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1、Chapter 14 Heterocyclic Compounds（杂环化合物）（杂环化合物）Heterocycle/Heterocyclic Compound构成环系的原子除C外，还有其它杂原子。O,S,N.Hetero-atom(杂原子):HeterocycleSaturated Heterocycles 饱和杂环化合物饱和杂环化合物Aromatic Heterocycles 芳香杂环化合物芳香杂环化合物体现各自功能团的性质4/24/2023有机一.Classification&Nomenclature:按环的按环的大小大小Five-membered ringSix-membered ri
2、ng按杂原子的按杂原子的数目数目一个一个杂原子杂环杂原子杂环两个两个杂原子杂环杂原子杂环多个多个杂原子杂环杂原子杂环按环的拼合按环的拼合形式形式单单杂环杂环(homo-heterocycle)稠稠杂环杂环(fused-heterocycle)4/24/2023有机pyrrole 吡咯吡咯thiophene 噻吩噻吩furan呋喃呋喃 Classification&NomenclatureFive-membered ring heterocyclesimidazole 咪唑咪唑pyrazole 吡唑吡唑oxazole口口恶恶 唑唑thiazole 噻唑噻唑Isoxazole异异口口恶恶 唑唑4/
3、24/2023有机 Six-membered ring heterocyclesClassification&Nomenclaturepyridine 吡啶吡啶pyrimidine 嘧啶嘧啶2H-pyran2H-吡喃Pyridazine 哒嗪哒嗪Pyrazine 吡嗪吡嗪4/24/2023有机 Fused-heterocyclesClassification&Nomenclaturequinoline 喹啉iso-quinoline*异 喹啉Purine*嘌呤Indole吲哚 蝶啶蝶啶pteridine口口丫啶丫啶acridine 吩嗪吩嗪phenazinecarbazole 咔唑咔唑Phen
4、othiazine 吩噻嗪吩噻嗪4/24/2023有机Classification&NomenclatureAttention!“指示氢指示氢”or“标氢标氢”最多的非累积双键外的饱和氢最多的非累积双键外的饱和氢 没有达到最多的没有达到最多的非累积双键，非累积双键，“外加氢外加氢”的标注的标注4/24/2023有机Classification&Nomenclature 取代杂环的命名：取代杂环的命名：编号原则：单杂环、稠杂环；最小编号和优先顺序法则编号原则：单杂环、稠杂环；最小编号和优先顺序法则iso-quinoline*异 喹啉Purine*嘌呤5-硝基硝基-2-呋喃甲醛呋喃甲醛4-氨基嘧啶
5、氨基嘧啶N,N-二乙基二乙基-3-吡啶甲酰胺吡啶甲酰胺1,3,7-三甲基嘌呤三甲基嘌呤-2,6-二酮二酮3-甲基甲基-5-氯喹啉氯喹啉7-碘碘-8-羟基喹啉羟基喹啉-5-磺酸磺酸4/24/2023有机Classification&Nomenclature 互变异构的存在，编号及名称的改变互变异构的存在，编号及名称的改变7H-嘌呤嘌呤9H-嘌呤嘌呤2,4-二羟基嘧啶二羟基嘧啶嘧啶嘧啶-2,4-二酮二酮5-甲基吡唑甲基吡唑3-甲基吡唑甲基吡唑4/24/2023有机Classification&Nomenclature 拼合杂环的命名：拼合杂环的命名：非特定稠环非特定稠环基本环基本环附加环附加环稠合
6、边的表示稠合边的表示呋喃并呋喃并2,3-b 噻吩噻吩吡咯并吡咯并3,2-b 噻吩噻吩4/24/2023有机Classification&Nomenclature 拼合杂环的命名：拼合杂环的命名：整体稠环编号，取代基位置整体稠环编号，取代基位置5-苯基咪唑并苯基咪唑并2,1-b噻唑噻唑6H-吡唑并吡唑并4,5-d口口恶恶 唑唑4/24/2023有机二二.Six-membered Heterocyclic compoundsPyridine 吡啶吡啶1.Structure:C5H5N芳香性芳香性较强的碱性较强的碱性4/24/2023有机Kekules structureAromaticity?电子
7、云的分布电子云的分布E.S.变难变难 N.S.变易变易Oxidation 难难Reduction 易易BasicitySix-membered Heterocyclic compounds4/24/2023有机2.Physical properties(1)(偶极矩偶极矩)Dipole moment =7.41 10-38 c.m 3.90 10-38 c.m IC方向一致方向一致Six-membered Heterocyclic compounds(2)Solubility:吡啶可以与水以任意比例互溶吡啶可以与水以任意比例互溶4/24/2023有机3.Chemical reactionsa.
8、Basicity of PyridineBasicitySix-membered Heterocyclic compounds4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compoundsPyr.SO3磺化试剂磺化试剂酰化试剂酰化试剂甲基化试剂甲基化试剂4/24/2023有机b.Electrophilic Substitution:N的的-I钝化环钝化环反应条件剧烈反应条件剧烈取代反应取代反应 发生在发生在3-位（位（）Six-membered Heterocyclic compounds4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic c
9、ompounds不稳定不稳定取代取代2-位位取代取代3-位位Six-membered Heterocyclic compounds-Pyridine4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compoundsc.Nucleophilic Substitution2,4,6-位的影响位的影响X的取代的取代Six-membered Heterocyclic compounds-Pyridine4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compoundsA.E.ChichibabinB.ReactionH-的取代的取代Six-membe
10、red Heterocyclic compounds-Pyridine4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds2-位位(6-位位)3-位位4-位位八电子氮负离子八电子氮负离子八电子氮负离子八电子氮负离子Six-membered Heterocyclic compounds-Pyridine4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-Pyridined.Reactions of side chainSide Chain Acidity of -H4/24/2023有机Six-membered H
11、eterocyclic compounds2-位甲基位甲基3-位甲基位甲基4-位甲基位甲基八隅体八隅体八隅体八隅体4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compoundse.Oxidations&Reductions侧链的氧化侧链的氧化烟碱烟碱烟酸烟酸烟酰胺烟酰胺 N-氧化物氧化物 Pyridine-N-oxide3-甲基吡啶甲基吡啶N-氧化物氧化物Six-membered Heterocyclic compounds-PyridinePyridine-N-oxide:Substitution/Position4/24/2023有机Six-membered
12、Heterocyclic compounds-PyridineElectrophilicNucleophilic4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-Pyridine-attack-attack-attack4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-PyridinepiperidineReduction4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-Pyrimidine嘧啶嘧啶Pyrimidinesp2碱性碱性水溶性水溶性取代反应取代反应4/
13、24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-Pyrimidine2,4,6-positions(Uracil,U)尿嘧啶尿嘧啶胞嘧啶胞嘧啶(Cytosine,C)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(Thymine.T)tautomerism4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-PyrimidineVitamin B2Sulfadiazine SD 磺胺嘧啶苯巴比妥苯巴比妥 PhenobarbitalMoxonidine 莫索尼定莫索尼定4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic c
14、ompounds-PyrimidineAntimetabolic AgentsFluorouracil 5-FUTegafurCytarabine阿糖胞苷司他夫定司他夫定 Stavudine Zidovudine 齐多夫定齐多夫定拉米夫定拉米夫定 LamivudineAntiviral Agents4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-Quinoline and IsoquinolineQuinoline and Isoquinolinequinoline 喹啉iso-quinoline*异 喹啉杂化杂化 sp2碱性碱性取代反应：取代反应
15、：E.S.N.S.位置4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-Quinoline and IsoquinolineElectrophilic Substitution异环取代异环取代5-，8-位位4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-Quinoline and IsoquinolineNucleophilic Substitution发生在吡啶环上，发生在吡啶环上，2(1)、4位上位上4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-Quin
16、oline and IsoquinolineThe Reactions of Side Chain2(1),4位侧链-H4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-Quinoline and IsoquinolineOxidation&Reduction氧化苯环氧化苯环还原吡啶环还原吡啶环4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-PyranPyran 吡喃吡喃2H-吡喃吡喃(-吡喃吡喃)4H-吡喃吡喃(-吡喃吡喃)-吡喃酮吡喃酮-吡喃酮吡喃酮吡喃盐正离子吡喃盐正离子口口恶英嗡盐离子恶英嗡盐离子杂化杂化不饱和环醚不饱和环醚非芳香性非芳香性芳香性芳香性 稳定性稳定性/高反应活性高反应活性4/24/2023有机Six-membered Heterocyclic compounds-Pyran-吡喃酮吡喃酮4/24/2023有机