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有机化学:杂环化合物解析PPT教学课件
吡咯具有弱酸性,其酸性介与乙醇和苯酚之间。
KOH(s)
PhCOCl NK+ PhCH3,
N COPh
吡咯钾盐
N-苯甲酰基吡咯
N H
RMgI
CH3I N MgI
N CH3
吡咯碘化镁
N-甲基吡咯
四、重要的五元杂环化合物的衍生物
1、糠醛(α- 呋喃甲醛) 糖醛最初是由米糠制得,故而得名之。它为无
色透明具有苦杏仁气味的油状液体,b.p162 ℃,略 溶于水,能和乙醇、乙醚等有机溶剂混溶。在空气 中,糠醛易被氧化而变色(黄色~棕褐色)。
2-硝基噻吩
N O 2
S
3-硝基噻吩
(70%)
(5%)
磺化反应
Py.SO3 N H
Py.SO3 O
SO3H 2-吡咯磺酸
N H
SO3H 2-呋喃磺酸
O
H 2 S O 4
H 2 O
r .t S
S O 3 H S
S
2-噻吩磺酸:易 溶于水,该性质 可用来鉴别苯与
噻吩。
该反应常用来除去 粗苯中的噻吩,也可用 来提纯噻吩。
N
N
6 6
亲电取代反应活性:苯 > 吡啶
第三节 五元杂环化合物的性质
一、物理性质
吡咯、呋喃和噻吩均为无色而有特殊气味的液体, 沸点相应为131℃、32 ℃和84 ℃,它们难溶于水,易 溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
它们的鉴别方法:
吡 咯 松 木 片 反 应
呋 喃
呈 红 色
靛 红
噻 吩
靛 吩 咛 ( 呈 蓝 色 )
C H O + 3 H 2 O O
H O O H
戊醛糖
糠醛
1.2 化学性质
氧化还原反应
CHO O
H2, CuO-Cr2O3 T.P
H2, RaneyNi T.P
CH2OH O
CH2OH O
糠醇:良好溶剂 四氢糠醇
KMnO4
OH-
O
O2, V2O5-MoO3 320C
CO2H O
糠酸
O + CO2 + H2O O
O
o r V B 1
O
O O H
糠偶姻(呋嗡)
1.3 糠醛及其衍生物的用途 糠醛是一种良好的溶剂,常用于石油产品的精
制。此外,糠醛广泛用于油漆及树脂工业。 糠醛衍生物中有些具有抑菌作用。例如:
O2N
CH=N-R
O
R = -H N C O N H 2 O
R= N O
O
N
R=
NH
O
呋喃西林:创面消炎 痢特灵:治菌痢、伤寒、 肠道感染等
马来酸酐
歧化反应
4 0 % N a O H
C H O O
C O 2 N a + C H 2 O H
O
O
羟醛缩合反应
糠酸钠
糠醇
5 % N a O H
C H O + C H 3 C H O
C H = C H C H O
O
O
安息香缩合反应
α-呋喃丙烯醛
O
K C N , E t O H
C H O
C C H
H 2 O N iorP d
O
H 2
S
N i
S
四氢呋喃/THF (优良溶剂)
四氢噻吩
3、呋喃和吡咯的特性 3.1 呋喃易发生双烯加成反应
O+
O O3 0 C
O
O
+ O O O
内式 (90%)
O
外式
O O O
该性质表明呋喃具有共轭二烯烃的特点。
3.2 吡咯的弱酸性和弱碱性 在结构上,吡咯属仲胺,但其碱性很弱。相反,
呈 绿 色
H 2S O 4
二、化学性质
1、亲电取代反应
卤代反应
4m olI2
I
I
N H
N aO H I
I N
四碘吡咯:伤口消毒剂
H
O S
B r2 ,0 C
二 噁 烷
B r O
2-溴呋喃
Cl2 50C
Cl S
2-氯噻吩
Br2 HOAc
Br S
2-溴噻吩
硝化反应
硝化试剂:乙酰基硝酸酯(CH3CO2NO2)
付-克反应
A c2O N 150~200C H
C O C H 3 N H
2-乙酰基吡咯
A c 2 O , B F 3
C O C H 3
O E t2 O ,0 C O
2-乙酰基呋喃
A c2O S H 3P O 4
C O C H 3 S
2-乙酰基噻吩
2、催化氢化
H 2
N N iorPd H
N H
四氢吡咯
呋喃坦啶: 治泌尿道感染
2、噻吩衍生物 它们多见于许多药物中,如驱虫灵、维生素H等。
噻吩
N H (indole) 吲哚
N (pyridine)
吡啶
N
N
NN H
(purine) 嘌呤
2、系统命名法 当杂环上有取代基时,命名编号从杂原子依次开
始,以使取代基的位次尽量小为原则。如不止一种杂
原子时,则从OS N的顺序依次编号。例如:
43
5
CHO
O2
1
2-呋喃甲醛/ α-呋喃甲醛/
糠醛
45Βιβλιοθήκη 3 CH36 N2
1
3-甲基吡啶/ β-甲基吡啶
4
H3C 5
N3
2
S
1
5-甲基噻唑
5 6
7 8
HO
4 3
2
N
1
8-羟基喹啉
第二节 杂环化合物的结构
一、吡咯、呋喃和噻吩的结构
N H
N
H
O O
S
S
6 5
亲电取代反应活性:吡咯 > 呋喃 > 噻吩 > 苯
芳香性:苯 > 噻吩 > 吡咯 > 呋喃
二、吡啶的结构
C H 3 C O 2 N O 2 N A c 2 O ,-1 0 C H
N O 2+ N H
N O 2 N H
2-硝基吡咯 3-硝基吡咯
(51%)
(13%)
C H 3 C O 2 N O 2
O A c 2 O ,-5 ~ 3 0 C ON O 2 2-硝基呋喃(35%)
C H 3 C O 2 N O 2 S A c 2 O ,-1 0 C S N O 2+
第一节 杂环化合物的分类和命名
一、分类
单杂环 分 类
稠杂环
五元杂环 六元杂环
N H
N H
O
S
N
N
N
N
二、命名
1、音译法 按外文名词音译成带“口”字旁的同音汉字。
N H (pyrrole) 吡咯
O (furan) 呋喃
N
N (pyrimidine)
嘧啶
N
(quinoline) 喹啉
S (thiophene)
第十六章 杂环化合物
第一节 杂环化合物的分类和命名 第二节 杂环化合物的结构 第三节 五元杂环化合物的性质 第四节 六元杂环化合物的性质
具有芳香性(存在环闭共轭体系)且含有杂原 子的环状有机化合物称为杂环化合物。
常见的杂原子有:氮(N)、氧(O)、硫(S) 杂环上可以有一个、两个或多个杂原子。 杂环化合物广泛存在于自然界。它不仅品种繁 多、数量庞大,约占已知有机物中的三分之一,而 且具有许多功能。
其鉴别方法:
苯 胺
糠 醛
呈 鲜 红 色
醋 酸
1.1 制备 由农副产品如甘蔗渣、玉米芯、花生壳、高
粱杆、棉子壳等为原料,用稀酸加热蒸煮制取。
玉 米 芯 等 3 ~ 5 % H 2 S O 4H O C H C H O H 3 ~ 5 % H 2 S O 4
农 副 产 品
C H 2 C H C H O