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1、第十五章 芳香杂环化合物Ciprofloxacin 构成环的原子除碳原子外还有O、S、N、P等杂原子的环状化合物称为杂环化合物。90%以上药物和60%以上的有机化合物为杂环化合物：碳水化合物（为生命提供能量）、叶绿素（为植物提供绿色，合成物质）、血红素(赋予血液以鲜红的颜色)都是杂环化合物。核酸中的杂环（嘧啶和嘌呤）部分对DNA的复制起着至关重要的作用并使生命得以代代相传。杂环化合物通常是酶和辅酶中催化生化反应的活性部位。H3CH3COOCCH2CH2OOCH3CHHONNNNCH=CH2C2H5HCH3MgRR叶绿素叶绿素a(R=CH3)叶绿素叶绿素b(R=CHO)R=(CH3)2CHCH2
2、CH2(CH2CHCH2CH2)CH2C=C CH2CH3CH3H3CNSHCH3H3CCH3OHCH3H3COOOOOHR19931993年被发现的一种高效抗癌物质年被发现的一种高效抗癌物质Epothilone A(R=H)B(R=CH3)；伊沙匹隆 第一节 分类和命名一 分类杂环单杂环稠杂环五元环六元环苯并单杂环两个非苯杂环稠和二 命名 五元环O12345呋喃furanS1234512345NHthiophenepyrrole噻吩吡咯NSNNHNNH123451234512345噻唑吡唑咪唑thiazolepyrazoleimidazoleNOON噁唑异噁唑isoxazoleoxazole
3、六元环NNONNNNNpyridine4H-pyranpyrimidinepyridazinepyrazine吡啶4H-吡喃嘧啶哒嗪哒嗪吡嗪吡嗪123456123456123456具有特定名的稠杂环NNNH1234567812345678134567喹啉异喹啉吲哚quinolineisoquinolineindoleNNNN嘌呤purine123456789H1.以环中杂原子位次为1，开始顺序编号，既可以用阿拉伯数字，也可以用希腊字母 编号原则pyridine吡啶吡啶N1234562.若有多个相同杂原子时，应使它们的位次编号之和最小pyrimidine嘧啶NN1234563.若有多个不同杂原子
4、时，则按O、S、NH、N的先后顺序编号NNH12345吡唑pyrazoleNS12345噻唑thiazole 4.有些有特定名称的稠杂环母体的编号是固定的N12345678喹啉喹啉quinoline嘌呤嘌呤purineNNNN123456789H5 C上相连的多于1个的H需要标出位置OO2H-吡喃吡喃4H-吡喃吡喃6 含活泼氢的杂环及其衍生物，可能存在互变异构体，命名时需要标明其两种可能的位号5-甲基咪唑4-甲基咪唑取代杂环的命名 参考苯的命名，一般选杂环为母体，按照编号标出取代基位置，个数，名称N-甲基-5-巯基咪唑3-甲基吲哚杂环也可以作为取代基2-呋喃甲醛糠醛3-吡啶甲酸烟酸第二节 六元
5、杂环一 吡啶(一)结构杂原子以sp2杂化，另外每个原子各有一个未杂化轨道和环垂直，类似苯形成大键N原子起吸电子作用，类似硝基吡啶发生亲电取代反应较苯困难，主要发生在位。相对来说，吡啶较易发生亲核取代反应，取代基往往进入位。(二）化学性质1 碱性1.碱性吡啶环上氮原子有一对未共用电子没参加环上的共轭体系，能与质子结合，和强酸成盐，具有弱碱性（强于苯胺）碱性：苯胺 吡啶 氨 三乙胺 呋喃噻吩苯 由于它们的高度活泼性以及呋喃和吡咯对于无机强酸的敏感性，其亲电取代反应需要比较温和的条件。（一）化学性质（一）化学性质1 酸碱性CHCHCHCHCHNCHCHCHCHNHNCH3CH3H3CNHHHNHH脂
6、肪胺脂肪胺氨氨苯胺苯胺吡啶吡啶吡咯吡咯 碱性：碱性：脂肪胺脂肪胺 氨氨 吡啶吡啶 苯胺苯胺 吡咯吡咯吡咯具有弱酸性，比醇强，比酚弱呋喃在酸性条件下极易水解破坏，吡咯在酸的催化作用下易形成聚合物 对氧化剂，呋喃、吡咯均较敏感，在空气作用下可以缓慢开环：2.亲电取代反应（1）卤代(2)硝化-使用温和的硝乙酐（3）磺化反应吡啶与三氧化硫反应生成的盐作为磺化剂进行反应 相对稳定的噻吩可以直接磺化（4）傅克-酰基化反应 烷基化反应无实际意义。但进行傅克-酰基化时，可以得到一元取代的酰基产物。碱性条件（5）有关定位效应3位上有取代基，第二个基团进入环的2位或5位(即a-位)，取代基进入1位还是5位取决于环上原有取代基的性质。3 Reimer-Tiemann反应4 D-A反应5 加氢还原四氢吡咯四氢呋喃五元杂环衍生物呋喃甲醛（糠醛）呋喃甲醇（糠醇）二 含两个杂原子的五元杂环咪唑吡唑这些唑类化合物具有碱性，其碱性比吡咯强，比吡啶或相应脂肪胺的碱性弱。性质-互变异构NNH12345NHN12345NNH12345NHN12345CH3CH34-甲基咪唑5-甲基咪唑在吡唑中，3-5位等同，在咪唑中，4-5位等同无特定名的稠杂环的命名无特定名的稠杂环的命名