第二十章-非苯芳香化合物课件.ppt

1、2022-12-3012022-12-3022022-12-303一、芳香性一、芳香性2022-12-3042022-12-3052022-12-3062022-12-307?对于芳香族化合物来说，对于芳香族化合物来说，仅有仅有电子的离电子的离域作用还是不够的。域作用还是不够的。?1931年休克尔用分子轨道法计算环的稳定年休克尔用分子轨道法计算环的稳定性，性，得出休克尔规律：得出休克尔规律：2022-12-3082022-12-3092022-12-3010101414?电子数满足电子数满足4m+2，且环中所有碳原子在，且环中所有碳原子在一个平面，形成环状共轭体系，所以，它们一个平面，形成环状

2、共轭体系，所以，它们都具有芳香性。都具有芳香性。2022-12-301120.2 常见的非苯芳烃常见的非苯芳烃p 定义：定义：不含苯环的，共轭电子数符合不含苯环的，共轭电子数符合4m+2的环多烯化合物，具有芳香性。这类化的环多烯化合物，具有芳香性。这类化合物为非苯芳香化合物。合物为非苯芳香化合物。2022-12-3012HHHHHH电子数为电子数为2，符合，符合4m+2，是最简单的非苯，是最简单的非苯芳香化合物。芳香化合物。2022-12-3013C6H5C6H5C6H5BF4AlCl4ClClCl1957年后合成年后合成2022-12-3014OOO2022-12-3015电子数为电子数为2

3、，符合，符合4m+2，具有芳香性！，具有芳香性！+BrBrPhPhPhPhSbF5SO2PhPhPhPh+2022-12-3016三、环戊二烯负离子三、环戊二烯负离子电子数为电子数为 6，符合，符合4m+2，具有芳香性！，具有芳香性！HH(CH3)3CONa(CH3)3COH2022-12-3017Na2+FeCl2Fe二茂铁二茂铁具有芳香性具有芳香性2022-12-3018四、环庚三烯正离子四、环庚三烯正离子电子数为电子数为6，符合，符合4m+2，具有芳香性！，具有芳香性！环庚三烯环庚三烯HHBr2HHBrBrHBr+Br艹卓溴化2022-12-3019OOHOOH环庚三烯酚酮环庚三烯酚酮具

4、有芳香性具有芳香性2022-12-3020五、环辛四烯负离子五、环辛四烯负离子+2KTHF22K电子数为电子数为10，符合，符合4m+2，具有芳香性！，具有芳香性！2022-12-3021六、轮烯六、轮烯(Annulenes)?定义：定义：具有交替的单双键单环多烯烃，具有交替的单双键单环多烯烃，称为称为轮烯轮烯。分子式符合分子式符合(CH)x 其中其中x 102022-12-3022?电子数为电子数为10，符合，符合4m+2。有芳香性吗？。有芳香性吗？1.10轮烯轮烯2022-12-3023?分子中环内空间太小，由于氢原子的阻碍，分子中环内空间太小，由于氢原子的阻碍，分子中的原子不可能在同一平

5、面，分子中的原子不可能在同一平面，所以无芳所以无芳香性。香性。?电子数为电子数为10，符合，符合4m+2。有芳香性吗？。有芳香性吗？2022-12-3024?电子数为电子数为14，符合，符合4m+2。有芳香性吗？。有芳香性吗？?具有芳香性！具有芳香性！2.14轮烯轮烯2022-12-3025无芳香性无芳香性2K有芳香性有芳香性16-轮烯轮烯3.16轮烯轮烯2022-12-3026HHHHHHHHHHHHHHHHHH?电子数为电子数为18，符合，符合4m+2，具有芳香性，具有芳香性18-轮烯轮烯4.18轮烯轮烯2022-12-302720.3 薁薁(Azulene)与萘是同分异构体与萘是同分异构

6、体电子数为电子数为10有芳香性有芳香性2022-12-3028练习：下列化合物是否具有芳香性？练习：下列化合物是否具有芳香性？2022-12-3029O二者均有芳香性二者均有芳香性二者均无芳香性二者均无芳香性二者均无芳香性二者均无芳香性2022-12-30302022-12-3031 Carbocycles Heterocyclesp Carbocyclic rings contain only carbon atomsp Heterocyclic rings contain one or more different atoms in addition to carbon2022-12-30

7、32Antibiotic：Penicilin2022-12-3033Antiulcer agent：Cimetidine2022-12-3034Phenobarbital（苯巴比妥）（苯巴比妥）Sedative：2022-12-3035Nonnutritive sweetener：2022-12-3036Natural Products：2022-12-3037Natural Products：Chlorophyll a2022-12-30382022-12-30392022-12-3040一、分类一、分类2022-12-30412022-12-30422022-12-30432022-12-

8、30442022-12-3045丁公藤碱丁公藤碱河豚毒素河豚毒素2022-12-3046二、命名二、命名1.单杂环的命名单杂环的命名p 常见的单杂环为五元、六元环。常见的单杂环为五元、六元环。p 根据每个杂环化合物的英文名称根据每个杂环化合物的英文名称音译，加音译，加上上“口口”字旁字旁。p 编号编号使杂原子的位号尽可能小，如不使杂原子的位号尽可能小，如不止一个杂原子，按止一个杂原子，按O，S，N的顺序编号。的顺序编号。2022-12-3047例如：例如：呋喃呋喃FuranThiophene噻吩噻吩Pyrrole吡咯吡咯Pyridine吡啶吡啶2022-12-3048NNPyrimidine

9、PyridazinePyrazine嘧啶嘧啶NN哒嗪哒嗪NN吡嗪吡嗪2022-12-3049H3CCH3O 2,5-二甲基呋喃二甲基呋喃NCH31-甲基吡咯甲基吡咯 31NNHCH35-甲基咪唑甲基咪唑NS13CH3HOCH2CH24-甲基甲基-5-(2-羟乙基羟乙基)噻唑噻唑2022-12-3050p 对不同程度饱和的杂环化合物，不但要标对不同程度饱和的杂环化合物，不但要标明氢化明氢化(饱和饱和)的程度，而且要标出的程度，而且要标出氢化氢化的位的位置。置。2022-12-30512,3-二氢吡咯二氢吡咯O -吡喃吡喃 -Pyran2022-12-3052N15862347QuinolineI

10、soquinolineIndole喹啉喹啉N15862347异喹啉异喹啉NH1234567吲哚吲哚2.稠杂环的命名稠杂环的命名p 简单稠杂环，采用与单杂环相同的方法。简单稠杂环，采用与单杂环相同的方法。p 复杂稠杂环，采用确定主体环的方法。复杂稠杂环，采用确定主体环的方法。2022-12-3053Purine嘌呤嘌呤9NNNHN12345678OHN8-羟基喹啉羟基喹啉咔唑咔唑苯并噻唑苯并噻唑2022-12-3054p 在杂环化合物中，由于成环原子的排列在杂环化合物中，由于成环原子的排列组合方式和键合类型的多样性，杂环化合组合方式和键合类型的多样性，杂环化合物的数量非常庞大，据统计，占已知有机

11、物的数量非常庞大，据统计，占已知有机化合物总数的化合物总数的65%以上。以上。p 饱和杂环化合物的性质与其相应的开链饱和杂环化合物的性质与其相应的开链化合物相近，一般不列入杂化化合物讨论。化合物相近，一般不列入杂化化合物讨论。2022-12-3055Five-Membered Unsaturated Heterocycles2022-12-3056一、吡咯、呋喃和噻吩的结构、芳一、吡咯、呋喃和噻吩的结构、芳香性和反应活性香性和反应活性呋喃呋喃噻吩噻吩吡咯吡咯2022-12-30571.结构结构sp2 Hybridized2022-12-3058OS呋喃呋喃噻吩噻吩p 平面结构平面结构p 环上的

12、原子均为环上的原子均为sp2杂化杂化p 闭环共轭体系闭环共轭体系p 电子数符合电子数符合4m+22022-12-3059p 五元杂环化合物的结构均符合休克尔规则，五元杂环化合物的结构均符合休克尔规则，都具有一定程度的芳香性。都具有一定程度的芳香性。p 但由于环上存在电负性较大的杂原子，所但由于环上存在电负性较大的杂原子，所以与苯不同，共轭体系中各原子电子密度不以与苯不同，共轭体系中各原子电子密度不是平均分布，键长也不是完全相等，只是趋是平均分布，键长也不是完全相等，只是趋向于平均化，芳香性比苯小。向于平均化，芳香性比苯小。2.芳香性芳香性2022-12-3060p 五元杂环化合物的热力学稳定性

13、小于苯，五元杂环化合物的热力学稳定性小于苯，其共轭能其共轭能(kJ/mol)数据如下：数据如下：p 三种五元杂环化合物的稳定性次序为：三种五元杂环化合物的稳定性次序为：2022-12-30613.反应活性反应活性p 五元和六元杂环化合物偶极矩方向及数值五元和六元杂环化合物偶极矩方向及数值(10-30C m)如下：如下：O2.33S1.70NH6.03O5.76S6.33NH5.252022-12-3062p 在五元杂环化合物中，电子离域的结果使在五元杂环化合物中，电子离域的结果使环上碳原子周围环上碳原子周围 电子密度增加，大大超过苯电子密度增加，大大超过苯环。环。p 其中呋喃和噻吩杂原子的其中

14、呋喃和噻吩杂原子的+C效应部分抵消效应部分抵消了了-I效应，从而使偶极矩数值明显下降。效应，从而使偶极矩数值明显下降。p 而吡咯杂原子的而吡咯杂原子的+C效应大于效应大于-I效应，效应，使偶使偶极矩的方向也发生改变。极矩的方向也发生改变。2022-12-3063p 杂原子的杂原子的+C效应效应又使共轭体系内部两个又使共轭体系内部两个 位位(杂原子的邻位杂原子的邻位)的电子密度高于两个的电子密度高于两个 位位(杂原杂原子的间位子的间位)，因而亲电取代反应优先发生在，因而亲电取代反应优先发生在 位。位。XEXE.+XE.+XE+XEXE.+XE+2022-12-3064p 五元杂环化合物一般发生在

15、五元杂环化合物一般发生在-位。位。p 亲电取代反应的活性次序：亲电取代反应的活性次序：2022-12-3065二、吡咯、呋喃和噻吩的反应二、吡咯、呋喃和噻吩的反应1.吡咯的性质和反应吡咯的性质和反应NH（1）吡咯的弱酸性）吡咯的弱酸性p 它的它的pKa=16.5，比酚弱，可与强碱，比酚弱，可与强碱(NaNH2，KNH2、RMgX)或金属反应。或金属反应。2022-12-3066NaNH2NH3吡吡咯咯钾钾2022-12-3067NK1.CO22.H3ONHCOOHCH3I-吡咯甲酸吡咯甲酸NCH3CH3CClONCOCH3CHCl3/KOHNHCHONHCH3NHCOCH32022-12-30

16、68NKNK2022-12-3069p 主要产物为主要产物为-取代产物。取代产物。p 吡咯环的稳定性较差，遇酸容易聚合，吡咯环的稳定性较差，遇酸容易聚合，因此进行亲电取代反应要用较温和的试剂。因此进行亲电取代反应要用较温和的试剂。（2）亲电取代反应）亲电取代反应 磺化试剂：磺化试剂：N SO3CH3CONO2O 硝化试剂：硝化试剂：2022-12-3070p 吡咯环遇酸容易聚合。吡咯环遇酸容易聚合。2022-12-3071（3）卤代反应）卤代反应p 吡咯与卤素直接反应得到吡咯与卤素直接反应得到多卤代多卤代产物。产物。I2NaOHNIIIIH2022-12-3072p 吡咯吡咯一卤代一卤代产物，

17、只能采取特殊的方法。产物，只能采取特殊的方法。NHNBSNHBr2022-12-30732-吡咯磺酸吡咯磺酸（4）磺化反应）磺化反应p 吡咯不能直接与浓硫酸反应进行磺化。吡咯不能直接与浓硫酸反应进行磺化。1002022-12-3074HNO3乙酐（5）硝化反应）硝化反应2-硝基吡咯硝基吡咯2022-12-3075Ac2ONHCCH3O2乙酰基吡咯乙酰基吡咯NH60%Naor NaOHNNa+-NHPh COClNCOPh（6）FriedelCrafts酰化反应酰化反应2022-12-3076CH2CHCO2CH3NH+BF3NHCH2CH2CO2CH3（7）加成反应）加成反应2022-12-3

18、077四氢吡咯四氢吡咯NHH2/PdNH吡咯催化加氢生成四氢吡咯吡咯催化加氢生成四氢吡咯2022-12-3078p 呋喃的稳定性较吡咯小，呋喃的稳定性较吡咯小，卤代反应卤代反应在低温在低温或非极性稀溶液中进行。或非极性稀溶液中进行。2.呋喃的反应呋喃的反应 卤代反应卤代反应（1）亲电取代反应）亲电取代反应2022-12-3079OCl240OClOClClBr20DioxaneOOBr2022-12-3080 磺化反应磺化反应p 呋喃不能直接与浓硫酸进行磺化。呋喃不能直接与浓硫酸进行磺化。OSO3-NH+OSO3-O3SNH+NH+2022-12-3081 硝化反应硝化反应p 呋喃必须用温和的

19、硝化试剂在低温下进行。呋喃必须用温和的硝化试剂在低温下进行。OCH3CONO2OONO22022-12-3082 FriedelCrafts 酰化反应酰化反应O(CH3CO)2OBF3OCOCH32022-12-3083（2）加成反应）加成反应OH2,NiOOHCl140,0.4MPaClCH2CH2CH2CH2Cl2022-12-3084NaCNH2OH2,NiClCH2CH2CH2CH2ClNCCH2CH2CH2CH2CNHOOCCH2CH2CH2CH2COOHNCCH2CH2CH2CH2CNH2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH22022-12-3085p 呋喃表现出明显的共轭二

20、烯烃性质。在呋喃表现出明显的共轭二烯烃性质。在低温下能与顺丁烯二酸酐发生低温下能与顺丁烯二酸酐发生D-A反应。反应。OOOO+25外型外型内型内型OHHOOOOHOOOH2022-12-3086OHH2OOHHHOH2OOHH丁二醛丁二醛OHH+2022-12-3087OCH3CH3H2O,H2SO4,HOAcCH2CH2CCCH3CH3OO2,5己二酮己二酮反应机理是？反应机理是？2022-12-3088（1）亲电取代反应）亲电取代反应3.噻吩的反应噻吩的反应 卤代反应卤代反应2022-12-3089 硝化反应硝化反应2022-12-3090 磺化反应磺化反应25应用：除去苯中的噻吩！应用：

21、除去苯中的噻吩！2022-12-3091DMF,POCl3SCCH3OSCHO 付付克反应克反应2022-12-3092（2）加成反应）加成反应SH2,NiCH3CH2CH2CH3+H2Sp 噻吩中的硫对钯有毒化作用，使用噻吩中的硫对钯有毒化作用，使用Raney Ni 脱硫；二硫化钼催化氢化得四氢噻吩。脱硫；二硫化钼催化氢化得四氢噻吩。SH2/MoS2S2022-12-3093C5H8O4n聚戊糖聚戊糖H,H2O戊糖戊糖3H2OOCHOHO CHCHOHCCH OHHOHCHOH三、吡咯、呋喃和噻吩工业制备三、吡咯、呋喃和噻吩工业制备糠醛糠醛2022-12-3094ONHSOCHOZnO-Cr

22、2O3-MnO2400OAl2O3,NH3Al2O3,H2OAl2O3,NH3Al2O3,H2S2022-12-3095四、吡咯和呋喃的四、吡咯和呋喃的重要衍生物重要衍生物2022-12-30961.糠醛糠醛p 是一种无色液体，沸点是一种无色液体，沸点162，在空气中，在空气中易变黑。易变黑。p 是一种良好的溶剂。它不含是一种良好的溶剂。它不含-H，有许，有许多类似于苯甲醛的化学性质。多类似于苯甲醛的化学性质。OCHO2022-12-3097OCHONaOHOCH2OH+OCOONa2022-12-3098OCHOKCNOCHCOOHO醇溶液醇溶液2022-12-3099OCHOCH3COO2

23、+CH3COONaOCH CH COOH2022-12-301002.吲哚吲哚p 吲哚为白色结晶，熔点吲哚为白色结晶，熔点52.5。具有极臭。具有极臭的气味，但纯粹的吲哚在极稀时有香味，可的气味，但纯粹的吲哚在极稀时有香味，可作香料。作香料。p 可发生亲电取代反应，反应活性高于苯低可发生亲电取代反应，反应活性高于苯低于吡咯，主要发生在杂环上第于吡咯，主要发生在杂环上第3位。位。NH2022-12-30101NHNHBr3-溴吲哚溴吲哚Br2OO0（1）卤代反应）卤代反应2022-12-30102NHC6H5CONO2O0CH3CNNHNO23-硝基吲哚硝基吲哚（2）硝化反应）硝化反应2022-

24、12-30103DMF,POCl320-30NHNHCHO3-吲哚甲醛吲哚甲醛（3）付）付-克反应克反应2022-12-30104NH吡啶 SO3NHSO3H3-吲哚磺酸吲哚磺酸（4）磺化反应）磺化反应2022-12-30105p 含吲哚的衍生物广泛存在于植物中。含吲哚的衍生物广泛存在于植物中。NHCH2COOH-吲哚乙酸吲哚乙酸植物生长调节剂植物生长调节剂色氨酸色氨酸蛋白质组分蛋白质组分NHCH2CHCOOHNH22022-12-30106NHCH2CH2NH2HO5-羟基色胺羟基色胺哺乳动物及人脑中思维活动的重要物质哺乳动物及人脑中思维活动的重要物质2022-12-30107五、含两个以上

25、杂原子的五元杂环五、含两个以上杂原子的五元杂环NHNSNNHN咪唑咪唑噻唑噻唑吡唑吡唑ON噁唑噁唑2022-12-301081.结构和性质结构和性质NHNp 新增加的一个新增加的一个氮原子氮原子上的孤电子对在环上的孤电子对在环平面上，与环内的平面上，与环内的电子不共轭，提供了接电子不共轭，提供了接受质子的位置，因此受质子的位置，因此吡咯系杂环的碱性都比吡咯系杂环的碱性都比吡咯强。吡咯强。2022-12-30109NHN的酸性大于的酸性大于NH为什么？为什么？思考：思考：2022-12-30110NN HNN HNN Hp 咪唑分子间可形成氢键咪唑分子间可形成氢键p 吡唑通过氢键可缔合成二聚体吡

26、唑通过氢键可缔合成二聚体NNHNNH2022-12-301112.亲电取代反应亲电取代反应p 吡咯系列杂环的亲电取代反应活性小于吡咯系列杂环的亲电取代反应活性小于吡咯、呋喃和噻吩。吡咯、呋喃和噻吩。NNH吡唑吡唑SN异噻唑异噻唑ON异噁唑异噁唑2022-12-30112NHNSN咪唑咪唑噻唑噻唑ON噁唑噁唑2022-12-3011320.5 六元杂环化合物六元杂环化合物Six-Membered Unsaturated Heterocycles2022-12-3011420.5.1 含一个杂原子的含一个杂原子的六元环化合物六元环化合物2022-12-30115主要有下面几个重要的化合物主要有下面

27、几个重要的化合物2022-12-30116一、结构和物理性质一、结构和物理性质2022-12-30117碱性：碱性：p 吡啶是一个无色有恶臭的液体，与水及吡啶是一个无色有恶臭的液体，与水及许多有机溶剂，如乙醇、乙醚等混溶，是许多有机溶剂，如乙醇、乙醚等混溶，是良好的溶剂。良好的溶剂。p 脂肪胺脂肪胺 吡啶吡啶 芳香胺芳香胺2022-12-30118二、化学性质二、化学性质芳环芳环亲电取代亲电取代亲核取代亲核取代氮上未成键电子对氮上未成键电子对碱性碱性亲核性亲核性2022-12-301191.吡啶环上氮的碱性及亲核性吡啶环上氮的碱性及亲核性2022-12-30120N+HClNHClOH+CH3

28、CClONOCCH3O2022-12-301212.吡啶环上亲电取代反应吡啶环上亲电取代反应p 与苯环比较吡啶环是缺电子的芳香杂与苯环比较吡啶环是缺电子的芳香杂环，环，性质类似于硝基苯，性质类似于硝基苯，它不能进行傅它不能进行傅氏烷基化和酰基化反应。氏烷基化和酰基化反应。p 亲电取代位置亲电取代位置在在位位进行，为什么？进行，为什么？2022-12-30122300KNO3,H2SO4(SO3)3-硝基吡啶硝基吡啶2022-12-30123N265H2SO4(SO3),HgCl2NSO3H3-吡啶磺酸吡啶磺酸2022-12-30124NNH220Br2,HOAcNBrBr2,H2SO4(SO3

29、)130N3-溴吡啶溴吡啶2022-12-30125n 亲电取代反应可以进行，但是比较困难。亲电取代反应可以进行，但是比较困难。n 所有共振式均不如苯取代所生成的中间所有共振式均不如苯取代所生成的中间体稳定。体稳定。2022-12-301263.吡啶环上亲核取代反应吡啶环上亲核取代反应n 吡啶环吡啶环 2,4,6 位上位上的卤素容易被亲核试剂的卤素容易被亲核试剂取代。取代。NCl220NH3,ZnCl2NNH22022-12-30127NBrBrNH3,H2O160NBrNH2NClNaOMe CH3OHNOMe2022-12-30128n 除吡啶环除吡啶环 2,4,6 位上的卤素位上的卤素容

30、易被亲核试剂容易被亲核试剂取代外，吡啶取代外，吡啶 2位上的负氢离子也能被取代。位上的负氢离子也能被取代。NH+H22022-12-30129NH+C6H5LINC6H5+LIHn 吡啶环上吡啶环上2位的负氢离子被亲核性极强的位的负氢离子被亲核性极强的氨基负离子取代，同时有氢气放出，称氨基负离子取代，同时有氢气放出，称齐齐齐齐巴宾巴宾(Chichibabin)反应。反应。2022-12-301304.侧链侧链-H的反应的反应n 吡啶环吡啶环2,4,6位上烷基的位上烷基的-H具有一定的具有一定的酸性，酸性，其酸性与甲基酮的其酸性与甲基酮的-H相当。相当。2022-12-30131NCH2CH3C

31、H3NaNH2NCH2CH3CH2CH3I2022-12-30132NCH3+HHO ZnCl2NCH2CH2OHN ZnCl2ZnCl2的作用：的作用：2022-12-30133n 吡啶成盐后，使吡啶环吡啶成盐后，使吡啶环2,4,6位上烷基的位上烷基的-H酸性进一步增强，更易发生羟醛缩合和酸性进一步增强，更易发生羟醛缩合和迈克尔反应。迈克尔反应。NCH3ICH3NCH3+CH3I2022-12-30134NCH3CH3I+3CH2CHCN(C2H5)3NC2H5OH25NCH3C(CH2CH2CN)3I2022-12-301356.吡啶的氧化反应吡啶的氧化反应2022-12-30136NNC

32、H3HNO3NCOOHNH3NCNH2O尼古丁尼古丁(烟碱烟碱)尼古丁酸尼古丁酸(烟酸烟酸)烟酰胺烟酰胺2022-12-30137CrO3NNCOOHCOOH2022-12-30138CH3COOHONNO7.吡啶的吡啶的N-氧化物生成与反应氧化物生成与反应（1）吡啶）吡啶N-氧化物氧化物制备制备2022-12-30139NCH330%H2O270,24h.CH3COOHNCH3O2022-12-30140NO发烟HNO3,H2SO490NONO2PCl3NNO2（2）应用）应用2022-12-30141练习：练习：NNNO22022-12-30142NH2/Ni25,3 atm.NH六氢吡啶

33、六氢吡啶(哌啶哌啶)Sn,HCl或Na,EtOHNNH8.吡啶的还原反应吡啶的还原反应思考：六氢吡啶和吡啶哪一个碱性强？思考：六氢吡啶和吡啶哪一个碱性强？2022-12-30143三、吡啶环合成三、吡啶环合成p 主要采用主要采用合成法合成法以以进行缩合反应。包括四步反应。进行缩合反应。包括四步反应。2022-12-30144n 第一步：第一步：-酮酸酯和醛发生酮酸酯和醛发生羟醛缩合羟醛缩合H2C O+Et2NHH2CCO2EtCOCH32022-12-30145n 第二步：发生迈克加成反应第二步：发生迈克加成反应+Et2NHCO2EtEtO2CCH3H3COOH2CCO2EtCOCH32022

34、-12-30146n 第三步：关环，生成第三步：关环，生成二氢吡啶环二氢吡啶环NH3,EtOHCO2EtEtO2CCH3H3COO2022-12-30147n 第四步：二氢吡啶环脱氢，生成第四步：二氢吡啶环脱氢，生成吡啶衍生物吡啶衍生物2022-12-3014820.5.2 含二个杂原子的含二个杂原子的六元环化合物六元环化合物2022-12-3014920.6 苯并杂环化合物苯并杂环化合物2022-12-301502022-12-30151N15862347喹啉喹啉N15862347异喹啉异喹啉n 喹啉、异喹啉的性质与吡啶相似，具喹啉、异喹啉的性质与吡啶相似，具有弱碱性。有弱碱性。喹啉喹啉 p

35、Ka=4.94异喹啉异喹啉 pKa=5.40 2022-12-30152p 合成法：将合成法：将芳香族伯胺芳香族伯胺、甘油甘油、硫酸硫酸及及一种氧化剂一种氧化剂(如：硝基苯、五氧化二如：硝基苯、五氧化二砷、氧化铁等砷、氧化铁等)一起加热，即可得喹啉及其一起加热，即可得喹啉及其衍生物。衍生物。一、喹啉及其衍生物的合成一、喹啉及其衍生物的合成2022-12-30153NH2+CH2CH CH2OHOH OH浓H2SO4As2O5N反应过程反应过程主要有四步主要有四步2022-12-30154n 第一步：第一步：甘油在浓硫酸（或磷酸）作用下甘油在浓硫酸（或磷酸）作用下脱水生成丙烯醛。脱水生成丙烯醛。

36、CH2CHCH2OHOHOHH2SO4CHCHCH2OHOHH2SO4HCCHCH2O2022-12-30155n 第二步：第二步：苯胺与丙烯醛苯胺与丙烯醛发生迈克加成反应发生迈克加成反应NH2+CH2CH CHO2022-12-30156n 第三步：第三步：质子化的醛质子化的醛对苯环进行亲电取代反应对苯环进行亲电取代反应HNHCH2CH2HCOHNHCH2CH2HCOHNHCH2CH2COHHHHH2O2022-12-30157n 第四步：第四步：1,2-二氢喹啉氧化二氢喹啉氧化NO2N+NH2注：必须用相应的硝基苯注：必须用相应的硝基苯2022-12-30158例例1NH2Cl甘油,H2S

37、O4NO2Cl85-88%2022-12-30159NH2+CH2CH C CH3OFeCl3,ZnCl2或 H2SO4NO273%例例22022-12-30160二、喹啉和异喹啉反应二、喹啉和异喹啉反应（1）亲电取代反应）亲电取代反应p 亲电取代反应主要发生在亲电取代反应主要发生在碳环的碳环的5位和位和8位。位。2022-12-30161NHNO3,H2SO40NNO2+NNO28-硝基喹啉硝基喹啉（48%）5-硝基喹啉硝基喹啉（52%）2022-12-30162NHNO3,H2SO40NNO2+NNO210%90%2022-12-30163（2）亲核取代反应）亲核取代反应p 亲核取代反应主

38、要发生在吡啶环上。亲核取代反应主要发生在吡啶环上。p 喹啉环上喹啉环上2位和位和4位，异喹啉环上位，异喹啉环上1位的位的氯原子容易被亲核试剂取代。氯原子容易被亲核试剂取代。2022-12-30164NClCl C6H5CH2CN,NaNH22022-12-30165NClCl140CH2(CO2C2H5)2,NaHNCH(CO2C2H5)ClNClCH3ONaCH3OH2022-12-30166（3）侧链）侧链-H的反应的反应p 喹啉和异喹啉类似于吡啶，在喹啉和异喹啉类似于吡啶，在喹啉喹啉2与与4位位侧链及侧链及异喹啉异喹啉1位位侧链上有活泼的侧链上有活泼的-H，可进，可进行缩合和亲核取代反应。行缩合和亲核取代反应。2022-12-30167NCH3COOEtCOOEtEtONa,EtOH室温12h.90%2022-12-30168NCH3CH3+CHOZnCl21002022-12-30169（4）氧化及还原）氧化及还原NCrO3NCOOHCOOH吡啶吡啶-2,3-二甲酸二甲酸2022-12-30170NSn,HCl或Na,ROHH2/Ni