杂环化合物问题参考答案

1、15 杂环化合物问题参考答案 15 杂环化合物问题参考答案 问题1 根据化合物卟吩的分子结构(见下图)，推测卟吩可能的性质和功能。 NHN 讨论：对卟吩的分子结构分析可知，其分子为一共轭闭环芳香性平面结构。该平面中心可容纳金属离子形成配合物或中心轴双齿配合物，可与DNA发生嵌插作用而具有抗癌抗病毒功能。 问题2 将热的加入到噻吩中会生成噻吩的三聚体，请推测该反应的机理。 3 0HS S 讨论：该反应的机理可能为： S 问题3 试设计以噻吩、RCOOH和醋酸酐为主要原料合成化合物RCH2(CH2)4COOH的路线。 讨论：合成化合物RCH2(CH2)4COOH的路线为： O RCO225 + O

2、 SRCH2 2 CMe S RCH2(CH2)4CO2H 问题4 吡咯具有弱酸性，请利用共振论进行解释。 讨论：可写出吡咯的5个共振式结构。可见，吡咯环上电子密度分布较均匀，单键与双键键长明显平均化。氮原子上的一对电子参与芳香环的构成而离域到环碳原子上，因此碱性降低而表现出弱酸性。 HHHHH 问题5 盐酸存在时，1分子糠醛与2分子苯胺作用呈深紫色，可用来检验糠醛的存在。请通过查阅文献写出相关反应方程式，指出发色基团和增色基团。 讨论：其机理有如下2种。 1 HCCHOH CNH 机理1 CH H2CCH CH2CO CNH HCHC CH NH CHOH深紫色 CH HCl 机理2 CH

3、Cl O H CNH HC CH HCNH NH HCNH N H + CHOH CN HH Cl - 发色基团和增色基团分别为： HCl 问题6 请排列苯、吡啶、呋喃、噻吩、吡咯发生环上亲电取代反应的难易顺序，指出取代基进入的位置，并解释原因。 讨论：呋喃、噻吩和吡咯的共振能分别为16、28和21.6kcai/mol。噻吩硫原子的d轨道参与了与碳原子p轨道的杂化重叠，因此在三者中共振能最高。综合比较发生环上亲电取代反应的难易和取代基进入的位置为： > NH >> 问题7 -氨基吡啶有氨基吡啶和吡啶酮亚胺2种互变异构体，该互变异构平衡偏向于氨基吡啶，请问这是什么原因？ 讨论：

4、氨基吡啶和吡啶酮亚胺2种互变异构体中，氨基吡啶的氨基与环之间存在p-共轭效应，氨基吡啶的碱性较吡啶酮亚胺弱因而体系较稳定，互变异构平衡偏就向于氨基吡啶。 H2N HN NH pKb 12 7 问题8 请用化学方法区别3-甲基吡啶和2-甲基吡啶。 讨论：2-甲基吡啶的甲基上的氢失去后可形成较稳定的具有p-共轭体系的中间体负离子而表现出酸性。所以2-甲基吡啶能进行碱催化的缩合反应，3-甲基吡啶无此反应。 2 N CH3 N N HC CHPh 问题9 请推测如下反应的机理。 MgCl + Ph OS N NH PhO 讨论：可能的反应机理为： OPh S NMgCl + Ph NH NH O Ph

5、 问题10 请写出斯克洛浦(Skraup)合成法制备喹啉全过程的反应机理。 讨论：斯克洛浦(Skraup)合成法是用苯胺、甘油、浓硫酸和硝基苯共热制备喹啉。甘油脱水生成的丙烯醛与苯胺发生1，4-亲核加成生成-苯胺基丙醛，然后环化和脱水得到的二氢喹啉被硝基苯缓和氧化成喹啉。其全过程的反应机理如下。 2OHCHOH CH2OH 2CH2OH2CHOHHO2CH2NH 2OHCH2CHOHO+ NH 22HHO2 22NH NH 222NH二氢喹啉 652 H2O N喹啉 问题11 请排列含氮杂环化合物的碱性大小顺序，并从结构和电子效应方面解释原因。 N NH H NH N 讨论：氮原子的电负性：sp > sp2 > sp3，而碱性顺序恰好相反。处于邻位的2个氮原子相互吸引对方的孤电子对，使碱性减弱。 N > NH N > NH N> N > NpKb6.9 8.8 11.5 12.7 13.6 问题12 人体内若嘌呤代谢紊乱会使血尿酸增高，这将引起痛风性关节炎。请写出尿 3 酸分子较不