杂环化合物的分类和命名.ppt

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 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O S N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 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400 415 的催化剂 ZnO Cr2O3 MnO2 脱羰基 CHO H2O 400 415 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 呋喃的化学性质 亲电取代 2Br2 CH3COONO2 CH3CO 2O 2HBr 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 性质 H2 100 200 Cu 170 180 骨架镍 Cu2O HgO 55 O2 NaOH V2O5 TiO2 SiO2 O2 320 350 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 NaOOC CH2CH2 COONa HOC CH2CH2 COH P2S3 P2S3 19 2 性质 化性 亲电取代反应 Br2 CH3COOH 0 Br HNO3 CH3CO O2 NO2 H2SO4 SO3H CH3 C Cl SNCl4 O C CH3 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 4 2 NaOH CH3COONO2 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 C2H5OH H2O 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 C6 C8 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 CH3 CH3 C6H5 C Cl 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 CH CHO NH2 H2SO4 N C6H5NO2 O CH2 CH CHO 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 H2SO4 Ag2SO4 B