1、1,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,2,2.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,3,3.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,4,二、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,5,.当环上有取代基时:,以杂环为母体,编号时从杂原子开始,将杂原子编为号,依次,或与杂原子相邻的碳原子遍为,
2、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,6,2 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,7,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,哒嗪,嘧啶,吡嗪,8,稠,杂,环,杂环分类,碳环母核,重要的杂环,6,1,2,3
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,9,第三节:五元杂环化合物,O,S,呋喃,噻吩,返回,10,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。,11,.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,在喹啉介质中,加热脱酸,COOH,Cu,喹啉,+ CO2,返回,12,2.呋喃的化
4、学性质:,亲电取代,+ 2 Br2,+ CH3COONO2,+,+ (CH3CO)2O,+2 HBr,-5-30,+CH3COOH,ClCH2CH2Cl,SnCl4,+ CH3COOH,返回,13,加成反应:,催化加氢:,+ H2,Ni,100,5MPa,双烯合成:,+,14,二、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 + nH2O,H2SO4,n(C5H10O5),CHO,返回,15,2.性
5、质:,+H2,100200,Cu,170180,骨架镍,Cu2OHgO,55,O2,NaOH,V2O5TiO2SiO2,O2,320350,16,2,+(CH3CO)2O,17,三、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,+H2,18,实验室制取:用丁二酸钠盐或,二羰基化合物与P2S3 作用,NaOOCCH2CH2COONa,HOCCH2CH2COH,P2S3,P2S3,19,2.性质
6、:,化性:亲电取代反应,Br2,CH3COOH,0,Br,HNO3,(CH3CO)O2,NO2,H2SO4,SO3H,CH3CCl,SNCl4,O,CCH3,=,O,20,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,21,四、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,22,2.性质:,化学性质:,亲电取代反应:,42+NaOH,CH3COON
7、O2,10,NO2,SO3,SO3H,(CH3CO)2O,SnCl4,返回,23,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,24,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-,25,2.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,NO2,26,碱性:,+HCl,Cl-,+SO3,SO3,+
8、CH3,CH3,-,C6H5CCl,=,O,COC6H5,Cl-,27,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,NH2,28,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,29,二、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=CHCHO,NH2,+,H2SO4,N,C6H5NO2
9、,O,CH2=CHCHO,30,2.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,31,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:,32,亲核取代:,+ NaNH2,NH2,+ KNH2,NH2,33,氧化:,KMnO4,KMnO4,34,还原:,C2H5OH,Na,或Sn+HCl,H2,Pt,