中的氮原子可以通过配位键与不同的金属离子结合。
吡啶及其衍生物
吡啶是含氮六元杂环化合物，毗定及其同系物存在于骨焦油、煤焦油、煤气、页岩油、石油中，为无色或微黄色液体，有恶臭。
吡啶衍生物中最常见的有维生素B、维生素PP、异烟酰肼等。
嘧啶及其衍生物
嘧啶是含有两个氮原子的六元杂环化合物。它是无色晶体，有臭味，溶于水和乙醇。
由于受环中两个氮原子吸电子作用的影响，环上的电子云密度下降，因而嘧啶的碱性比吡啶弱，亲电取代反应也比吡啶难以进行。
嘧啶本身在自然界不存在，但其衍生物却广泛存在，有的具有非常重要的特殊生理活性，如核酸中的碱基、维生素B1、维生素B2等。
碱基都存在互变异构，在生理条件下主要以酮式存在。
吲哚及其衍生物
吲哚是吡咯与苯稠合而成的杂环化合物，又称苯并吡咯。
吲哚为白色片状晶体，溶于醇、醚等有机溶剂。吲哚浓度高时具有强烈的粪臭味，扩散力强而持久；高度稀释的溶液有香味，可以作为香料使用。
吲哚的衍生物在自然界分布很广，如在农业方面作为高效植物生长调节剂。
嘌呤及其衍生物
嘌呤是由一个嘧啶环和一个咪唑环稠合而成的杂环，为无色晶体，易溶于水，其水溶液呈中性，但能与酸或碱成盐。它有两种互变异构体系：
嘌呤本身在自然界并不存在，但它的衍生物却广泛存在于动植物体中，是核酸的组成成分。
苯并吡喃衍生物
苯并吡喃衍生物中较为重要的是黄酮类化合物，广泛存在于植物中，它们具有2-位或3-位苯基取代的色酮的母核结构，其中2-苯基色酮称为黄酮，3-苯基色酮称为异黄酮。
生物碱
一
概述
生物碱是一类存在于生物体内，对人和动物有强烈生理作用的含氮碱性有机化合物。其分子中多数含有含氮的杂环，由于它们主要存在于植物中，所以常常称为植物碱。
物理性质：大多数生物碱是无色有苦味的晶体，少数是液体。难溶于水，易溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、苯等有机溶剂。
生物碱分子中多数含有手性碳原子，有旋光性，且往往是左旋体。
生物碱能与一些试剂作用生成沉淀或发生颜色反应，这些试剂叫做生物碱试剂。如：
提取方法：
二
重要的生物碱
- 烟碱（尼古丁）
- 麻黄碱（非杂环苯丙胺衍生物）
- 茶碱、咖啡碱和可可碱
- 秋水仙碱
- 金鸡纳碱（喹啉）
图文来源于学习通教材
