杂环化合物在合成芳环中的应用

苗培果

【摘 要】目的：杂环化合物作为一种化合物，自从一个多世纪前发现以来，在科技进步和化学不断地发展的背景下，越来越多的杂环化合物被发现，并且这些杂环化合物的应用范围不断的在扩大，甚至在各个方面都有杂环化合物的踪影。杂环化合物是化学史上的一个重大的发现，最近这几十年来，有机物中的杂环化合物的比例在逐渐的增大，数目也在不断的增加，种类丰富多样，越来越多的科研人员去研究杂环化合物的成分，并且应用到生产生活中，为人们的生产生活带来了极大的便利。本文介绍了杂环化合物的概念，并且就杂环化合物在生产生活各方面的应用做了分析说明。

【关键词】杂环化合物;合成芳环;应用

【中图分类号】R142【文献标识码】B【文章编号】1005-0019（2019）10-0-01

1 杂环化合物的概念

杂环化合物是以含有一个或多个杂原子（O、N、或S）的五元或六元环系或者稠环系为主的一类化合物，杂环化合物也是杂环化合物环状有机物中构成环的原子除碳原子外还有其他原子时的一类环状有机化合物。非碳原子称为杂原子。最常见的杂原子是氧、硫、和复，杂环上可以有一个杂原子，也可以有两个或者更多个杂原子，杂原子可以是一种原子，也可以是两种不同的原子。杂环也可分为两种，一种是脂杂环，一种是芳杂环。一般来说，芳杂环的环系都有一定程度的稳定性和芳香性，在普通的化学反应中，环不容易破裂，比较结实。

杂环化合物自从被发现以来，已经成为了数目最庞大的一类有机化合物，并且广泛的存在于化学学、生物学、自然学等学科之中。其中，与生物学有关的化合物大多数都是杂环化合物，比如核酸、一些维生素、抗生素、色素和生物碱等等;与化学有关的无非是它作为一种化学物质能够与其他物质相互融合，产生化学反应从而形成一种新的物质，满足化学生产的需要;与自然科学有关的是它本身含有原子等。除了杂环化合物本身，它与其他有机化合物相互反应，形成了各种各样的而且拥有各种性能的杂环化合物，这些合成的杂环化合物能够应用到生产生活各个方面中去，比如有些可以作为农业上的杀虫剂以及除草剂;有些在医学中可以作为药物使用;在织布印染方面可以作为染料，这种染料不易掉色，具有很好的性能;甚至有些还被应用到了塑料制作上等等，杂环化合物的应用十分广泛，是生产生活中不可缺少的的一个化学物质。

2 杂环化合物与生物学的联系

生物学中的分子生物学主要研究了生物体内新陈代谢以及生物体内细胞的分裂复制和遗传基因等等，在这个研究的课题中，新陈代谢中起主要作用的是酶，细胞分裂和遗传中核酸的作用最大，而这两种物质都与杂环化合物有着密切的联系。核酸是一种生物高分子，也是生物学中研究的重点对象，核酸在地球上各种各样的生物的存在和进化中起着非常重要的影响作用，并且，核酸也是引起动植物疾病的病毒微生物的感染渠道，这些病毒微生物依靠核酸中的遗传信息来进行病毒的传播，因此，深入了解研究杂环化合物的特性，一方面可以探索关于生命基因遗传的更多的秘密，一方面也可以为控制一些疾病，找出应付病毒的蛋白酶抑制剂有重大的引导和启示作用。生物碱类是杂环类植物病毒抑制剂的一种，在人和动物的病毒防治药物中一直有着重要的地位，虽然，关于生物碱类作为杂环类植物病毒抑制剂的相关研究比较活跃，但是在新闻媒体上的报道还是比较少的。外国的一个学者通过合成硫代尿嘧啶类化合物作为植物病毒抑制剂，能够使豌豆植株上的红三叶草斑驳病毒明显减少。这个学者的研究，是生物碱类作为杂环类植物病毒抑制剂的应用中的重大发现，同时也印证了生物碱类可以作为杂环类植物病毒抑制剂，而且具有一定的适用性和有效性。所以，杂环化合物在生物学中的应用也是十分广泛，并且具有一定的影响力和地位。

3 杂环化合物在香料中的应用

近几十年来，一种新型香料即杂环香料发展起来，这种杂环香料具有很好的性能，因此受到了香料界的注意。这些能够应用到食品香料化学中的杂环化合物主要有呋喃、吡咯等等，这些杂环化合物广泛的存在于自然界中。到目前为止，人们已经从各种各样的食品中提炼出了上万种杂环化合物，其中有近两千种获得了美国食用香料和萃取物制造者协会的批准，可以安全的作为食品添加剂来使用。在这些可以食用的香料中的杂环化合物中，具有氧、硫、氮的杂环化合物发挥了及其重要的作用，这些杂环化合物大多数本身就存在于天然香料或者食品中，本身就是食品中香味的微量的成分，不具有毒害性，大多数对此感到十分放心，具有一种安全感，此外，大多数的杂环化合物在作为香料成分中的一种，不需要添加太多就可以很好的达到增香的效果，因此被认为是食品中最理想的香料配料成分。最重要的一点是因为这些杂环化合物的香味特征突出，它们具有强烈的肉香、咖啡香、坚果香、烘焙香和蔬菜香，可以调理成具有特殊风味的食品香精，也可以作为食品增香剂直接使用在食品中，虽然杂环香味化合物在烘焙、油炸食品中存在广泛，但是存在的浓度低，化学物质不稳定，因此这类杂环化合物也有一定的缺点和不足，需要人们再加以探索，尋找更好的解决办法。

4 杂环化合物与染料

染料众所周知，是食品、化妆品、服装以及装修等方面中非常重要的一个物质，染料的好坏关系着食品安全、化妆品安全、服装质量的好坏。因此，好的染料对于各方面的生产生活有着重要的作用。到目前为止，大部分的染料几乎都是人工合成的染料，这些染料中的成分不纯，甚至有一些可以危害人体健康。因此，人们在寻找着更加天然的色素，开始重视天然色素的研究，然而，这些天然色素中的成分大多数都是一些不同种类的杂环化合物，这些杂环化合物因为他们不同的特性，通过与其他化学物质反应，可以产生五颜六色的颜色，这些物质大多数对人体健康的危害很小，可以作为食品色素、化妆品色素等这些与人类健康息息相关的成分来使用，这可以满足如今广大人民注重自身健康的需求。比如作为红色，紫色的染料的色素，作为黄色的黄酮色素都是苯并吡喃盐或苯并呋喃酮酮的衍生物。

5.农药中的杂环化合物的应用

农药作为农业生产中重要的一个化学物质，对于农作物产量具有重要的影响。我国作为一个农业大国，从古至今，农民的数量占大多数，这些农民仅依靠种植农作物来维持生计，在种植农作物的过程中，农药的使用十分广泛，因为农药可以预防农作物产生疾病，影响农作物的产量。然而，以前的农药不仅药效很小，而且具有一定的毒性，对于人类身体健康，环境污染有很大的影响。近几十年来，杂环化合物在农药发展的趋向中显示了十分重要的作用，其中，含氮的杂环化合物占的比例十分大。自从杂环化合物发展起来，农药进入了一个高效、无公害的新时期，以前的化学农药副作用比如毒性高、对环境的不利作用大等很多，然而，这种含有杂环化合物成分的新型农药用量少，而且作用高效，有害的副作用极小。新发展的高效农药中，如嘧啶基水杨酸类除草剂，其中大多数都是含氮的杂环化合物。杂环化合物在农药发展中有着重要的作用，将杂环化合物应用到农药生产中，提高了农药的效率，降低了农药的副作用，丰富了农药的种类，使农药逐渐进入超高效、无公害的发展道路中。

6 总结

在过去的一百多年来，杂环化合物的发现和不断的发展，为人类生产生活做出了巨大的贡献，在生物学、香料、染料以及农药中发挥了重要的作用，给各行各业带来了极大的便利。但是，尽管如此，杂环化合物还有很多不完善的地方，它的很多功能作用还没有被人类发展，我们需要去研究探索杂环化合物的更多功用，挖掘杂环化合物更深层次的内涵，继续寻求更多的关于杂环化合物的知识，更好的了解杂环化合物，从而为全人类的生产生活做出更进一步的贡献。

参考文献

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