杂环化合物的分类和命名
O2,NaOH Cu2O-HgO,55℃ -COOH
O2,320~350℃ V2O5-TiO2-SiO2
O H-C-C = O H-C-C O
15
2
O
-CHO
O
-CH2OH
O
-COOH
O
-CHO
+(CH3CO)2O
O
-CH=CH-COOH
16
三、噻吩: 噻吩: 制法: 1.制法: 制法 ⑴工业上: 工业上:
-CH3 KMnO ,OH4 △ N -COOH N
还原: 还原:
H2,Pt 或C2H5OH+Na N
N
28
二、喹啉和异喹啉: 喹啉和异喹啉:
存在: 存在:存在于煤焦油或骨焦油中 制备——斯克洛浦合成法: 斯克洛浦合成法: 1.制备 制备 斯克洛浦合成法
- - - CH2-CH-CH2 OH OH OH H2SO4 -3H2O CH2=CH-CHO - H O=C
+H2SO4+靛蓝 △
兰色
反应灵敏
20
四、吡咯
1、制备: 制备: 为催化剂, ⑴工业上用Al2O3为催化剂,呋喃和氨气相反应 工业上用
+NH3 Al2O3 450℃ + H 2O
O
N
⑵工业上还可用乙炔与NH3通过红热的管子 工业上还可用乙炔与 通过红热的管子
2CH -CH - +NH3 △ + H2
N
N
吡啶
喹啉
4
当环上有取代基时: 2.当环上有取代基时: 当环上有取代基时 ⑴以杂环为母体,编号时从杂原子开始,将杂原子编为1号, 以杂环为母体,编号时从杂原子开始,将杂原子编为1 依次1 依次1,2,3······,或与杂原子相邻的碳原子遍为 ,依 ,或与杂原子相邻的碳原子遍为α, 次为α, , 次为 ,β,γ······
①CH3CH2CH2CH3丁烷 (或丁烯或二丁烯) +4S +3H2S
S
),或 ②乙炔通过加热至300℃的铁矿(分解 ),或H2S在Al2O3加 乙炔通过加热至 ℃的铁矿(分解S), 在 热至400℃可制得 热至 ℃
- 2CH -CH +S
300℃
S
2CH -CH + H2S - Al2O3 400℃ +H2
O
-Br N
- O2 N
O
-CHO
2 - 呋 α- 呋 -
CH3-
4 - γ- -
CH3
5 - α- - N N
- 2-呋 - -α -呋 N
CH3
O 2 2 4 - β -
-CH3
S
呋 呋
4- -
咪唑
5- -
6
杂环分类 五 元 杂 环
碳环母核
4 5 3
重要的杂环
4 5 3
单
N S 噻吩 N 吡咯
O
S
呋喃
噻吩
9 返回
呋喃: 呋喃
呋喃存在于松木焦油中,无色、易挥发的液体, 呋喃存在于松木焦油中 无色、易挥发的液体, 无色 难溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂沸点 难溶于水 易溶于乙醇、 易溶于乙醇 32℃,其蒸气遇被HCl浸过的松木片时呈绿色, ℃ 其蒸气遇被 浸过的松木片时呈绿色, 浸过的松木片时呈绿色 此法可用于鉴定呋喃的存在。 此法可用于鉴定呋喃的存在。
O
O + CH3COOH -C-CH3 =
12 返回
⑵加成反应: 加成反应: ①催化加氢: 催化加氢: + H2 O
Ni 100℃,5MPa
O
②双烯合成: 双烯合成:
O H-C-C = O H-C-C O O -C O -C O
13
+
O
O
二、糠醛: 糠醛: 糠醛是呋喃最重要的衍生物,是有机合成的重要原料,以它为 糠醛是呋喃最重要的衍生物,是有机合成的重要原料, 原料可转变为其他的有用的化工产品。 原料可转变为其他的有用的化工产品。因为最初是从米糠中制 得的, 得的,故俗名为糠醛 1.制备 制备 原料:米糠、麦秆、玉米芯、甘蔗渣、高粱壳玉米壳等农产品, 原料:米糠、麦秆、玉米芯、甘蔗渣、高粱壳玉米壳等农产品, 它们都含有缩戊糖
+
⑵亲核取代: 亲核取代:
+ NaNH2 N
△ N -NH2
N + KNH2
△ - N NH2
32
⑶氧化: 氧化:
KMnO4 △ N N
-COOH -COOH
KMnO4 N
HOOC- HOOC-
N
33
⑷还原: 还原:
C2H5OH,Na N 或Sn+HCl N
H2,Pt N △ N
34
N
21 返回
2.性质: 性质: 性质 化学性质: 化学性质: ⑴亲电取代反应: 亲电取代反应:
I 4I2+NaOH I CH3COONO2 -10℃ 10 I
N
I
N
N N
-NO2
N -SO3 -SO3H O -C-CH3 =
22 返回
(CH3CO)2O SnCl4
N
⑵弱性: 弱酸性:
+KOH +H2O - N K
第一节: 第一节:杂环化合物的分类和命名 一、分类: 分类: 1.按杂环的大小分 按杂环的大小分 五元杂环: 五元杂环: O
-CHO
S
噻吩
呋喃甲醛
六元杂环: 六元杂环:
N 吡啶
N
S
N 哒嗪
1
2.按杂原子的不同分 按杂原子的不同分 氧杂环: 氧杂环: O 呋喃 硫杂环: 硫杂环: S 噻吩 氮杂环: 氮杂环: O
-
·
N
24
2.性质: 性质: 性质 化学性质 ⑴亲电取代反应:比苯难,发生在β位。 亲电取代反应:比苯难,发生在 位
Br2,300℃ N H2SO4,350℃ 350 N N -SO3H -Br
H2SO4,350℃ N
-NO2
25
⑵碱性: 碱性:
+HCl N Cl
-
+SO3 - N SO3 N +CH3 - N CH3 C 6H 5 O C Cl Cl - N COC6H5
-NH2
+
CH2=CH-CHO - H C HO-
- CH2 -NH-CH2 H2SO4 N
- CH2 -NH-CH2 C6H5NO2 [O]
N
N
29
2.性质: 性质: 性质 喹啉是无色油状液体,有特殊臭味 难溶于水 喹啉是无色油状液体 有特殊臭味,难溶于水 是高沸点溶剂 有特殊臭味 难溶于水,是高沸点溶剂 从结构上:有一吡啶环,因此有与吡啶相似的性质, 从结构上:有一吡啶环,因此有与吡啶相似的性质,如碱 性 N的电负性使吡啶环电子云密度下降, 的电负性使吡啶环电子云密度下降, 的电负性使吡啶环电子云密度下降 所以亲电取代反应常发生在
N
上
亲核取代发生在
N
上
N
N
亲电取代
亲核取代
30
- NO2 浓HNO3 ,浓H2SO4 0 Br2,H2SO4 - Br Ag2SO4 + N N 浓H2SO4,220 - HO3S 浓HNO3 ,浓H2SO4 N - NO2 N N - NO2 + N
31
+ N
- N NO2
- N Br - SO3H N
S
17
⑵实验室制取:用丁二酸钠盐或1,4-二羰基化合物与P2S3 实验室制取:用丁二酸钠盐或1 二羰基化合物与 作用 P2S3 NaOOC-CH2CH2-COONa △
S
HOC-CH2CH2-COH
P2S3 △
S
18
2.性质: 性质: 性质
化性: 化性:①亲电取代反应
Br2,CH3COOH,0℃ -Br
10
1.制备 制备 ⑴工业制法:将糠醛和H2O气,通过加热至 工业制法:将糠醛和 气 通过加热至400~415℃的催化剂 ℃ (ZnO-Cr2O3-MnO2)脱羰基 脱羰基
+ H 2O 400~415℃ 催化剂 + CO2 + H2
O
-CHO
O
催化下, ⑵实验室制法:糠酸在Cu催化下,在喹啉介质中,加热脱酸 实验室制法:糠酸在 催化下 在喹啉介质中,
N :
Zn+CH3COOH H2
H2
Ni
N
N
200
N
:
+ C2H5OH H2O N2Cl CH3COONa
N
N
N=N
+HCl
23
第四节 六元杂环化合物
一、吡啶 1.存在和制取: 存在和制取: 存在和制取 存在于煤焦油或页岩油中 工业制取: 工业制取:
煤焦油 分馏 轻油(C6~C8) H2SO4 N H2SO4 OH
S
HNO3,(CH3CO)O2
S
H2SO4 = O CH3-C-Cl,SNCl4
S S S
-NO2
-SO3H O -C-CH3 =
19
②加成反应: 加成反应:
催 +2H2
S
T,P
S
用途: 用途:许多药物中含有噻吩衍生物
物性:无色液体,沸点 ℃ 不易水解,聚合反应。 物性:无色液体,沸点84℃,不易水解,聚合反应。 检验: 检验: S
-COOH - H 3C
O
-CH3
呋喃甲酸
α,α‘-二甲基呋喃 , ‘
N 吡咯
N
吡啶
2
3.按分子内所含环的数目分: 按分子内所含环的数目分: 按分子内所含环的数目分 单杂环 O N