雜環化合物在合成芳環中的應用

苗培果

【摘 要】目的：雜環化合物作為一種化合物，自從一個多世紀前發現以來，在科技進步和化學不斷地發展的背景下，越來越多的雜環化合物被發現，并且這些雜環化合物的應用范圍不斷的在擴大，甚至在各個方面都有雜環化合物的蹤影。雜環化合物是化學史上的一個重大的發現，最近這幾十年來，有機物中的雜環化合物的比例在逐漸的增大，數目也在不斷的增加，種類豐富多樣，越來越多的科研人員去研究雜環化合物的成分，并且應用到生產生活中，為人們的生產生活帶來了極大的便利。本文介紹了雜環化合物的概念，并且就雜環化合物在生產生活各方面的應用做了分析說明。

【關鍵詞】雜環化合物;合成芳環;應用

【中圖分類號】R142【文獻標識碼】B【文章編號】1005-0019（2019）10-0-01

1 雜環化合物的概念

雜環化合物是以含有一個或多個雜原子（O、N、或S）的五元或六元環系或者稠環系為主的一類化合物，雜環化合物也是雜環化合物環狀有機物中構成環的原子除碳原子外還有其他原子時的一類環狀有機化合物。非碳原子稱為雜原子。最常見的雜原子是氧、硫、和復，雜環上可以有一個雜原子，也可以有兩個或者更多個雜原子，雜原子可以是一種原子，也可以是兩種不同的原子。雜環也可分為兩種，一種是脂雜環，一種是芳雜環。一般來說，芳雜環的環系都有一定程度的穩定性和芳香性，在普通的化學反應中，環不容易破裂，比較結實。

雜環化合物自從被發現以來，已經成為了數目最龐大的一類有機化合物，并且廣泛的存在于化學學、生物學、自然學等學科之中。其中，與生物學有關的化合物大多數都是雜環化合物，比如核酸、一些維生素、抗生素、色素和生物堿等等;與化學有關的無非是它作為一種化學物質能夠與其他物質相互融合，產生化學反應從而形成一種新的物質，滿足化學生產的需要;與自然科學有關的是它本身含有原子等。除了雜環化合物本身，它與其他有機化合物相互反應，形成了各種各樣的而且擁有各種性能的雜環化合物，這些合成的雜環化合物能夠應用到生產生活各個方面中去，比如有些可以作為農業上的殺蟲劑以及除草劑;有些在醫學中可以作為藥物使用;在織布印染方面可以作為染料，這種染料不易掉色，具有很好的性能;甚至有些還被應用到了塑料制作上等等，雜環化合物的應用十分廣泛，是生產生活中不可缺少的的一個化學物質。

2 雜環化合物與生物學的聯系

生物學中的分子生物學主要研究了生物體內新陳代謝以及生物體內細胞的分裂復制和遺傳基因等等，在這個研究的課題中，新陳代謝中起主要作用的是酶，細胞分裂和遺傳中核酸的作用最大，而這兩種物質都與雜環化合物有著密切的聯系。核酸是一種生物高分子，也是生物學中研究的重點對象，核酸在地球上各種各樣的生物的存在和進化中起著非常重要的影響作用，并且，核酸也是引起動植物疾病的病毒微生物的感染渠道，這些病毒微生物依靠核酸中的遺傳信息來進行病毒的傳播，因此，深入了解研究雜環化合物的特性，一方面可以探索關于生命基因遺傳的更多的秘密，一方面也可以為控制一些疾病，找出應付病毒的蛋白酶抑制劑有重大的引導和啟示作用。生物堿類是雜環類植物病毒抑制劑的一種，在人和動物的病毒防治藥物中一直有著重要的地位，雖然，關于生物堿類作為雜環類植物病毒抑制劑的相關研究比較活躍，但是在新聞媒體上的報道還是比較少的。外國的一個學者通過合成硫代尿嘧啶類化合物作為植物病毒抑制劑，能夠使豌豆植株上的紅三葉草斑駁病毒明顯減少。這個學者的研究，是生物堿類作為雜環類植物病毒抑制劑的應用中的重大發現，同時也印證了生物堿類可以作為雜環類植物病毒抑制劑，而且具有一定的適用性和有效性。所以，雜環化合物在生物學中的應用也是十分廣泛，并且具有一定的影響力和地位。

3 雜環化合物在香料中的應用

近幾十年來，一種新型香料即雜環香料發展起來，這種雜環香料具有很好的性能，因此受到了香料界的注意。這些能夠應用到食品香料化學中的雜環化合物主要有呋喃、吡咯等等，這些雜環化合物廣泛的存在于自然界中。到目前為止，人們已經從各種各樣的食品中提煉出了上萬種雜環化合物，其中有近兩千種獲得了美國食用香料和萃取物制造者協會的批準，可以安全的作為食品添加劑來使用。在這些可以食用的香料中的雜環化合物中，具有氧、硫、氮的雜環化合物發揮了及其重要的作用，這些雜環化合物大多數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，大多數對此感到十分放心，具有一種安全感，此外，大多數的雜環化合物在作為香料成分中的一種，不需要添加太多就可以很好的達到增香的效果，因此被認為是食品中最理想的香料配料成分。最重要的一點是因為這些雜環化合物的香味特征突出，它們具有強烈的肉香、咖啡香、堅果香、烘焙香和蔬菜香，可以調理成具有特殊風味的食品香精，也可以作為食品增香劑直接使用在食品中，雖然雜環香味化合物在烘焙、油炸食品中存在廣泛，但是存在的濃度低，化學物質不穩定，因此這類雜環化合物也有一定的缺點和不足，需要人們再加以探索，尋找更好的解決辦法。

4 雜環化合物與染料

染料眾所周知，是食品、化妝品、服裝以及裝修等方面中非常重要的一個物質，染料的好壞關系著食品安全、化妝品安全、服裝質量的好壞。因此，好的染料對于各方面的生產生活有著重要的作用。到目前為止，大部分的染料幾乎都是人工合成的染料，這些染料中的成分不純，甚至有一些可以危害人體健康。因此，人們在尋找著更加天然的色素，開始重視天然色素的研究，然而，這些天然色素中的成分大多數都是一些不同種類的雜環化合物，這些雜環化合物因為他們不同的特性，通過與其他化學物質反應，可以產生五顏六色的顏色，這些物質大多數對人體健康的危害很小，可以作為食品色素、化妝品色素等這些與人類健康息息相關的成分來使用，這可以滿足如今廣大人民注重自身健康的需求。比如作為紅色，紫色的染料的色素，作為黃色的黃酮色素都是苯并吡喃鹽或苯并呋喃酮酮的衍生物。

5.農藥中的雜環化合物的應用

農藥作為農業生產中重要的一個化學物質，對于農作物產量具有重要的影響。我國作為一個農業大國，從古至今，農民的數量占大多數，這些農民僅依靠種植農作物來維持生計，在種植農作物的過程中，農藥的使用十分廣泛，因為農藥可以預防農作物產生疾病，影響農作物的產量。然而，以前的農藥不僅藥效很小，而且具有一定的毒性，對于人類身體健康，環境污染有很大的影響。近幾十年來，雜環化合物在農藥發展的趨向中顯示了十分重要的作用，其中，含氮的雜環化合物占的比例十分大。自從雜環化合物發展起來，農藥進入了一個高效、無公害的新時期，以前的化學農藥副作用比如毒性高、對環境的不利作用大等很多，然而，這種含有雜環化合物成分的新型農藥用量少，而且作用高效，有害的副作用極小。新發展的高效農藥中，如嘧啶基水楊酸類除草劑，其中大多數都是含氮的雜環化合物。雜環化合物在農藥發展中有著重要的作用，將雜環化合物應用到農藥生產中，提高了農藥的效率，降低了農藥的副作用，豐富了農藥的種類，使農藥逐漸進入超高效、無公害的發展道路中。

6 總結

在過去的一百多年來，雜環化合物的發現和不斷的發展，為人類生產生活做出了巨大的貢獻，在生物學、香料、染料以及農藥中發揮了重要的作用，給各行各業帶來了極大的便利。但是，盡管如此，雜環化合物還有很多不完善的地方，它的很多功能作用還沒有被人類發展，我們需要去研究探索雜環化合物的更多功用，挖掘雜環化合物更深層次的內涵，繼續尋求更多的關于雜環化合物的知識，更好的了解雜環化合物，從而為全人類的生產生活做出更進一步的貢獻。

參考文獻

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