杂环化合物的合成

1、 含1个杂原子的五元杂环化合物 代表性的含1个杂原子的杂环有吡咯(pyrrole)、呋喃(furan)和噻吩(thiofuran)，这三种杂环都是通过4个碳原子上的电子和杂原子上非共用电子对的离域化形成6电子的芳香体系。 呋喃可以从多糖类热分解产物糠醛(呋喃甲醛)的Cannizzaro反应而得到，吡咯和噻吩可以从煤焦油中提取，而它们衍生物的典型化学合成方法都可以利用Paal-Knorr(帕路-诺尔)合成法，即用l,4-二羰基化合物为原料，脱水成呋喃衍生物，与氨类物质反应成吡咯衍生物，与硫化磷反应得噻吩衍生物。常见杂环的合成设计方法一、呋喃及呋喃衍生物的合成Paal-Knorr (帕路-诺尔)

2、反应 1,4-二羰基化合物在无水的酸性条件下脱水，生成呋喃及其衍生物。TsOH:对甲苯磺酸 呋喃的反应机理 呋喃衍生物的合成 Feist-Benary(法伊斯特-本那瑞)合成:除了经典的Paal-Knorr合成法，-氯代酮和乙酰乙酸乙酯等化合物在吡啶存在下反应也可以得到呋喃衍生物，这个反应称为Feist-Benary(法伊斯特-本那瑞)合成。 呋喃比较重要的衍生物是苯并呋喃（香豆酮） ，它的亲电取代首先是在2-位，其次是在3-位，然后是6-位。它的合成主要有三种方法： (1) Perkin(珀金)苯并呋喃（香豆酮）合成： 以香豆素为原料，与溴加成经过重排的方法。这个反应首先生成3-溴代香豆素，

3、在热碱作用下杂环开环得到邻羟基-溴代肉桂酸，再进一步环化生成香豆基酸，脱羧得到苯并呋喃(香豆酮) 。 (2) 用-卤代酮和苯酚钠反应得到芳基烷基醚，再在硫酸或多聚磷酸存在下环合脱水生成3-取代苯并呋喃； (3)用2-烷基苯酚为原料，热解环合脱氢得到2-取代苯并呋喃。一、吡咯及吡咯衍生物的合成1,4-二羰基化合物与氨化物反应，可得吡咯及其衍生物。 吡咯的反应机理 吡咯衍生物的合成 1、丁二醛和氨反应可以合成吡咯环母核。2、 Hantzsch(汉茨施)吡咯合成法 当氯甲酮和-酮酸酯及一级胺或氨缩合时，得到吡咯羧酸酯，这个反应称为Hantzsch 反应，在缩合同时生成HCl和水。+ CNCH2CO2

4、R3 3 、 Barton-Zard（巴顿-杂得）反应：硝基乙烯衍生物和-异氰基乙酸酯在碱性条件下环合也可得到吡咯衍生物，这个反应叫做Barton-Zard（巴顿-杂得）反应。反应溶剂一般为THF或者醇，反应温度为室温。 三、噻吩及噻吩衍生物的合成1,4-二羰基化合物与硫化物反应，可得噻吩及其衍生物。 噻吩衍生物的合成 从1,4-二酮可以制取噻吩(thiophene)，由此衍生出来的还有Hinsberg（欣斯贝格）噻吩合成法，就是用1,2-二酮或者l,3-二酮与硫代酯反应。 四、吲哚的合成方法有多种。 1、Fischer(费希尔)吲哚合成法是合成吲哚衍生物的最基本方法：醛或者酮与芳香肼作用，形

5、成苯腙，再在酸催化下加热，经过一个分子内重排得到吲哚环。 2、Bischler-Mohlau（毕史勒）吲哚合成法： Bischler-Mohlau是比较重要的合成吲哚衍生物的方法，其是由2-溴-1-苯乙酮和过量苯胺加热生成2-芳基吲哚。 邻硝基甲苯和草酸二甲酯在乙醇钠存在条件下发生缩合作用，得到邻硝基苯基丙酮酸酯，用盐酸水解得到邻硝基苯基丙酮酸，硝基用锌和乙酸还原为胺，得到邻氨基苯基丙酮酸，它进一步脱水环化得到吲哚-2-羧酸，此酸再进一步受热脱羧为吲哚 。 3 、其他还有Reissert（瑞斯尔特）合成法，由邻硝基甲苯和草酸二甲酯合成吲哚 。 4、Madelung(马德隆)吲哚合成法：用邻酰氨基甲苯为原料，在强碱性条件下加热进行分子内环合，加热温度一般都在300400，当用丁基锂作为碱时，温度可以降到室温。 五、咪唑及其衍生物的合成 纯咪唑环的合成可以应用Debus-Radziszewski(德布斯-阮得采汪斯基)反应，以乙二醛、甲醛和氨或者硫酸铵为原料进行环合可得到咪唑。 1、Wallach（沃利赫）合成：草酸二乙酯与乙基胺作用形成草酰胺，在五氯化磷存在下环合也可以得到咪唑环 ，这个方法叫做Wallach