1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁酮的合成研究
1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁酮的合成研究1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁酮是一种重要的医药中间体,在有机药物合成领域具有极其广泛的应用。目前1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁酮的合成方法存在合成路线长、反应条件苛刻、污染大、成本高等缺点,限制了其工业化生产的规模。
本文以环氧氯丙烷为起始原料,设计了一条未见报道的合成路线:经与苯甲醛缩合-水解、环合、氨基保护和氧化等步骤得到目标化合物1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁酮。该方法具有合成路线短、产率高、过程绿色、原料易得、操作方便、成本低廉等优势,适合工业化大生产。
在缩合-水解步骤,先通过单因素实验,然后通过正交实验确定了合成1-氨基-3-氯-2-丙醇盐酸盐的最佳反应条件:环氧氯丙烷与苯甲醛的物质的量比为1:1.0,反应温度20-25℃,反应时间32小时,氨水用量为0.88当量,浓盐酸用量为0.94当量。在环合和氨基保护步骤,考察了不同反应溶剂、溶剂含水率、溶剂用量、碱的种类和用量对反应收率和质量的影响,探讨了不同结晶溶剂对1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁醇粗品的纯化效果,最终确定的最佳反应条件是:在乙腈（水分≤2.0%）作溶剂的情况下,在3.0当量的碳酸氢钠存在下回流完成关环反应;在4倍体积（V/W）甲醇中,在4.0当量的碳酸氢钠的作用下进行叔丁氧羰基保护氨基,随后粗品用4倍体积（V/W）的正庚烷进行精制得到1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁醇,其纯度>99.0%。
最后研究了氧化反应,探讨了TEMPO氧化的反应机理。比较了由不同助剂组成的TEMPO氧化体系在氧化反应工艺中的利弊,通过实验重点摸索了TEMP O/Na Cl O/KBr体系和TEMPO/Ca Cl2/Oxone体系的最佳工艺条件,确定了TEMP O/Ca Cl2/Oxone为最佳氧化体系,进一步确定在5倍体积（V/W）二氯甲烷中,使用1.0
当量的Oxone、0.01当量的TEMPO、0.1当量的Ca Cl2存在的条件下得到的粗品质量和收率最理想。
最后,用2.5倍（V/W）乙酸乙酯精制,得到1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁酮的纯度大于99%,氧化反应总收率86.5%。各步产物结构均经1H NMR、13C NMR、IR和MS分析确证。
杂环化合物
第10章杂环化合物 §10.1 杂环化合物的分类和命名 10.1.1 分类 1、按照环的多少分类 ?单杂环：常见的是五元杂环和六元杂环，环上的杂原子有一个或两个。 ?五元杂环： ?六元杂环： ?吡喃没有芳香性，生成盐后则具有芳香性。 ?稠杂环：由苯环与单杂环或两个以上单杂环稠合而成的。 10.1.2 命名 常见的基础杂环多数是具有芳香性的，命名时作为杂环化合物的母核。 1、音译法 中文名称采用音译法，用带口字旁的同音汉字表示。 对于无特定名称的杂环化合物，中国化学会1980年颁布的有机化学命名原则规定： 采用“杂”字作介词，把杂环看作是相应的碳环母核中碳原子被杂原子置换后的衍生物来命名。 ?国外现在采用的Hantzsch-Widman系统，规范了10元以下一般杂环的词尾词干的书写
格式。 ?为了正确表明取代基位置，需将杂环母核编号，编号规则主要有： （1）含一个杂环原子的单杂环，从杂原子开始编号。 有时也使用希腊字母，把靠近杂原子的位置叫做α位，其次是β位，再其次是γ位。 （2）含两个及以上相同杂环原子的单杂环，编号从连有氢原子的杂原子开始，并使另一杂原子所在位次保持最小。 （3）含两个及以上不同杂环原子的单杂环，编号从价数小杂原子开始，价数相同时则从原子序数小的开始。 ?因此，常见杂原子编号优先顺序为O、S、N。 ?一般常见的稠杂环有特定的编号，或是沿用习惯。 §10.2 五元杂环化合物 10.2.1 结构和物理性质 1、结构 这三种杂环上的原子都是sp2杂化，为平面结构。 ?每个碳原子垂直于环平面的p轨道有一个电子，杂原子垂直于环平面的p轨道有二个电子。
组合化学及其在抗生素研究中的应用
组合化学及其在抗生素研究中的应用 杨宪文 （中国药科大学南京210009） 摘要：组合化学作为一种新兴高效的合成方法，被广泛应用于新药开发等领域，对于抗生素的合成与结构优化意义重大。本文着重就组合化学在基于新 靶位、基于结构多样性等方面的抗生素开发和抗生素结构修饰优化上的应用进 行概述，宏观把握分析了组合化学这门新技术的优缺点，并对其发展前景进行 了探讨。 关键词：组合化学；新靶位；结构多样性；结构修饰 Combinatorial chemistry and its application to antibiotics research Y ang XW （China Pharmaceutical University Nanjing 210009）Abstract: As an emerging and efficient synthetic method, combinatorial chemistry has been applied to variety of aspects including drug discovery, meanwhile it is also significant to the synthesis and structure optimization of the antibiotics. This review emphasizes the discovery of antibiotics based on the new target and the structural diversity and the application of antibiotics structure optimization, analyses the advantages and disadvantages about this technology,finally, current situation and future development of combinatorial chemistry were also discussed in this paper. Key words:combinatorial chemistry; new target; structural diversity; structure optimization 1.前言 近两个世纪以来，化学家所探索的中心任务之一是创造新的具有各种功能的化学物质，并发展各种有效的方法以获得尽可能纯净的单一化合物。我们应用一系列传统的研究方式，许多化合物被制备成候选药物分子，并进行生物测试研究。众所周知的是，一个化学小分子新药的研发是一个在时间、人力、物力和财力上高消耗的过程，人们一直在探索新的更好的解决方案。20世纪80年代，一个新
第九章 含氮及杂环化合物教材
第九章含氮及杂环化合物 一、简答题 1、由苯胺制对氯苯胺一般都在稀酸或弱酸性介质中进行。如在强酸中进行，会得到什么产物？为什么？ 2、为什么三甲胺的沸点低于二甲胺？ 3、苯胺能与硫酸形成铵盐，RNH4+是间位定位基。但苯胺与硫酸经长时间高温加热，并未得到间位产物，而得到了高产率的对氨基苯磺酸。试解释原因。
2、亲电试剂进攻苯并呋喃的α-位或进攻吲哚的β-位。 5、将下列化合物按碱性由强到弱排列成序。 N H N N H NH 2 (1)(3) (2) (4)
6、写出下列化合物的名称或结构式。 N CON(CH 3)2 S N NH 2 CH 3 N OH Cl O O 2N CH NHCONH 2 C 6H 5CON 2 [(CH 3)3NC 2H 5] OH (1) (3) (5) (2) (4) (6) (７) (Z)-偶氮苯 （８） 对甲苯胺盐酸盐
(９)N,N-二甲基环环己酰胺（10）氯化-4-氰基-2-硝基重氮苯 (11) N-氧化三甲胺（12）异腈酸异丁酯 二、完成下列反应。
N H CH 3 CH 23 CH 3I Ag 2O ? HNO 2 (CH 3)2CHCH 2NH 2? (1) (2) △ Cl COOH NH 2 CuO ? K CO NO 2 NHCOCH NaOH ? △ , H 2(3) (4) + N CH 3 N N(CH 3)2 SnCl 2/HCl ? ? Br Cl 2? (5) (6) + S N CH 3 CH 3CH 2 CCl O AlCl 3 ? N H CH 3 N SO 3 H ? (7) + (8)
1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁酮的合成研究
1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁酮的合成研究1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁酮是一种重要的医药中间体,在有机药物合成领域具有极其广泛的应用。目前1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁酮的合成方法存在合成路线长、反应条件苛刻、污染大、成本高等缺点,限制了其工业化生产的规模。 本文以环氧氯丙烷为起始原料,设计了一条未见报道的合成路线:经与苯甲醛缩合-水解、环合、氨基保护和氧化等步骤得到目标化合物1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁酮。该方法具有合成路线短、产率高、过程绿色、原料易得、操作方便、成本低廉等优势,适合工业化大生产。 在缩合-水解步骤,先通过单因素实验,然后通过正交实验确定了合成1-氨基-3-氯-2-丙醇盐酸盐的最佳反应条件:环氧氯丙烷与苯甲醛的物质的量比为1:1.0,反应温度20-25℃,反应时间32小时,氨水用量为0.88当量,浓盐酸用量为0.94当量。在环合和氨基保护步骤,考察了不同反应溶剂、溶剂含水率、溶剂用量、碱的种类和用量对反应收率和质量的影响,探讨了不同结晶溶剂对1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁醇粗品的纯化效果,最终确定的最佳反应条件是:在乙腈（水分≤2.0%）作溶剂的情况下,在3.0当量的碳酸氢钠存在下回流完成关环反应;在4倍体积（V/W）甲醇中,在4.0当量的碳酸氢钠的作用下进行叔丁氧羰基保护氨基,随后粗品用4倍体积（V/W）的正庚烷进行精制得到1-叔丁氧羰基-3-氮杂环丁醇,其纯度>99.0%。 最后研究了氧化反应,探讨了TEMPO氧化的反应机理。比较了由不同助剂组成的TEMPO氧化体系在氧化反应工艺中的利弊,通过实验重点摸索了TEMP O/Na Cl O/KBr体系和TEMPO/Ca Cl2/Oxone体系的最佳工艺条件,确定了TEMP O/Ca Cl2/Oxone为最佳氧化体系,进一步确定在5倍体积（V/W）二氯甲烷中,使用1.0
大学有机化学杂环化合物和维生素练习题
杂环化合物和维生素练习题 1、下列亲电取代反应活性顺序排列正确的是（） A、吡咯＞吡啶＞苯 B、苯＞吡咯＞吡啶 C、吡咯＞苯＞吡啶 D、吡啶＞吡咯＞苯 2、下列化合物中属于五元含氮杂环化合物的是：（） A．呋喃 B．吡咯 C．噻吩 D．吡啶 3、吡啶环上发生的亲电取代反应（）。 A．比苯容易 B.与苯相同 C.比苯困难 4、吡喃环属于哪一类杂环（） A．硼杂环 B．氧杂环 C．氮杂环 D．硫杂环 5、叶绿素和血红素中存在的卟啉系统的基本单元是（） A．噻唑 B．呋喃 C．噻吩 D．吡咯 6、下列化合物不属于五元杂环的是（） A. 呋喃 B. 吡啶 C. 噻吩 D. 吡咯 7、碱性最强的化合物是（） 8、下列化合物发生亲电取代反应速度最快的是（） N 9、化合物的名称是（） A. 吡咯 B. 吡喃 C. 吡啶 D. 呋喃 10、下列杂环化合物芳香性顺序为（） A. 呋喃>噻吩>吡咯 B. 吡咯>呋喃>噻吩 C. 噻吩>吡咯>呋喃 D.吡咯>噻吩>呋喃 11.下列化合物中属于稠杂环的是（） A. 吡喃 B.吡啶 C.嘌呤 D.嘧啶 12.下列物质中，能使高锰酸钾溶液褪色的是（） A. 苯 B. 2-硝基吡啶 C. 3-甲基吡啶 D.吡啶 13.下列化合物中，能发生银镜反应的是（） A. 2-羟基呋喃 B. 2-呋喃甲醛 C. 2-硝基呋喃 D.2-甲基呋喃 14、既显弱酸性又显弱碱性的物质是：（） A．吡咯 B．吡啶 C．噻吩 D．呋喃
1、在环状化合物的环中，除碳原子外还含有其它元素的原子时，这类环状化合物就叫做 化合物，环中除碳以外的其它元素的原子叫做 原子。 2、吡咯易发生亲电取代，反应发生在 位上。吡啶难于亲电取代，反应发生在 位上。 3、将下列化合物在水溶液中的碱性由强到弱排列成序 （CH 3CH 2)2NH CH 3CH 2NH 2(CH 3)4NOH NH 3NH 2 N H a 、b 、c 、d 、e 、f 、 4、按碱性由强到弱排列的顺序是：（ ）＞（ ）＞（ ）＞（ ）。 N H a. b.N c.N H d.
有机化学第十八章 杂环化合物
第十八章杂环化合物 1.命名下列化合物： 答案：解：（1）4-甲基-2-乙基噻唑（2）2-呋喃-甲酸或糠酸（3）N-甲基吡咯（4）4-甲基咪唑 （5）α，β-吡啶二羧酸（6）3-乙基喹啉 （7）5-磺酸基异喹啉（8）β-吲哚乙酸 （9）腺嘌呤（10）6-羟基嘌呤 ２.为什么呋喃能与顺丁烯二酸酐进行双烯合成反应，而噻吩及吡咯则不能？试解释之。． 答案： 解：五元杂环的芳香性比较是：苯>噻吩>吡咯>呋喃。 由于杂原子的电负性不同，呋喃分子中氧原子的电负性（3，
5）较大，π电子共扼减弱，而显现出共扼二烯的性质，易发生双烯合成反应，而噻吩和吡咯中由于硫和氮原子的电负性较小（分别为2.5和3），芳香性较强，是闭合共扼体系，难显现共扼二烯的性质，不能发生双烯合成反应。 ３. 为什么呋喃、噻吩及吡咯容易进行亲电取代反应，试解释之。 答案： 解：呋喃、噻吩和吡咯的环状结构，是闭合共扼体系，同时在杂原子的P轨道上有一对电子参加共扼，属富电子芳环，使整个环的π电子密度比苯大，因此，它们比苯容易进行亲电取代反应。 ４. 吡咯可发生一系列与苯酚相似的反应，例如可与重氮盐偶合，试写出反应式。 答案： 解： ５. 比较吡咯与吡啶两种杂环。从酸碱性、环对氧化剂的稳定性、取代反应及受酸聚合性等角度加以讨论。 答案： 解：吡咯与吡啶性质有所不同，与环上电荷密度差异有关。它们与苯的相对密度比较如下：
吡咯和吡啶的性质比较：
与环上电荷密度有关， 性有关。与环上电荷密度及稳定 ６. 写出斯克劳普合成喹啉的反应。如要合成6-甲氧基喹啉，需用哪些原料？ 答案： 解：Skramp法合成喹啉的反应： ７. 写出下列反应的主要产物：
杂环化合物讲义
第十八章杂环化合物 教学要求 1.了解杂环化合物的分类、命名。 2.掌握重要的五元、六元及稠环杂环化合物的结构和性质。如：呋喃、噻吩、吡咯、喹啉（斯克奥浦合成）。 3.了解嘧啶及嘌呤的结构。 4.了解生物碱的一般概念。 杂环化合物是指组成环的原子中含有除碳以外的原子(杂原子——常见的是N、O、S等)的环状化合物。 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： 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、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、植物染料、合成染料都含有杂环。 第一节杂环化合物的分类和命名 一、分类
二、命名 杂环的命名常用音译法，是按外文名词音译成带“口”字旁的同音汉字。 当环上有取代基时，取代基的位次从杂原子算起依次用1,2,3,… (或α,β,γ…)编号。 如杂环上不止一个杂原子时，则从O、S、N顺序依次编号。编号时杂原子的位次数字之和应最小。 第二节五元杂环化合物 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、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。 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，即构成环的五个原子都为sp2杂化，故成环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π电子数符合休克尔规则（π电子数 = 4n+2），所以，它们都具有芳香性。
第十七章杂环化合物
第十七章 杂环化合物 （heterocyclic Ring compounds ） 一、教学目的和要求 1．掌握杂环化合物的分类和命名。 2．掌握五元单杂环、六元单杂环化合物的化学性质。 3．理解杂环化合物的结构与芳香性。 4．理解吡咯、吡啶的结构与性质的关系。 二、教学重点与重点 重点：杂环化合物、甾体化合物结构特征与命名（俗名）。 难点：杂环化合物的结构。 三、教学方法和教学学时 （1）教学方法：以课堂讲授为主，结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合。 （2）教学学时：4学时 四、教学内容 1、杂环化合物 （1）杂环化合物概述 （2）吡咯及其衍生物 （3）吡啶及其衍生物 （4）吲哚及其衍生物 （5）苯并吡喃及其衍生物 （6）嘧啶和嘌呤及其衍生物 2、生物碱 （1）生物碱概述 （2）生物碱举例 五、总结、布置作业 17.1 几种基本杂环 (分类和命名) 杂环化合物定义 ：杂环化合物是指环比较稳定、含杂原子的环状化合物，包括芳香性杂环和非芳香杂环。 杂环化合物的种类很多，有单环，也有与芳香环或其他杂环并联成的稠杂环。环上的杂原子可以是一个、两个或更多个，而且可以是相同的或是不同的。一般最常见的杂环是五元或六元环。 根据1980年中国化学会颁布的有机化学命名原则，杂环化合物的命名按外文名称音译，并以一口字旁表示是环状化合物。以下是几种常见的杂环化合物的结构与名称。 O S N S N N N H H 呋喃 噻吩 吡咯 噻唑 咪唑 Furan Thiophene Pyrrole Thiazole Imidazole N O N N N N N N
吡啶 吡喃 哒嗪 嘧啶 吡嗪 Pyridine Pyran Pyridazine Pyrimidine Pyrazine H N O N N N N 吲哚 苯并呋喃 嘌呤 N N N 喹啉 异喹啉 吖啶 17.2 几种重要杂环化合物的结构 吡咯、吡啶 、呋喃、噻吩 ----C 、N 、O 、S 皆为 SP2 杂化 ，符合休克尔规则，有芳香性。但根据具体情况的不同，有的是富电子芳杂环，有的是缺电子芳杂环。 1. 1. 五元杂环 吡咯的共轭体系及比例模型如下： 吡咯是富电子芳杂环。 2. 2. 六元杂环 吡啶的共轭体系及比例模型如下： 吡啶是缺电子芳杂环。 富电子芳杂环与缺电子芳杂环因为结构特点的不同而表现出不同的化学 性质，其中亲电取代反应的差异尤为明显。
吲嗪杂环化合物的合成
Gold-Catalyzed 1,2-Migration of Silicon,Tin,and Germanium en Route to C-2 Substituted Fused Pyrrole-Containing Heterocycles Ilya V.Seregin and Vladimir Gevorgyan* Department of Chemistry,Uni V ersity of Illinois at Chicago,845West Taylor Street,Chicago,Illinois 60607-7061 Received May 10,2006;E-mail:vlad@https://www.wendangku.net/doc/eb13578600.html, Alkyne -vinylidene isomerization is a mechanistically interesting 1and synthetically useful transformation.2For example,McDonald used this transformation as the key step in efficient synthesis of heterocycles (eq 1).3It has also been shown that various groups (G)can undergo 1,2-migration upon alkyne -vinylidene isomer-ization,as demonstrated by Iwasawa (G )Hal,M )W),4Fu ¨rstner (G )Hal,M )Au),5Katayama (G )SiR 3,M )Ru),6and Kawakami (G )SnR 3,M )Ru)7(eq 2).However,to the best of our knowledge,no examples of synthesis of heterocycles with 1,2-migration of groups other than H have ever been reported.Thus,we reasoned that development of alternative routes toward hetero-cycles,which proceed with 1,2-group migration,would be desirable,as they would allow for the synthesis of densely substituted molecules.Herein,we wish to report a new Au-catalyzed cascade cycloisomerization of propargylic derivatives of N-containing heterocycles into fused pyrrole-containing heterocycles.The cascade transformation involves 1,2-migration of silyl-,stannyl-,and even the pre V iously unknown migration of a germyl group and allows for efficient synthesis of various fused pyrroloheterocycles func-tionalized at position C-2(eq 3). We have recently reported the cycloisomerization of alkynylpyr-idines into indolizines (eq 4).8The reaction proceeds via a base-assisted propargyl -allenyl isomerization to intermediate i ,followed by its cyclization into the indolizine core.This transformation presumes two formal hydrogen migrations,and thus is limited to the preparation of C-1,2unsubstituted indolizines. Naturally,as we were interested in developing approaches toward C-1substituted heterocycles,we turned our attention to the cycloisomerization of easily available 9nonconjugated propargylpyr-idine 1(eq 5).After catalyst optimization,10it was found that 1,in the presence of Au(I)or Au(III)salts,11undergoes smooth cyclo-isomerization into C-1substituted indolizine 2.It is reasonable to propose that this transformation operates through allenyl intermedi-ate i (e.g.,via another mode of the propargyl -allenyl cycloisomer-ization depicted in eq 4).Alternatively,this reaction may proceed via isomerization of terminal alkyne 1into gold -vinylidene intermediate W ,which subsequently cycloisomerizes into the het-eroaromatic structure 2(eq 5). To clarify whether this reaction proceeds via an allenyl (i )or vinylidene (W )intermediate,we examined cycloisomerization of TMS-substituted propargylpyridine 3a in the presence of Au-catalyst.It was hypothesized that a prototropic isomerization (via intermediate i)12would lead to indolizine with the silyl group Table 1.Synthesis of Fused Pyrrole-Containing Heterocycles a Isolated yield;reactions performed in 0.5mmol scale.b Yield over 2steps.c Reaction was performed in 5.0mmol scale in the presence of AuCl catalyst (0.5mol %).d NMR yield.e AuCl was used as a catalyst. Published on Web 08/24/2006 12050 9 J.AM.CHEM.SOC.2006,128,12050-12051 10.1021/ja063278l CCC:$33.50?2006American Chemical Society
最新杂环化合物的命名学习资料
杂环化合物（hetero cyclic compounds）属于环状有机化合物的一种，是指由碳原子和非碳原子共同参与组成环的环状化合物。这种参与成环的非碳原子称为杂原子。杂原子大都属于周期表中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ三族的主族元素，最常见的是氮、氧、硫，其中以氮原子最为多见。按照这个定义，在前面一些章节中曾讨论过的内酯、交酯、环状酸酐和内酰胺等，也应属于杂环化合物。但这些化合物通常容易开环成原来的链状化合物，其性质又与相应的链状化合物相同，因此一般不把它们列入杂环化合物的范围。有机化学中所要讨论的杂环化合物，一般都比较稳定，不容易开环，有些杂环化合物的性质与苯、萘等相似，具有不同程度的芳香性。 杂环化合物的种类繁多，数目庞大。据统计，在已发现的几百万种有机化合物中，杂环化合物约占总数65％以上。这说明杂环化合物在有机化学的各个研究领域中都占有相当重要的地位。 杂环化合物广泛地存在于自然界中，动植物体内所含的生物碱、苷类、色素等往往都含有杂环结构。许多药物，包括天然药物和人工合成药物，例如头孢菌素（抗生素）、羟基树碱（抗肿瘤药）、小檗碱（抗菌药）等也都含有杂环。与人类生命活动及各种代谢关系非常密切的物质 ──核酸，其碱基部分也含有杂环。近几十年来，在杂环化合物的理论和应用方面的研究不断取得重 大进展，许多天然杂环化合物，包括维生素B那样结构极其复杂的杂环分子，已经能够用人工方法进行全合成；同时，人类也合成了许多自然界不存在的杂环化合物。这些化合物作为药物，作为超导材料，作为工程材料，也都具有很重要的意义。 杂环化合物的分类 杂环化合物的种类繁多，其常见的分类方法按所依据的原则不同，可分为按分子所含环系的多少及其连接方式分类和按分子中所含π电子的状态和数量多少分类两种。 按分子所含环系的多少及其连接方式分类 根据这种方法可将杂环化合物分为以下几类： 按分子中所含π电子的状态和数量多少分类
杂环化合物的命名
杂环化合物（heterocycliccompounds）属于环状有机化合物的一种，是指由碳原子和非碳原子共同参与组成环的环状化合物。这种参与成环的非碳原子称为杂原子。杂原子大都属于周期表中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ三族的主族元素，最常见的是氮、氧、硫，其中以氮原子最为多见。按照这个定义，在前面一些章节中曾讨论过的内酯、交酯、环状酸酐和内酰胺等，也应属于杂环化合物。但这些化合物通常容易开环成原来的链状化合物，其性质又与相应的链状化合物相同，因此一般不把它们列入杂环化合物的范围。有机化学中所要讨论的杂环化合物，一般都比较稳定，不容易开环，有些杂环化合物的性质与苯、萘等相似，具有不同程度的芳香性。 杂环化合物的种类繁多，数目庞大。据统计，在已发现的几百万种有机化合物中，杂环化合物约占总数65％以上。这说明杂环化合物在有机化学的各个研究领域中都占有相当重要的地位。 杂环化合物广泛地存在于自然界中，动植物体内所含的生物碱、苷类、色素等往往都含有杂环结构。许多药物，包括天然药物和人工合成药物，例如头孢菌素（抗生素）、羟基树碱（抗肿瘤药）、小檗碱（抗菌药）等也都含有杂环。与人类生命活动及各种代谢关系非常密切的物质──核酸，其碱基部分也含有杂环。近几十年来，在杂环化合物的理论和应用方面的研究不断取得重大进展，许多天然杂环化合物，包括维生素B那样结构极其复杂的杂环分子，已经能够用人工方法进行全合成；同时，人类也合成了许多自然界不存在的杂环化合物。这些化合物作为药物，作为超导材料，作为工程材料，也都具有很重要的意义。杂环化合物的分类
杂环化合物的种类繁多，其常见的分类方法按所依据的原则不同，可分为按分子所含环系的多少及其连接方式分类和按分子中所含π电子的状态和数量多少分类两种。 按分子所含环系的多少及其连接方式分类 根据这种方法可将杂环化合物分为以下几类： 按分子中所含π电子的状态和数量多少分类 按照这种方法可将杂环化合物大致分为四类，即： （1）多π-（π-excessive）杂环。以苯分子为参照标准，凡是环中π电子云密度大于苯，并像苯一样有一个闭合的环状共轭体系的杂环化合物属于此类，如：呋喃、吡咯、噻吩等。这类杂环的主要特征是亲电取代反应活性比苯高。 （2）缺π-（π-deficient）杂环。这类杂环也同样具有闭合的环状共轭体系，但环中π电子云密度小于苯，其亲电取代反应活性比苯低。吡啶、嘧啶等属于此类。 （3）烯型杂环。这类杂环不含有闭合的环状共轭体系，只具有孤立的π键或不连续的共轭π键。α-呋喃、γ-吡喃等属于此类。 （4）烷型杂环。这类杂环不含不饱和键，是完全饱和的杂环。四氢呋喃、六氢吡啶等属于此类。
第十二章 杂环化合物
第十二章 杂环化合物 【目的要求】 1、掌握杂环化合物的分类方法；杂环化合物的命名方法；含一个杂原子的五元杂环化合物的结构和主要化学性质；含一个杂原子的六元杂环化合物的结构和主要化学性质。 2、熟悉特定杂环母核的音译名；特定杂环母核的编号规则；部分氢化杂环的“标氢”规则；含两个杂原子的五元杂环化合物、含两个杂原子的六元杂环化合物和稠杂环化合物的结构特点和主要化学性质。 3、了解含两个杂原子的五元杂环化合物、含两个杂原子的六元杂环化合物和稠杂环化合物的衍生物的结构特点及其应用。 【教学内容】 由碳原子和非碳原子共同参与组成环的环状化合物叫杂环化合物。在杂环化合物中，除碳原子之外组成环的其它原子，称为杂原子。最常见的杂原子是氧、硫、氮。 第一节 杂环化合物的分类和命名 一、分类 （一）、骨架分类法：单杂环类和稠杂环类。 （二）、环碳电子密度分类法：多π-杂环化合物和 缺π-杂环化合物 （三）、按杂环中所含杂原子不同分类法：含氧杂环、含硫杂环和含氮杂环。 二、命名 第二节 五元杂环化合物 一、单杂五元杂环化合物 （一）、呋喃、噻吩和吡咯的结构 （二）、水溶性：均难溶于水。 （三）、环的稳定性 （四）、 酸碱性：噻吩和呋喃为中性化合物。吡咯呈弱酸性。 （五）、化学性质：卤代、磺化、硝化、付-克酰化反应、催化氢化反应。 （六）、衍生物 1、糠醛。 O S N
312 二、五元杂环化合物 （一）、吡唑、咪唑和噻唑的结构 （二）、氢键 （三）、 酸碱性：弱碱性。 （四）、 环的稳定性。 （五）、化学性质 三个化合物的亲电取代反应活性顺序：咪唑＞ 吡唑＞ 噻唑。反应以5位取代产物为主。 （六）、衍生物 1、毛果芸香碱。 2、阿莫西林。 第三节 六元杂环化合物 一、六元杂环化合物 (一)、 吡喃 （二） 、吡啶 1、结构 缺π芳杂环，芳香性比苯要弱，不易发生亲电取代反应。同时氮的存在还改变了苯分子原来正六边型的对称结构，并使吡啶成为较强的偶极分子。 2、性质 （1）、水溶性。 （2）、环的稳定性 （3）、碱性 （4）、亲电取代反应：吡啶很难发生亲电取代反应。其卤代、硝化及磺化反应要在剧烈条件下才能进行，不能发生付-克反应，取代基通常进入环中β-位。 （5）、亲核取代反应:：吡啶容易发生亲核取代反应。这都是由于环碳原子电 N O N N N S N O N N N S