雜環(huán)化合物在合成芳環(huán)中的應(yīng)用

苗培果

【摘 要】目的：雜環(huán)化合物作為一種化合物，自從一個多世紀(jì)前發(fā)現(xiàn)以來，在科技進(jìn)步和化學(xué)不斷地發(fā)展的背景下，越來越多的雜環(huán)化合物被發(fā)現(xiàn)，并且這些雜環(huán)化合物的應(yīng)用范圍不斷的在擴(kuò)大，甚至在各個方面都有雜環(huán)化合物的蹤影。雜環(huán)化合物是化學(xué)史上的一個重大的發(fā)現(xiàn)，最近這幾十年來，有機(jī)物中的雜環(huán)化合物的比例在逐漸的增大，數(shù)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(huán)化合物的成分，并且應(yīng)用到生產(chǎn)生活中，為人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利。本文介紹了雜環(huán)化合物的概念，并且就雜環(huán)化合物在生產(chǎn)生活各方面的應(yīng)用做了分析說明。

【關(guān)鍵詞】雜環(huán)化合物;合成芳環(huán);應(yīng)用

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

1 雜環(huán)化合物的概念

雜環(huán)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(huán)系或者稠環(huán)系為主的一類化合物，雜環(huán)化合物也是雜環(huán)化合物環(huán)狀有機(jī)物中構(gòu)成環(huán)的原子除碳原子外還有其他原子時的一類環(huán)狀有機(jī)化合物。非碳原子稱為雜原子。最常見的雜原子是氧、硫、和復(fù)，雜環(huán)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(huán)也可分為兩種，一種是脂雜環(huán)，一種是芳雜環(huán)。一般來說，芳雜環(huán)的環(huán)系都有一定程度的穩(wěn)定性和芳香性，在普通的化學(xué)反應(yīng)中，環(huán)不容易破裂，比較結(jié)實。

雜環(huán)化合物自從被發(fā)現(xiàn)以來，已經(jīng)成為了數(shù)目最龐大的一類有機(jī)化合物，并且廣泛的存在于化學(xué)學(xué)、生物學(xué)、自然學(xué)等學(xué)科之中。其中，與生物學(xué)有關(guān)的化合物大多數(shù)都是雜環(huán)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(xué)有關(guān)的無非是它作為一種化學(xué)物質(zhì)能夠與其他物質(zhì)相互融合，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)從而形成一種新的物質(zhì)，滿足化學(xué)生產(chǎn)的需要;與自然科學(xué)有關(guān)的是它本身含有原子等。除了雜環(huán)化合物本身，它與其他有機(jī)化合物相互反應(yīng)，形成了各種各樣的而且擁有各種性能的雜環(huán)化合物，這些合成的雜環(huán)化合物能夠應(yīng)用到生產(chǎn)生活各個方面中去，比如有些可以作為農(nóng)業(yè)上的殺蟲劑以及除草劑;有些在醫(yī)學(xué)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(yīng)用到了塑料制作上等等，雜環(huán)化合物的應(yīng)用十分廣泛，是生產(chǎn)生活中不可缺少的的一個化學(xué)物質(zhì)。

2 雜環(huán)化合物與生物學(xué)的聯(lián)系

生物學(xué)中的分子生物學(xué)主要研究了生物體內(nèi)新陳代謝以及生物體內(nèi)細(xì)胞的分裂復(fù)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(xì)胞分裂和遺傳中核酸的作用最大，而這兩種物質(zhì)都與雜環(huán)化合物有著密切的聯(lián)系。核酸是一種生物高分子，也是生物學(xué)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(jìn)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(jìn)行病毒的傳播，因此，深入了解研究雜環(huán)化合物的特性，一方面可以探索關(guān)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(yīng)付病毒的蛋白酶抑制劑有重大的引導(dǎo)和啟示作用。生物堿類是雜環(huán)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(guān)于生物堿類作為雜環(huán)類植物病毒抑制劑的相關(guān)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(xué)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(xué)者的研究，是生物堿類作為雜環(huán)類植物病毒抑制劑的應(yīng)用中的重大發(fā)現(xiàn)，同時也印證了生物堿類可以作為雜環(huán)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(huán)化合物在生物學(xué)中的應(yīng)用也是十分廣泛，并且具有一定的影響力和地位。

3 雜環(huán)化合物在香料中的應(yīng)用

近幾十年來，一種新型香料即雜環(huán)香料發(fā)展起來，這種雜環(huán)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(yīng)用到食品香料化學(xué)中的雜環(huán)化合物主要有呋喃、吡咯等等，這些雜環(huán)化合物廣泛的存在于自然界中。到目前為止，人們已經(jīng)從各種各樣的食品中提煉出了上萬種雜環(huán)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(xié)會的批準(zhǔn)，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(huán)化合物中，具有氧、硫、氮的雜環(huán)化合物發(fā)揮了及其重要的作用，這些雜環(huán)化合物大多數(shù)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(shù)對此感到十分放心，具有一種安全感，此外，大多數(shù)的雜環(huán)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(dá)到增香的效果，因此被認(rèn)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(huán)化合物的香味特征突出，它們具有強(qiáng)烈的肉香、咖啡香、堅果香、烘焙香和蔬菜香，可以調(diào)理成具有特殊風(fēng)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(huán)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(xué)物質(zhì)不穩(wěn)定，因此這類雜環(huán)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(huán)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(zhì)，染料的好壞關(guān)系著食品安全、化妝品安全、服裝質(zhì)量的好壞。因此，好的染料對于各方面的生產(chǎn)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(shù)都是一些不同種類的雜環(huán)化合物，這些雜環(huán)化合物因為他們不同的特性，通過與其他化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，可以產(chǎn)生五顏六色的顏色，這些物質(zhì)大多數(shù)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(guān)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(nóng)藥中的雜環(huán)化合物的應(yīng)用

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

6 總結(jié)

在過去的一百多年來，雜環(huán)化合物的發(fā)現(xiàn)和不斷的發(fā)展，為人類生產(chǎn)生活做出了巨大的貢獻(xiàn)，在生物學(xué)、香料、染料以及農(nóng)藥中發(fā)揮了重要的作用，給各行各業(yè)帶來了極大的便利。但是，盡管如此，雜環(huán)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(fā)展，我們需要去研究探索雜環(huán)化合物的更多功用，挖掘雜環(huán)化合物更深層次的內(nèi)涵，繼續(xù)尋求更多的關(guān)于雜環(huán)化合物的知識，更好的了解雜環(huán)化合物，從而為全人類的生產(chǎn)生活做出更進(jìn)一步的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

屠樹江.繆春寶.史達(dá)清.微波在合成六元雜環(huán)化合物中的應(yīng)用[J].結(jié)構(gòu)化學(xué).2002（2）：123-131

陶紹木.張建華.彭昌亞.毛忠貴.雜環(huán)化合物的應(yīng)用和發(fā)展[J].中國食品填加劑.2003

王大翔.雜環(huán)化合物在農(nóng)藥發(fā)展中的重要作用[J].農(nóng)藥.1995

黃小鳳.李小東.雜環(huán)類香料的現(xiàn)狀與展望.化學(xué)通報.1995（8）：1-16