杂环化学-讲义-醛变环氧
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(推荐)《杂环化学》PPT课件
五元杂环
六元杂环 苯并杂环 杂环并杂环
呋喃
O N
噁唑
O
吡啶
N
噻吩
S N
噻唑
S
N 嘧啶
N
N
吡咯
H
N
咪唑
N 吡唑
N H
N H
吡喃
O
吲哚
N H
N
N
N
N H
嘌呤
喹啉
N
N 异喹啉
5
3. 大环
冠醚
O
O
O
O
O
O
O
杯芳烃
环糊精
OH
HO O OHOHO
OHO OH O
HO OH
O OH
O
OH
OOH
HO O
O
OHO
OH
O
CH3
O
β-呋喃甲酸
O
COOH
O SS
CH2C CH2CH O
CH3 CH3
链状呋喃萜
O
CH2SH
面包香料
R'
R'
O
R''
O
R''
烤肉香料
呋喃香料
H3C O
O HO
OCH3
O
苯并呋喃衍生物
O
30
CH3
2.1.2噻吩及衍生物 2.1.2.1噻吩
（一）合成方法
A：Paal-knorr法
R
R P4S6
CN CH 3
40
2.1.2.2噻吩衍生物
苯并噻吩
S
OR +
SNa
Cl
OR S
硫代-3-吲哚吩
杂环总结
2.烯烃的环氧化
在Prileschajew反应中，常用的是过氧苯甲酸，间氯过氧苯甲酸或单过氧邻苯二甲酸。
3.Darzens反应(缩水甘油酸酷合成法)
在乙醇钠存在下，a-卤代酸酯与羰基化合物反应生成2一乙氧羰基环氧化合物，该类产物也称作缩水甘油酸酯。
4．Corey合成法
该合成方法是由卤化三烷基锍盐或卤化三烷基亚砜盐衍生的S一叶立德与羰基化合物反应(Corey 1962 )。
例：
7.由单键连接的相同环系
根据环的个数可用词头二，三，四等来表示。
8.含一个苯的双环体系
稠环体系：至少有两个相邻的原子被两个或更多个环所共用的体系。
有一些苯并稠杂环的俗名：
只有杂环有俗名，则用词头“苯并”和杂环的俗名相结合来命名。
9杂环没有俗名，需要看做整体来进行编号。
①使尽可能多的环放在横坐标上;
②使环中最大的编号在纵坐标的最上边。
10稠杂环编号，一般也从杂原子开始：
其编号与芳稠环相似，共用的碳原子不编号，共用的杂原子要编号。
稠杂环的命名，往往有两种编号，一种表示取代基的编号（周边编号），别一种是标明稠合位置（共用边）的编号。
例：
5-苯基咪唑并[2,1-b]噻唑
11，含两个或多个杂原子的双环和多环体系。
（9）
（10）
（11）
（12）
（13）
（14）
（2）酸催化开环反应
3.重排反应
（1）立体有择重排
（2）扩环重排反应
4.消除反应
5.聚合反应
3、一般合成方法
1.分子中的环化法
2.在碳碳双键中插入杂原子的方法
过酸的环氧化反应：
过酸的环氧化反应是亲电加成反应。
四，环氧乙烷的化学性质
在Prileschajew反应中，常用的是过氧苯甲酸，间氯过氧苯甲酸或单过氧邻苯二甲酸。
3.Darzens反应(缩水甘油酸酷合成法)
在乙醇钠存在下，a-卤代酸酯与羰基化合物反应生成2一乙氧羰基环氧化合物，该类产物也称作缩水甘油酸酯。
4．Corey合成法
该合成方法是由卤化三烷基锍盐或卤化三烷基亚砜盐衍生的S一叶立德与羰基化合物反应(Corey 1962 )。
例：
7.由单键连接的相同环系
根据环的个数可用词头二，三，四等来表示。
8.含一个苯的双环体系
稠环体系：至少有两个相邻的原子被两个或更多个环所共用的体系。
有一些苯并稠杂环的俗名：
只有杂环有俗名，则用词头“苯并”和杂环的俗名相结合来命名。
9杂环没有俗名，需要看做整体来进行编号。
①使尽可能多的环放在横坐标上;
②使环中最大的编号在纵坐标的最上边。
10稠杂环编号，一般也从杂原子开始：
其编号与芳稠环相似，共用的碳原子不编号，共用的杂原子要编号。
稠杂环的命名，往往有两种编号，一种表示取代基的编号（周边编号），别一种是标明稠合位置（共用边）的编号。
例：
5-苯基咪唑并[2,1-b]噻唑
11，含两个或多个杂原子的双环和多环体系。
（9）
（10）
（11）
（12）
（13）
（14）
（2）酸催化开环反应
3.重排反应
（1）立体有择重排
（2）扩环重排反应
4.消除反应
5.聚合反应
3、一般合成方法
1.分子中的环化法
2.在碳碳双键中插入杂原子的方法
过酸的环氧化反应：
过酸的环氧化反应是亲电加成反应。
四，环氧乙烷的化学性质
有机化学课件--第二十章杂环化合物
N H
1
S
1
N
f u r a np y r r o l et h i o p h e n e p y r i d i n e
呋 喃 吡 咯噻 吩吡 啶
1
N H indole
吲哚
1
N
quinoline 喹啉
2019/8/23
课件
7
2. 杂环及环上取代基的编号 (1) 母体杂环的编号：杂原子的编号为“1”。
2019/8/23
课件
11
二、呋喃、噻吩、吡咯杂环的化学性质
1．亲电取代反应 从结构上分析，五元杂环为Π 56共轭体系，电
荷密度比苯大，发生亲电取代反应的速度也比苯快 得多。 如以苯环上碳原子的电荷密度为标准（作为 0），则五元杂环化合物的有效电荷分布为：
0
0
0
0
0
0
- 0.02
- 0.03
O
+0.1
DMF, POCl3
N H
20-30℃
吡啶 SO3 N H
NO2
N H CHO
N H SO3H
N H
3-硝基吲哚 3-吲哚甲醛 3-吲哚磺酸
含吲哚的生物碱广泛存在于植物中， 如麦角碱、马钱子碱、利血平等
2019/8/23
课件
34
C H 2C O O H
β -吲 哚 乙 酸 （ 植 物 生 长 调 节 剂 ） N H
CH3I O
△ N
CH3 N-甲 基 吡 咯
CH3CCl
△ N
COCH3 N-乙 酰 基 吡 咯
C H C l3/KO H
CHO N H α-吡 咯 甲 醛
课件
N
CH3
1
S
1
N
f u r a np y r r o l et h i o p h e n e p y r i d i n e
呋 喃 吡 咯噻 吩吡 啶
1
N H indole
吲哚
1
N
quinoline 喹啉
2019/8/23
课件
7
2. 杂环及环上取代基的编号 (1) 母体杂环的编号：杂原子的编号为“1”。
2019/8/23
课件
11
二、呋喃、噻吩、吡咯杂环的化学性质
1．亲电取代反应 从结构上分析，五元杂环为Π 56共轭体系，电
荷密度比苯大，发生亲电取代反应的速度也比苯快 得多。 如以苯环上碳原子的电荷密度为标准（作为 0），则五元杂环化合物的有效电荷分布为：
0
0
0
0
0
0
- 0.02
- 0.03
O
+0.1
DMF, POCl3
N H
20-30℃
吡啶 SO3 N H
NO2
N H CHO
N H SO3H
N H
3-硝基吲哚 3-吲哚甲醛 3-吲哚磺酸
含吲哚的生物碱广泛存在于植物中， 如麦角碱、马钱子碱、利血平等
2019/8/23
课件
34
C H 2C O O H
β -吲 哚 乙 酸 （ 植 物 生 长 调 节 剂 ） N H
CH3I O
△ N
CH3 N-甲 基 吡 咯
CH3CCl
△ N
COCH3 N-乙 酰 基 吡 咯
C H C l3/KO H
CHO N H α-吡 咯 甲 醛
课件
N
CH3
杂环化学
1)
2) 解析： 1)
16
Cite as reviewing materials for Heterocyclic Chemistry , by Lesite Tien, May 2012.WIT
2) 12. 具体写出三个容易与吡喃蓊卧车反应的亲核试剂，并写出它们反应产物的结构。
解析：
13. 举例说明含氧六元环衍生物 4+2 环加成反应。 解析：
N-氧化吡啶
N
O 吡啶合成：通过 2+2+1+1，3+3,5+1 环合成的方法进行。
（工业合成法）
（ Hantzsch 反应法） b. 吡啶的衍生物及其性质
氨基吡啶：存在三种互变异构体; α 和 γ 异构体是单一碱性的,而 ß 异构体在强酸性溶液中生成双正离子； 亲核试剂，可得烷基化（环氮）与酰基化（侧氮）产物; 氨基上的重氮化反应。
3) 二嗪类杂环化合物性质及合成 二嗪类化合物有三种异构体：哒嗪（α－β），嘧啶（α－γ），吡嗪（α－δ）； 物理性质：哒嗪，嘧啶有极性，可与水混溶，吡嗪极性较小，水溶性略小； 有碱性，但均比吡啶弱; 化学性质：氮原子的电子构型与吡啶氮相同，可作亲核试剂或质子化（单质子化）； 环碳（仅嘧啶）上可亲电取代（活性不高，主要发生在 5 位）； 环碳上容易进行亲核反应，可得取代产物（有良好离去基时）和加成产物; 氧化反应不易进行（用过氧化物可得 N－氧化物）； 侧链 α－H 有一定的活性，可发生羟醛综合型反应和烷基化反应； 连有吸电子基的二嗪与亲双烯体可得类似 D-A 反应的中间体，然后脱 HCN 得 电环化产物。 相关合成路线如下：
8. 喹啉与异喹啉硝化发生在什么位置？为什么？ 解析：N 原子的存在使吡啶环上电子云密度降低，而硝化反应属于亲电反应，苯环上电子 云密度相对较高因而硝化发生在苯环上，同时 N 原子的存在使得吡啶环为缺电子体，因而 整体上具有吸电子效应，C-5 和 C-8 位电子云密度相对较高，故喹啉硝化发生在 C-5 的 C－ 8 位，异喹啉中 N 原子的吸电子效应导致 C-8 上电子云密度相对于 C-5 位低，故主要以 C-5 位取代产物为主。
2) 解析： 1)
16
Cite as reviewing materials for Heterocyclic Chemistry , by Lesite Tien, May 2012.WIT
2) 12. 具体写出三个容易与吡喃蓊卧车反应的亲核试剂，并写出它们反应产物的结构。
解析：
13. 举例说明含氧六元环衍生物 4+2 环加成反应。 解析：
N-氧化吡啶
N
O 吡啶合成：通过 2+2+1+1，3+3,5+1 环合成的方法进行。
（工业合成法）
（ Hantzsch 反应法） b. 吡啶的衍生物及其性质
氨基吡啶：存在三种互变异构体; α 和 γ 异构体是单一碱性的,而 ß 异构体在强酸性溶液中生成双正离子； 亲核试剂，可得烷基化（环氮）与酰基化（侧氮）产物; 氨基上的重氮化反应。
3) 二嗪类杂环化合物性质及合成 二嗪类化合物有三种异构体：哒嗪（α－β），嘧啶（α－γ），吡嗪（α－δ）； 物理性质：哒嗪，嘧啶有极性，可与水混溶，吡嗪极性较小，水溶性略小； 有碱性，但均比吡啶弱; 化学性质：氮原子的电子构型与吡啶氮相同，可作亲核试剂或质子化（单质子化）； 环碳（仅嘧啶）上可亲电取代（活性不高，主要发生在 5 位）； 环碳上容易进行亲核反应，可得取代产物（有良好离去基时）和加成产物; 氧化反应不易进行（用过氧化物可得 N－氧化物）； 侧链 α－H 有一定的活性，可发生羟醛综合型反应和烷基化反应； 连有吸电子基的二嗪与亲双烯体可得类似 D-A 反应的中间体，然后脱 HCN 得 电环化产物。 相关合成路线如下：
8. 喹啉与异喹啉硝化发生在什么位置？为什么？ 解析：N 原子的存在使吡啶环上电子云密度降低，而硝化反应属于亲电反应，苯环上电子 云密度相对较高因而硝化发生在苯环上，同时 N 原子的存在使得吡啶环为缺电子体，因而 整体上具有吸电子效应，C-5 和 C-8 位电子云密度相对较高，故喹啉硝化发生在 C-5 的 C－ 8 位，异喹啉中 N 原子的吸电子效应导致 C-8 上电子云密度相对于 C-5 位低，故主要以 C-5 位取代产物为主。
杂环总结
一，绪论1，杂环化合物的定义杂原子：非碳原子，如：氧、硫、氮等。
杂环：由碳原子和杂原子构成的环。
杂环化合物：环中至少含有一个杂原子的化合物。
2,杂环化学：是研究杂环化合物的分子结构、物理和化学性质、制法及其应用的一门学科，是有机化学的组成部分。
3，杂环化合物分类⑴按环的大小：主要有五元环、六元环 ⑵按杂原子的数目：一个、两个…杂原子 ⑶按环的形式：单杂环、稠杂环 4.根据杂环有无芳香性可分为： （1）芳香杂环芳符合休克尔规则( Huckel Rule)，即具有(4n 十2)个离域电子的杂轮烯。
富电子杂环：呋喃，吡咯，噻吩等。
乏电子杂环：吡啶，嘧啶。
（2）非芳香杂环---脂杂环所有饱和的、部分饱和的杂环以及反芳香性的杂轮烯。
杂环化合物的俗称：furan pyrrole thiophene imidazole oxazole 呋喃 吡咯 噻吩 咪唑 噁唑thiazole pyran pyridine pyrimidine pyrazine 噻唑吡喃吡啶嘧啶吡嗪4,杂环化合物命名⑴从杂原子开始编号，并使取代基位次 最小 例如：靠近杂原子的碳为位，接下去依次 ,5，含两个或多个相同杂原子的单环体系若同一环上有多个相同的杂原子，应使杂原子所在位次的编号最小;用二、三、四等作为词头来表示喊相同杂原子的个数。
6. 含两个或多个不同杂原子的单环体系含多个杂原子，按标中的顺序列出（O 、S 、N 次序）；使各杂原子的位次的编号最小；带取代基的或有H 的杂原子为1号。
例：7.由单键连接的相同环系 8.根据环的个数可用词头二，三，四等来表示。
indole quinoline purine carbazole 吲哚 喹啉 嘌呤 咔唑8. 含一个苯的双环体系稠环体系：至少有两个相邻的原子被两个或更多个环所共用的体系。
有一些苯并稠杂环的俗名：只有杂环有俗名，则用词头“苯并”和杂环的俗名相结合来命名。
9杂环没有俗名，需要看做整体来进行编号。
串联环化反应名词解释
串联环化反应名词解释串联环化反应，也称为串联环合反应，是有机化学领域的一种反应方式。
它是一种复杂的多步反应，包括了分子间的酯交换或醇缩合成亚酸酯或缩酮、诱导催化剂的加入和环化反应。
串联环化反应具有构建结构多样性的特点，对于有机分子的合成具有极大的意义。
酯交换和缩酮反应酯交换反应指的是，在微量催化剂的作用下，醇和酯之间发生交换作用形成新的酯。
而缩酮反应是指醛或酮和醇在强酸催化下进行缩合作用，形成C-O和C-C键连接的缩酮。
这两者是串联环合反应中的重要步骤。
亚酸酯合成反应亚酸酯是指含有羰基C=O和烯丙烷基CH=CH-R的有机化合物，在串联环化反应中充当重要的中间体。
亚酸酯的合成需要通过醛或酮和2-烯丙基醇或丙烯基醇缩酮反应得到。
诱导催化剂的加入诱导催化剂是指通过一系列催化剂作用，加速反应物表面上的吸附活性，降低活化能，促进反应的发生。
因为串联环化反应中所需的催化剂种类不同，所以在不同的反应环节中，需要不同的催化剂进行催化。
环化反应除了反应物的预处理，环化反应也是串联环化反应中不可或缺的步骤。
环化反应发生前，必须先形成可用于环化反应的中间体，直至形成最终的环状化合物。
在这一过程中，通过反应物中含氧、氮、硫等原子与化学试剂的反应，形成各种稳定的中间体，再将其引入环化反应中。
应用串联环化反应在有机合成、医药和材料科学等领域得到广泛应用。
例如，将串联环合反应应用于有机合成中，可以方便地合成具有多样化结构、功能复杂化的有机分子。
同时，串联环化反应可以作为一种绿色合成渠道，通过无机盐、金属离子、有机酸等易清除的催化剂，来替代传统的强酸催化。
总结串联环化反应作为一种有效的合成手段，具有可控性、多样性，可以合成多种结构复杂的有机分子。
串联环化反应对于推动有机化学的发展，提升化学制品行业技术水平和创新能力具有重要作用。
杂环化学--醛变环氧ppt课件
5
本课程内容及章节：
第一章：杂环化学（8学时）
• 第一节：杂环化学概述：（1学时）。 • 第二节：非芳香杂环（1学时） • 第三节：五元芳香杂环（2.5学时） • 第四节：六元芳香杂环（1.5学时） • 第五节：吲哚和喹啉（2学时）
• 参考文献： • 1、徐寿昌主编，【有机化学】，高等教育出版社，1993年，
2021/6/2
有机化学选论 第一章杂环
20
杂环分类方法举例
A、不作为杂环看待的环化合物
O
O
O
ON O
H
OO
O
内 酯 化 合 物 内 酰 亚 胺
酸 酐
O
O 酸 酐
NO
H 内 酰 胺
均 作 为 羧 酸 衍 生 物 看 待 ， 不 作 为 杂 环 看 待 。
B、按照环的大小分类
O
O OO
O
N
三 元 杂 环五 元 杂 环六 元 杂 环
• 2、音译名：由于西方对化学的研究远超过我 们，所以，众多的杂环化合物都有了英文名 称，中文名称就是把它们的英文名称发音翻 译成中文就可以了。这是杂环中名称学选论 第一章杂环
27
首先将其英文名称的英文发音写出来，然后统一在 同音汉字左边 + 口字（表示芳香杂环）。
1
有机化学选论 第一章杂环
19
三、杂环化合物的分类：
• 通常有4种分类方法：
• 1 按照环的大小分类，分为三元环、四 元环、五元环、六元环、大环等。
• 2、按照含杂原子的类型分类：分为“O 杂环、N杂环、S杂环等。
• 3、按照环的类型分类：单杂环、稠杂 环、连环等。
• 4、按照环的类型分类：非芳香杂环和 芳香杂环。
杂环化学
第二十章 杂环化合物 (Heterocyclic compounds)概述：杂环化合物：含有杂环的化合物，称为杂环化合物。
杂环：由碳原子和至少一个其它原子，如氧、硫、氮等组成的环。
杂环化合物来源、用途：有机化合物中约一半为杂环化合物。
许多杂环化合物存在于自然界中，并在生命体系中起着重要作用。
目前应用的药物中有很大一部分是杂环化合物。
此外，杂环化合物还用作杀虫剂、染料等。
杂环化合物分类：第一类：无芳香性的杂环化合物：OOOON HN H四氢呋喃 丁二酸酐 四氢吡咯 六氢吡啶例：第二类：具有一定程度的芳香性的杂环化合物：ONHN 呋喃 吡咯 吡啶例：一 分类和命名芳杂环的数目很多，可根据环大小、杂原子的多少以及单环和稠环来分类。
常见的杂环为五元、六元的单杂环及稠杂环。
稠杂环是由苯环及一个或多个单杂环绸合而成。
命名：采用外文名的音译，用带“口”字旁的同音汉字表示。
1 五元杂环Oβααβ12345S N Hfuran 呋喃噻吩吡咯thiophene pyrrole五元环中含两个或两个（至少有一个氮原子）以上的杂原子的体系称唑。
N H N 12345imidazole 咪唑N H N 12345pyrazole 吡唑S N 12345thiazole 噻唑O N 12345oxazole 噁唑 2 六元杂环N pyridine 吡啶N Npyrimidine 嘧啶NN pyridazine 哒嗪N Npyrazine 吡嗪3 稠杂环N15862347N 15862347N H 12345679N N N H 12345678quinoline 喹啉isoquinoline 异喹啉indole 吲哚purine 嘌呤二 吡咯、呋喃和噻吩 1 结构特点O 呋喃S噻吩N H吡咯平面结构 环上的原子均为sp 2杂化 闭环共轭体系 π电子数符合4m+2 具有芳香性Π56体系属于亲电取代反应活性：吡咯、呋喃、噻吩大于苯。
大学有机化学醚和环氧化合物PPT课件
大学有机化学醚和环氧化 合物ppt课件
• 有机化学醚的介绍 • 环氧化合物的介绍 • 醚和环氧化合物的比较 • 有机化学醚和环氧化合物的实际应用 • 有机化学醚和环氧化合物的未来发展
01
有机化学醚的介绍
醚的定义和结构
醚的定义
醚是一类由醇或酚与卤素或硫酸反 应生成的化合物，其结构通式为RO-R'，其中R和R'为烃基。
醚和环氧化合物的应用比较
醚的应用
醚在工业上主要用于溶剂、麻醉剂、农药等。
环氧化合物的应用
环氧化合物主要用于合成树脂、聚合物、涂料等高分子材料。
应用比较
醚和环氧化合物的应用领域不同，醚主要用于化学试剂、农药等； 而环氧化合物主要用于高分子材料合成。
04
有机化学醚和环氧化合物的实际应用
醚在医药领域的应用
THANKS
感谢观看
一些醚类化合物具有杀虫、杀 菌或除草活性，可以直接用作 农药，如杀螨醚、苯氧威等。
醚类化合物还可以作为农药的 增效剂，与其他农药混合使用， 以提高防治效果并减少农药的 使用量。
环氧化合物在材料科学领域的应用
环氧化合物可以通过聚合反应制备高 分子材料，如环氧树脂、环氧橡胶等， 这些材料具有优异的力学性能、电绝 缘性能和耐腐蚀性能。
醚和环氧化合物的性质比较
醚的性质
醚是较为稳定的化合物，对酸、 碱都有较好的稳定性。醚的沸点 较低，容易挥发。
环氧化合物的性质
环氧化合物对酸、碱都敏感，容 易发生开环反应。环氧化合物的 沸点较高，不易挥发。
性质比较
醚和环氧化合物的性质差异较大， 醚较为稳定，沸点低；而环氧化 合物对酸、碱敏感，沸点较高。
详细描述
环氧化合物具有多种化学性质，包括亲核性、亲电性、开环反应等。在一定条件下，环氧化合物可以 与多种试剂发生反应，如醇、酚、胺等。其中，开环反应是环氧化合物最重要的反应类型之一，可以 通过与氢离子、金属离子等反应打开环氧环。
• 有机化学醚的介绍 • 环氧化合物的介绍 • 醚和环氧化合物的比较 • 有机化学醚和环氧化合物的实际应用 • 有机化学醚和环氧化合物的未来发展
01
有机化学醚的介绍
醚的定义和结构
醚的定义
醚是一类由醇或酚与卤素或硫酸反 应生成的化合物，其结构通式为RO-R'，其中R和R'为烃基。
醚和环氧化合物的应用比较
醚的应用
醚在工业上主要用于溶剂、麻醉剂、农药等。
环氧化合物的应用
环氧化合物主要用于合成树脂、聚合物、涂料等高分子材料。
应用比较
醚和环氧化合物的应用领域不同，醚主要用于化学试剂、农药等； 而环氧化合物主要用于高分子材料合成。
04
有机化学醚和环氧化合物的实际应用
醚在医药领域的应用
THANKS
感谢观看
一些醚类化合物具有杀虫、杀 菌或除草活性，可以直接用作 农药，如杀螨醚、苯氧威等。
醚类化合物还可以作为农药的 增效剂，与其他农药混合使用， 以提高防治效果并减少农药的 使用量。
环氧化合物在材料科学领域的应用
环氧化合物可以通过聚合反应制备高 分子材料，如环氧树脂、环氧橡胶等， 这些材料具有优异的力学性能、电绝 缘性能和耐腐蚀性能。
醚和环氧化合物的性质比较
醚的性质
醚是较为稳定的化合物，对酸、 碱都有较好的稳定性。醚的沸点 较低，容易挥发。
环氧化合物的性质
环氧化合物对酸、碱都敏感，容 易发生开环反应。环氧化合物的 沸点较高，不易挥发。
性质比较
醚和环氧化合物的性质差异较大， 醚较为稳定，沸点低；而环氧化 合物对酸、碱敏感，沸点较高。
详细描述
环氧化合物具有多种化学性质，包括亲核性、亲电性、开环反应等。在一定条件下，环氧化合物可以 与多种试剂发生反应，如醇、酚、胺等。其中，开环反应是环氧化合物最重要的反应类型之一，可以 通过与氢离子、金属离子等反应打开环氧环。
有机化学第十四章杂环化合物讲课文档
S
S —NO2
为什么不用硝酸而用硝基乙酸酯呢？
原因：
1、硝酸是强氧化剂，容易使呋喃、噻吩、吡咯氧化。
2、硝酸是强酸，呋喃、吡咯环的稳定性较差，容易开 环，形成聚合物。
第十九页，共47页。
3、磺化 ＋ SO3
O
吡啶
N —SO3H
O —SO3H
＋ H2SO4
S
N ＋(CF3CO) 2O
第十五页，共47页。
（一）吡咯的酸碱性
＋ KOH
N H
pKb: 13.6
N ＋ H2O
K+
（二）吡咯、呋喃和噻吩的亲电取代反应
乙醚 Br—
—Br
＋ Br2
N
Br— —Br N
H
H
第十六页，共47页。
问题：为什么吡咯、呋喃和噻吩的稳定性比苯小， 且苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃？
电负性
S 2.58 N 3.04 O 3.44 C 2.55 S电负性小，容易给环提供电子
第九页，共47页。
确定基本环的原则是：
（1）碳环与杂环组成的稠杂环，
S
以杂环为基本环。例如：
苯并噻吩
cd f e
b
aN
苯并[f]喹啉
（2）由大小不同的两个杂环组成的 N N
稠杂环，以大环为基本环，例如：
H
吡咯并吡啶
（3）大小相同的两个单杂环组成稠 杂环时，基本环按所含杂原子N、O、
S
N H
S顺序优先确定。例如：
一、分类
单杂环
杂环化合物 多杂环
五元环 六元环 五元环 六元环
N
O
H
N
N
N H
N N
S
o
S —NO2
为什么不用硝酸而用硝基乙酸酯呢？
原因：
1、硝酸是强氧化剂，容易使呋喃、噻吩、吡咯氧化。
2、硝酸是强酸，呋喃、吡咯环的稳定性较差，容易开 环，形成聚合物。
第十九页，共47页。
3、磺化 ＋ SO3
O
吡啶
N —SO3H
O —SO3H
＋ H2SO4
S
N ＋(CF3CO) 2O
第十五页，共47页。
（一）吡咯的酸碱性
＋ KOH
N H
pKb: 13.6
N ＋ H2O
K+
（二）吡咯、呋喃和噻吩的亲电取代反应
乙醚 Br—
—Br
＋ Br2
N
Br— —Br N
H
H
第十六页，共47页。
问题：为什么吡咯、呋喃和噻吩的稳定性比苯小， 且苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃？
电负性
S 2.58 N 3.04 O 3.44 C 2.55 S电负性小，容易给环提供电子
第九页，共47页。
确定基本环的原则是：
（1）碳环与杂环组成的稠杂环，
S
以杂环为基本环。例如：
苯并噻吩
cd f e
b
aN
苯并[f]喹啉
（2）由大小不同的两个杂环组成的 N N
稠杂环，以大环为基本环，例如：
H
吡咯并吡啶
（3）大小相同的两个单杂环组成稠 杂环时，基本环按所含杂原子N、O、
S
N H
S顺序优先确定。例如：
一、分类
单杂环
杂环化合物 多杂环
五元环 六元环 五元环 六元环
N
O
H
N
N
N H
N N
S
o
杂环格式试剂-概述说明以及解释
杂环格式试剂-概述说明以及解释1.引言1.1 概述杂环格式试剂是一类在有机合成领域中广泛应用的化学试剂。
它们具有多环结构，由不同的原子组成，通常包含多个环状结构和取代基。
杂环格式试剂以其多样的结构和反应活性而成为有机合成中的重要工具。
在有机合成中，杂环格式试剂可以用于构建复杂分子结构、引入特定官能团、合成天然产物以及药物研发等方面。
其丰富的反应性和化学特性赋予了它们在有机合成中的广泛应用。
杂环格式试剂可以根据其结构和化学性质进行分类。
常见的分类方法包括根据环状结构的大小和类型，以及取代基的差异等。
不同的结构和取代基对试剂的反应性质和应用领域产生了显著的影响。
尽管杂环格式试剂在有机合成中起着重要作用，但其研究仍面临一些挑战。
例如，一些杂环格式试剂的合成方法较为复杂，合成路线长，并且需要使用较多的试剂和条件。
此外，一些杂环结构具有较高的活性和不稳定性，使得它们在操作和保存过程中需要更多的注意。
虽然杂环格式试剂面临一些挑战，但其在有机合成中的应用前景依然广阔。
随着有机合成技术的不断发展和改进，人们对杂环格式试剂的研究也将不断深入，为有机合成领域的发展带来新的机遇和挑战。
通过深入研究和探索，我们可以进一步发展和优化杂环格式试剂的合成方法和应用，为有机合成的高效、绿色和可持续发展做出贡献。
1.2 文章结构文章结构的目的是为了清晰地展示整篇文章的组织和思路，方便读者阅读和理解。
本文的结构分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们会首先对杂环格式试剂进行概述，简要介绍其定义、分类以及使用场景。
然后我们会说明本文的结构，即逐一列出正文中会涉及到的各个方面。
最后，我们会明确本文的目的，即通过对杂环格式试剂的研究和应用前景的探讨，希望为相关领域的科研工作者提供参考和启发。
正文部分是全文的核心，我们会详细阐述杂环格式试剂的定义和分类。
对于定义，我们会给出一个清晰的解释，指明杂环格式试剂是指一类具有特定结构的化合物，其在有机合成和药物研发中具有重要的作用。
环氧工艺技术讲义
环氧氯丙烷单元本单元的工艺过程分为三步。
第一是氯醇化工序，以氯丙烯和氯气为原料，采用饱和氯水法合成二氯丙醇（DCH），这一部分称氯醇化反应工序。
第二是环化工序，将二氯丙醇在石灰乳中进行环化反应制取环氧氯丙烷（ECH）。
这部分称环化工序（皂化）。
第三是精馏工序，将反应所得到的粗环氧氯丙烷进行精制后制取精环氧氯丙烷，这一部分称精制工序。
1环氧氯丙烷工艺原理及特点1.1氯醇化反应工序氯丙烯和氯气分别溶解于各自的循环二氯丙醇水溶液中，在活塞流管道反应器中混合并在几秒钟内完成反应，其反应方程式如下：[主反应]CH2OH－CHCL－CH2CL+HCL(αβ-DCH)CH2＝CH－CH2CL+CL2+H2OCH2CL－CHOH－CH2CL+HCL(αα’-DCH)主反应生成两种异构体，αβ-DCH占66%；αα’-DCH占34%，反应放热分别为67，78Kcal/mole-DCH。
[副反应]ALC+CL2→CH2CL－CHCL－CH2CL三氯丙烷(TCP)ALC+DCH+CL2→(C3H5CL2O)2+HCL四氯丙醚(BIS)1.1.1影响氯醇化反应的主要因素影响反应DCH收率的主要因素为反应温度、摩尔比、DCH浓度、反应器的结构型式。
1.1.2选用三段管式活塞流反应器（见图3）活塞流反应器反应速度比较快，不用搅拌器。
选用管式反应器而不用全混式反应器可以避免副反应生成三氯丙烷（TCP），采用三段反应，主要是可使DCH的收率可由一段反应的90%提高到92-93%。
1.1.3保持相当的溶液循环量由于反应是在液相中进行，因此氯气、ALC能否在水溶液中很好的充分溶解，是决定反应效果的重要条件。
而要达到这一点，就必须根据氯气、ALC的溶解度来计算出DCH 水溶液的循环量并有一定的余量。
由于CL2以次氯酸（HCLO）的形式存在于水中，有利于氯醇化反应的进行，所以付反应在水溶液中的反应速度低于主反应的反应速度。
但是，当反应液中DCH的浓度升高时，会有油相析出，而油相中氯的平衡浓度是水相中氯的平衡浓度的100-150倍，即CL在油相中的溶解度远高于在水相中的溶解度，因此付反应在油相中的反应速度就远高于主反应的反应速度，所以DCH的收率下降。
环氧基的反应机理
环氧基的反应机理环氧树脂是一种热塑性低聚物，性能很差。
除用作聚氯乙烯的稳定剂等之外，没有多少直接使用价值。
但是当它与固化剂进行固化反应形成三维交联网络结构后，则呈现出一系列优异的性能，从而具有卓越的实用价值。
所以环氧树脂的化学反应性能是环氧树脂应用的基础、核心。
环氧树脂在固化过程中的行为及固化物的性能取决于环氧树脂的性能、固化剂和其他助剂阶性能以及它们与树脂之让的相互影响及合理配合，此外还和它们的固化历程有密切关系。
而这些又取决于它们的分子结构。
环氧树脂最大的特征是含有反应活性很高的环氧基。
环氧基是由两个碳原子和一个氧原子组成的三元环。
由电子衍射法得到的环氧基的结构如图2—1所示。
环氧基三元环的两个碳原子和一个氧原子在同一平面上，使环氧基有共振性。
〈COC大于〈OCC，故倾斜性大，反应性相当活泼。
氧的电负性比碳大，导致静电极化作用，使氧原子周围电子云密度增加。
若将环氧乙烷的电负荷分布与同样是三元环的环丙烷相比较，可以看出环丙烷电子分布均一，而环氧乙烷的电荷明显地偏向氧原子。
这样一来，在环氧基上就形成两个可反应的活性中心：电子云密度较高的氧原子和电子云密度较低的碳原子。
环氧环上的电子云密度分布为。
当亲电子试剂靠近时就攻击氧原子，而当亲核试剂靠近时则攻击碳原子，并迅速发生反应，引起C——O键断裂，使环氧基开环。
同时又由于环内键角约60°，与正常的键角约109°比较，每个键都向内屈挠约24°，因此环氧环具有很大的张力。
就象一张拉开的弓，有很大的回复原态的倾向一样。
这种张力是开环的潜在力。
正是由于电荷的极化和环氧环的非常大的变形能量，使得环氧基具有极高的反应活性。
端环氧基(如环氧乙烷)与脂环族环氧化合物脂环上的环氧基在立体结构上有显著的差异。
这种差异对它们的反应性影响极大。
在以环己烯氧化物为代表的脂环族环氧化合物中，C6、C1、C2及C3四个碳原子处于同一平面上，C4和C5在环氧环的背面，突出在C6-C3平面的上下。
第十一部分杂环化合物教学课件
A. 无取代基的五元杂环的合成
OH
(C5H8O4)n H3+O HO
OH
多 聚 戊 糖
O OH
Cr2O3
O CHO ZnO
O
CHCH 2HCHO CuCl/NH4Cl
5000C HOCH2CCCH2OH NH3
N
6000C
H
C H 3C H 2C H 2C H 3 + 4S
S
H O O C (C H 2 )4 C O O HS O C l2
N
回 流
N
H
Ar
N Ar
C l
C l
O
B r
C H O
O
C H 3
NS
NC H 3
C H 3 COO H
(C H 3 C O )2 O
O
C H 3
NS
N
C H 3 COO H
O
B r
CH2CH3 CH3NaOCH3
N
CHCH3 CH3
N
ClCH2
O
NaOCH3
C-H
N CH3
N CH2
CH3
N
CHCH2
亲电取代反应活性：
>> >
NOS H
>
N
1．五元杂环化合物的亲电取代反应机理
亲电试剂进攻3,4-位
E
Z
E H
Z
E H 两个共振式 Z
Z=N,O,S
-H+
E
杂原子利用其孤对电子
来稳定正碳
Z
E ZH
E ZH
E ZH
Z=N,O,S
-H+
产生三个共振式，
杂环总结——精选推荐
杂环总结⼀，绪论1，杂环化合物的定义杂原⼦：⾮碳原⼦，如：氧、硫、氮等。
杂环：由碳原⼦和杂原⼦构成的环。
杂环化合物：环中⾄少含有⼀个杂原⼦的化合物。
2,杂环化学：是研究杂环化合物的分⼦结构、物理和化学性质、制法及其应⽤的⼀门学科，是有机化学的组成部分。
3，杂环化合物分类⑴按环的⼤⼩：主要有五元环、六元环⑵按杂原⼦的数⽬：⼀个、两个…杂原⼦⑶按环的形式：单杂环、稠杂环 4.根据杂环有⽆芳⾹性可分为：（1）芳⾹杂环芳符合休克尔规则( Huckel Rule)，即具有(4n ⼗2)个离域电⼦的杂轮烯。
富电⼦杂环：呋喃，吡咯，噻吩等。
乏电⼦杂环：吡啶，嘧啶。
（2）⾮芳⾹杂环---脂杂环所有饱和的、部分饱和的杂环以及反芳⾹性的杂轮烯。
杂环化合物的俗称：furan pyrrole thiophene imidazole oxazole 呋喃吡咯噻吩咪唑噁唑thiazole pyran pyridine pyrimidine pyrazine 噻唑吡喃吡啶嘧啶吡嗪indole quinoline purine carbazole吲哚喹啉嘌呤咔唑4,杂环化合物命名⑴从杂原⼦开始编号，并使取代基位次最⼩例如：,5，含两个或多个相同杂原⼦的单环体系若同⼀环上有多个相同的杂原⼦，应使杂原⼦所在位次的编号最⼩;⽤⼆、三、四等作为词头来表⽰喊相同杂原⼦的个数。
6. 含两个或多个不同杂原⼦的单环体系含多个杂原⼦，按标2.1中的顺序列出（O、S、N次序）；使各杂原⼦的位次的编号最⼩；带取代基的或有H的杂原⼦为1号。
例：7.由单键连接的相同环系根据环的个数可⽤词头⼆，三，四等来表⽰。
8. 含⼀个苯的双环体系稠环体系：⾄少有两个相邻的原⼦被两个或更多个环所共⽤的体系。
有⼀些苯并稠杂环的俗名：只有杂环有俗名，则⽤词头“苯并”和杂环的俗名相结合来命名。
9杂环没有俗名，需要看做整体来进⾏编号。
①使尽可能多的环放在横坐标上;②使环中最⼤的编号在纵坐标的最上边。
有机合成：杂环化合物
学
性
质 利用此反应可分离、提纯吡啶，也可用吡啶
吸收反应中所生成的酸。
36
1. 碱性和成盐反应
吡 啶 吡啶还可以与三氧化硫和三氧化铬形成复合物：
的
3
3
化
学
3
温合的磺化试剂，也可用作氧化剂
性
质
3
3
温合的氧化剂，可使羟基氧化在醛的阶段
37
2.与卤代烃/酰卤/酸酐反应
吡
啶
与卤代烃反应成季铵盐
的
化
学
1.选择基本环。 附加环［数字-英文字母］噻唑 2.标注基本环的稠合边。附加环［数字-d］噻唑 3.标注附加环原子。 附加环［1,2-d］噻唑 4.写上附加环。 苯并［1,2-d］噻唑
1 cN db 2 Sa
苯并［d］噻唑 【苯环稠合边可略去】
24
2. 标识稠合边 附加环［数字-英文字母］基本环
1.选择基本环。 附加环［数字-英文字母］呋喃 2.标注基本环的稠合边。附加环［数字-b］呋喃 3.标注附加环原子。 附加环［2,3-b］呋喃 4.写上附加环。 噻吩并［2,3-b］呋喃
15
①从杂原子开始编号，杂原子位次为1。当环上只有一个
杂原子时，也可把与杂原子直接相连的碳原子称为α位， 其后依次为β位和γ位。
2-呋喃甲醛（糠醛）
8-羟基喹啉
(α-呋喃甲醛)
（不叫8-喹啉酚）
16
②若含有多个相同的杂原子，则从连有氢或取代基的杂 原子开始编号，并使其他杂原子的位次尽可能最小。
（4-甲基咪唑）
1. 选定基本环
2. 对稠合边进行表征
3. 对周边（整体分子）
1
进行编号
3
2
21