大学精品课件：杂环化合物（2）.ppt

1、杂环化合物的分类及命名 五元杂环化合物 六元杂环化合物,第一节：杂环化合物的分类和命名,一、分类：,.按杂环的大小分,五元杂环：,CHO,六元杂环：,呋喃甲醛,噻吩,吡啶,哒嗪,返回,2.按杂原子的不同分,氧杂环：,硫杂环：,氮杂环：,COOH,H3C,CH3,呋喃,呋喃甲酸,，二甲基呋喃,噻吩,吡咯,吡啶,返回,3.按分子内所含环的数目分：,单杂环,稠杂环,CHO,呋喃甲醛,咪唑,喹啉,吲哚,返回,二、杂环化合物的命名：,1.音译法，即按照英文名称的译音，选用同音汉字，在加上“口” 旁以表示环状化合物。,如：,呋喃,吡咯,噻吩,吡啶,喹啉,返回,.当环上有取代基时：,以杂环为母体，编号时从杂

2、原子开始，将杂原子编为号， 依次，或与杂原子相邻的碳原子遍为，依 次为，,当环上有两个或两个以上的杂原子时，应使杂原子所在的 位次数字最小；当环上有不同杂原子时，按OSN的次 序编号。,环上连有不同取代基时，编号时遵守次序规则及最低系列 原则,返回,2 溴呋喃 溴呋喃,4 甲基吡啶 甲基吡啶,5 硝基 2呋喃甲醛 硝基呋喃甲醛,2，4 二甲基呋喃 2，二甲基呋喃,4甲基咪唑,5甲基噻吩,返回,单 杂 环,五元杂环,六元杂环,环戊二烯,杂环分类,碳环母核,重要的杂环,苯,1,6,5,4,3,2,5,4,3,2,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,1,呋喃,噻吩,吡咯,噻唑,咪唑,吡啶,哒

3、嗪,嘧啶,吡嗪,返回,稠,杂,环,杂环分类,碳环母核,重要的杂环,6,1,2,3,4,5,7,8,9,10,茚,蒽,苯,喹啉,异喹啉,吲哚,苯并呋喃,嘌呤,吖啶,返回,第三节：五元杂环化合物,O,S,呋喃,噻吩,返回,呋喃:,呋喃存在于松木焦油中,无色、易挥发的液体， 难溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂沸点 32，其蒸气遇被HCl浸过的松木片时呈绿色， 此法可用于鉴定呋喃的存在。,返回,.制备,工业制法：将糠醛和H2O气，通过加热至400415的催化剂 （ZnO-Cr2O3-MnO2)脱羰基,CHO,+ H2O,400415,催化剂,+ CO2 + H2,实验室制法：糠酸在Cu催化下，在喹啉

4、介质中，加热脱酸,COOH,Cu，喹啉,+ CO2,返回,2.呋喃的化学性质：,亲电取代,+ 2 Br2,+ CH3COONO2,+,+ (CH3CO)2O,+2 HBr,-5-30,+CH3COOH,ClCH2CH2Cl,SnCl4,+ CH3COOH,返回,加成反应：,催化加氢：,+ H2,Ni,100，5MPa,双烯合成：,+,返回,二、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 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，故俗名为糠醛,.制备,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,(C5H8O4)n + nH2

5、O,H2SO4,n(C5H10O5),CHO,返回,2.性质：,+H2,100200,Cu,170180,骨架镍,Cu2OHgO，55,O2,NaOH,V2O5TiO2SiO2,O2,320350,返回,2,+(CH3CO)2O,返回,三、噻吩：,.制法：,工业上：,+4S,+3H2S,CH3CH2CH2CH3丁烷 （或丁烯或二丁烯）,乙炔通过加热至300的铁矿（分解S），或H2S在Al2O3加 热至400可制得,2CH,CH,+S,300,2CH,CH,+ H2S,Al2O3,400,+H2,返回,实验室制取：用丁二酸钠盐或，二羰基化合物与P2S3 作用,NaOOCCH2CH2COONa,H

6、OCCH2CH2COH,P2S3,P2S3,返回,2.性质：,化性：亲电取代反应,Br2，CH3COOH，0,Br,HNO3，(CH3CO)O2,NO2,H2SO4,SO3H,CH3CCl，SNCl4,O,CCH3,=,O,返回,加成反应：,+2H2,T,P,催,用途：许多药物中含有噻吩衍生物,物性：无色液体，沸点84，不易水解，聚合反应。,检验：,+H2SO4+靛蓝,兰色,反应灵敏,返回,四、吡咯,、制备：,工业上用Al2O3为催化剂，呋喃和氨气相反应,+NH3,Al2O3,450,+ H2O,工业上还可用乙炔与NH3通过红热的管子,2CH,CH,+NH3,+ H2,返回,2.性质：,化学性

7、质：,亲电取代反应：,42+NaOH,CH3COONO2,10,NO2,SO3,SO3H,(CH3CO)2O,SnCl4,返回,弱酸性：,+KOH,K,+H2O,Zn+CH3COOH,H2,H2，Ni,200,加成反应：,偶合反应：,C2H5OHH2O,+,CH3COONa,N=N,+HCl,返回,第四节 六元杂环化合物,一、吡啶,1.存在和制取：,工业制取：,存在于煤焦油或页岩油中,煤焦油,分馏,轻油（C6C8),H2SO4,H2SO4,OH-,返回,2.性质：,化学性质,亲电取代反应：比苯难，发生在位。,Br2，300,Br,H2SO4，350,SO3H,H2SO4，350,NO2,返回,

8、碱性：,+HCl,Cl-,+SO3,SO3,+CH3,CH3,-,C6H5CCl,=,O,COC6H5,Cl-,返回,亲核取代反应：发生在位,与强亲核试剂NaNH2,+ NaNH2,NH2,当吡啶的位联Cl时，易进行亲核取代，与,Cl,+KOH,OH,Cl,+NH3,ZnCl2,220,NH2,返回,氧化还原：,吡啶比苯稳定，不易被氧化剂氧化,吡啶同系物氧化时总是侧链先氧化而芳杂环不破坏,CH3,氧化：,KMnO4，OH-,COOH,还原：,H2，Pt,或C2H5OH+Na,返回,二、喹啉和异喹啉：,存在：存在于煤焦油或骨焦油中,.制备斯克洛浦合成法：,浓H2SO4,3H2O,CH2=CHCH

9、O,NH2,+,H2SO4,N,C6H5NO2,O,CH2=CHCHO,返回,2.性质：,喹啉是无色油状液体,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，如碱 性,N,N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,亲核取代发生在,上,上,亲电取代,亲核取代,返回,浓HNO3 ，浓H2SO4,NO2,+,NO2,Br2，H2SO4Ag2SO4,Br,+,Br,0,浓H2SO4，220,SO3H,+,HO3S,浓HNO3 ，浓H2SO4,NO2,NO2,+,亲电取代：,返回,亲核取代：,+ NaNH2,NH2,+ KNH2,NH2,返回,氧化：,KMnO4,KMnO4,返回,还原：,C2H5OH，Na,或Sn+HCl,H2，Pt,返回,