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杂环化合物练习及答案第十七章杂环化合物1.写出下列化合物的构造式：(1) 3－甲基吡咯 (2) 碘化N,N －二甲基四氢吡咯 (3) 四氢呋喃HCH 3N ON CH 3CH 3+I -(4) β－氯代呋喃(5)α－噻吩磺酸(6) 糠醛，糠醇，糠酸For personal use only in study and research; not for commercial use ClO S SO 3HOCHO(7)γ－吡啶甲酸 (8)六氢吡啶COOHNN H(9)β－吲哚乙酸 (10) 8－羟基喹啉N HCH 2COOHN OH2.用化学方法区别下列各组化合物：解：(1)苯，噻吩和苯酚加入三氯化铁水溶液，有显色反应的是苯酚。
在浓硫酸存在下，与靛红一同加热显示蓝色的位噻吩。
(2) 吡咯和四氢吡咯吡咯的醇溶液使浸过浓盐酸的松木片变成红色，而四氢吡咯不能。
(3) 苯甲醛和糠醛糠醛在醋酸存在下与苯胺作用显红色。
3. 用化学方法，将下列混合物中的少量杂质除去。
解：(1) 苯中混有少量噻吩在室温下用浓硫酸处理，噻吩在室温与浓硫酸反应生成α－噻吩磺酸而溶于浓硫酸，苯不反应。
(2) 甲苯中混有少量吡啶用浓盐酸处理，吡啶具有碱性而与盐酸生成盐溶于水相，分离出吡啶。
(3) 吡啶中有少量六氢吡啶。
六氢吡啶是仲胺，在氢氧化钠水溶液中与对甲基苯磺酰氯反应生成固体，过滤除去六氢吡啶。
4. 试解释为什么噻吩，吡咯，呋喃比苯容易发生亲电取代反应而吡啶比苯难发生？解：噻吩，吡咯，呋喃是五元杂环化合物，属于多л－电子杂环化合物，芳环上电子云密度比苯大，所以易于发生亲电取代。
而吡啶是六元杂环化合物，是缺л－电子杂环化合物，芳环上电子云密度小于苯环，所以难于发生亲电取代反应。
5. 完成下列反应式：解：1.OOCHO+CH 3CHOOCH=CHCHO 2.OCHOOOCOOHCH 2OH+3.NH /PtN H4.SCO C +O OAlCl 3SC OHOOC 5.H 2/Pt O2HClCl(CH 2)4Cl2NaCNNC(CH 2)4CNH 2O,H +-OH - 过量CH I N CH 33I -+HOOC(CH 2)4COOH6．用箭头表示下列化合物起反应时的位置。
练习14-1：命名下列杂环化合物：（1） （2） （3）（4） （5） （6）答：略练习14-2：（1）为什么呋喃能与顺丁烯二酸酐进行双烯合成反应，而噻吩及吡咯不能？（2）为什么呋喃、噻吩及吡咯比苯容易进行亲电取代反应？（3）呋喃在溴的甲醇溶液中反应，没有得到溴化产物，而是得2,5-二甲氧基二氢呋喃，请写出相应的反应方程式并解释原因。
答：（1）因为呋喃的芳香性较弱，呋喃及其衍生物可以容易地进行 Diels-Alder 反应，吡咯只能和极活泼亲双烯体发生Diels-Alder 反应，而噻吩则难于发生Diels-Alder 反应。
（2）呋喃、噻吩、吡咯具有芳香的共轭体系，因此可以发生芳香的亲电取代反应，由于这些环上的杂原子有给电子的共轭效应，能使杂环活化，与苯比较，反应较易进行。
（3）反应过程首先是甲醇与溴反应，生成次溴酸甲酯，次溴酸甲酯很不稳定，形成后立即与具有共轭双烯性质的呋喃进行反应。
练习14-3： 2,5-二甲氧基二氢呋喃经催化氢化后再用酸性水溶液处理，得到什么化合物，请写出相应的反应方程式并标明反应类别。
答：琥珀醛练习14-4： 2-氨基吡啶能在比吡啶温和的条件下进行硝化或磺化，取代主要发生在5位，说明其原因。
答：氨基是强供电子基，使吡啶环上电子云密度提高，所以2-氨基吡啶能在比吡啶温和的条件下进行硝化或磺化。
5位是氨基的对位和吡啶氮原子的间位，亲电试剂进攻5位时，所产生正电荷能够离域到氨基氮原子上，活化能低。
进攻3位的电子效应与5位类似，但存在一定空间效应。
所以2-氨基吡啶进行硝化或磺化取代主要发生在5位。
练习14-5：如何理解γ-甲基吡啶的甲基的酸性比β-甲基吡啶的强这一事实？答：可以从共轭碱的稳定性去解释，γ-甲基吡啶共轭碱的负电荷可以离域到电负性大的氮原子上，而β-甲基吡啶的共轭碱则不能。
因此，γ-甲基吡啶甲基上的氢更容易电离，酸性OC H 2C O O H S C H 3OC H 2C O O HN HC H 2C H 2O H SNH 3C H O H 2C H 2CNN O 2O +Br 3C H 3OH O H B r H Br 3O HO C H 3H H 3C O OH C H 3HH 3C O催化加氢OH C H 3H H 3C OH +, H 2OC H 2H 2CC H OC H O更强。
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第18章杂环化合物1．命名下列化合物：答：（1）4-甲基-2-乙基噻唑（2）2-呋喃-甲酸或糠酸（3）N-甲基吡咯（4）4-甲基咪唑（5）α，β-吡啶二羧酸（6）3-乙基喹啉（7）5-磺酸基异喹啉（8）β-吲哚乙酸（9）腺嘌呤（10）6-羟基嘌呤2．为什么呋喃能与顺丁烯二酸酐进行双烯合成反应，而噻吩及吡咯则不能？试解释之。
答：五元杂环的芳香性比较是：苯>噻吩>吡咯>呋喃。
由于杂原子的电负性不同，呋喃分子中氧原子的电负性（3.5）较大，π电子共轭减弱，而显现出共轭二烯的性质，易发生双烯合成反应，而噻吩和吡咯中由于硫和氮原子的电负性较小（分别为2.5和3），芳香性较强，是闭合共轭体系，难显现共轭二烯的性质，不能发生双烯合成反应。
3．为什么呋喃、噻吩及吡咯容易进行亲电取代反应，试解释之。
对电子参加共轭，属富电子芳环，使整个环的π电子密度比苯大，因此，它们比苯容易进行亲电取代反应。
4．吡咯可发生一系列与苯酚相似的反应，例如可与重氮盐偶合，试写出反应式。
答：5．比较吡咯与吡啶两种杂环。
从酸碱性、环对氧化剂的稳定性、取代反应及受酸聚合性等角度加以讨论。
答：吡咯与吡啶性质有所不同，与环上电荷密度差异有关。
它们与苯的相对密度比较如下：吡咯和吡啶的性质比较：表18-16．写出斯克劳普合成喹啉的反应。
如要合成6-甲氧基喹啉，需用哪些原料？答：Skramp法合成喹啉的反应：7．写出下列反应的主要产物：答：8．解决下列问题：（1）区别吡啶和喹啉；（2）除去混在苯中的少量噻吩；（3）除去混在甲苯中的少量吡啶；（4）除去混在吡啶中的六氢吡啶。
答：（1）吡啶溶于水，喹啉不溶。
（2）噻吩溶于浓H2SO4，苯不溶。
（3）水溶解吡啶，甲苯不溶。
（4）苯磺酰氯与六氢吡啶生成酰胺，蒸出吡啶。
9．合成下列化合物：（1）由合成；（2）由苯胺、吡啶为原料合成磺胺吡啶；（3）由合成。
答：10．杂环化合物C5H4O2经氧化后生成羧酸C5H4O3，把此羧酸的钠盐与碱石灰作用，转变为C4H4O，后者与钠不起反应，也不具有醛和酮的性质，原来的C5H4O2是什么？答：得喹啉的羟基衍生物（B）。
杂环化合物练习题及答案一、选择题A. 吡啶B. 吲哚C. 苯D. 咪唑A. 呋喃B. 吡咯C. 哒嗪D. 所有上述化合物A. 吡啶B. 吲哚C. 咪唑D. 呋喃二、填空题1. 杂环化合物是由碳原子和______原子组成的环状结构。
2. 常见的杂环化合物有______、______、______等。
3. 杂环化合物的命名通常以______为前缀，以______为后缀。
三、判断题1. 杂环化合物一定具有芳香性。
（）2. 所有杂环化合物都是有机化合物。
（）3. 杂环化合物的环状结构中只能含有一个杂原子。
（）四、简答题1. 简述杂环化合物的定义及其分类。
2. 举例说明杂环化合物在自然界中的存在形式。
3. 简述杂环化合物命名原则。
五、计算题1. 已知某杂环化合物的分子式为C6H6N2，求其不饱和度。
2. 已知某杂环化合物的分子式为C9H6O2，判断其是否具有芳香性，并说明理由。
六、结构题（1）咪唑（2）吡啶（3）吲哚（1）（2）（3）七、推断题1. 某杂环化合物A的分子式为C7H8N，其结构与苯环相似，但含有一个氮原子。
推测A的可能结构，并写出其系统命名。
2. 已知某杂环化合物B在酸性条件下能与铁(III)氯化物发生显色反应，推测B可能含有的官能团。
八、合成题1. 设计一个合成吡啶的路线，并简述每步反应的机理。
2. 如何通过简单的有机反应，将吲哚转化为咪唑？九、性质题1. 描述呋喃的化学性质，并说明其原因。
2. 解释为什么吡啶的碱性比苯酚强。
十、应用题1. 举例说明杂环化合物在药物合成中的应用。
2. 简述杂环化合物在材料科学领域的应用。
十一、综合题IR光谱：在1600 cm^1和1500 cm^1处有强吸收峰。
1H NMR光谱：δ 7.28.5 ppm范围内有多个芳香质子信号。
2. 已知某杂环化合物D的分子式为C13H10N2O，其在紫外光下有强烈荧光。
推测化合物D的可能结构，并说明其荧光性质的可能原因。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 有机化学答案（高占先版）—第13章杂环化合物第 13 章杂环化合物 13-1 命名下列化合物或写出结构式。
（1） 4-甲基-2-乙基噻唑（2） 2-呋喃甲酸（3） N-甲基吡咯（4） 2,3-吡啶二甲酸（5） 3-乙基喹啉（6） 5-异喹啉磺酸（7） 3-吲哚乙酸（8） 6-氨基嘌呤（9） 4-甲基-2-乙基咪唑知识点：杂环化合物的命名。
13-2 下列化合物是否是极性分子？若是，请标出分子偶极矩的方向。
它们都是极性分子，偶极矩方向如下：NHONHONH2N芳香结构知识点：偶极矩的判断。
13-3 下列化合物有无芳香性？（1）、（2）、（4）、（5）和（6）有芳香性；（3）无芳香性。
知识点：杂环化合物的芳香性判据。
13-4 指出下列各组化合物的碱性中心，按碱性由强到弱排列成序。
（1）氮原子为碱性中心， C＞B＞D＞A。
（2） A 的两性氮均为碱性中心； B 氮原子为碱性中心； C 中双键氮为碱性中心。
1 / 7A＞C＞B， B 由于孤对电子参与芳香性大键，故碱性极弱。
知识点：含氮化合物碱性比较。
13-5 判断下列化合物中每个氮原子的杂化状态并比较氮原子的碱性强弱。
NClNHCH2CH2CH2CH2N(CH3)2NNCH2CH2NH2HNNCH3CH3CH3OCOH3CHNABCABCABC (1)(2)(3) （1） A． sp3杂化 B. sp2 杂化 C.sp3杂化；碱性：C＞B＞A。
（2） A． sp2杂化 B. sp2 杂化 C.sp3杂化；碱性： C＞A＞B。
（3） A． sp2杂化 B. sp3 杂化 C.sp3杂化；碱性： C＞B＞A。
知识点：杂化类型判断，碱性判断。
第十一章：杂环化合物282.从焦油苯中除去噻吩的好方法是？[1分]A层析法B蒸馏法C硫酸洗涤法D溶剂提取法参考答案：C283.下列化合物能使高锰酸钾褪色的是？[1分]A苯B吡啶C3-硝基吡啶D3-甲基吡啶参考答案：D284.下列化合物发生取代反应活性最大的是？[1分] A呋喃B噻吩C吡咯D苯参考答案：C285.下列化合物能发生银镜反应的是？[1分]A2-甲基呋喃B2-羟基呋喃C2-硝基呋喃D2-呋喃甲醛参考答案：D286.吡咯和呋喃发生磺化反应常用的试剂是？[1分] A发烟硫酸B吡啶三氧化硫C浓硝酸D浓硫酸参考答案：B287.下列化合物水溶性最大的是？[1分]A呋喃B噻吩C吡咯D吡啶参考答案：D288.下列化合物不属于稠杂环化合物的是？[1分] A吲哚B吡嗪C嘌呤D喹啉参考答案：B289.六元杂环吡啶属于几元碱？[1分]A一元碱B二元碱C三元碱D四元碱参考答案：A290.下列化合物没有芳香性的是？[1分]A呋喃B吡啶C哌啶D吡咯参考答案：C291.下列化合物属于芳香杂环化合物的是？[1分] ABCD参考答案：B292.吡咯和吡啶都属于五元含氮杂环化合物。
[1分]参考答案：F293.杂环化合物中常见的杂原子有氧、硫、氮原子。
[1分]参考答案：T294.呋喃、吡咯、噻吩的取代反应往往需在温和的条件下进行。
[1分]参考答案：T295.在杂环中有不同的杂原子时，按O→N→S的顺序编号。
[1分]参考答案：F296.含有2个杂原子且至少有1个氮原子的五元杂化合物称为唑。
[1分] 参考答案：T297.喹啉和异喹啉属于位置异构体。
[1分]参考答案：T298.由于吡啶环中氮原子的存在，使环上电子云密度降低，因此其取代反应比苯要难以进行。
[1分]参考答案：T299. 的系统命名法名称为。
[每空1分]参考答案：4-吡啶甲酸甲酯|||γ-吡啶甲酸甲酯300. 的系统命名法名称为。
[每空1分]参考答案：3-吲哚乙酸301. 的系统命名法名称为。
杂环类药物的分析考试试题一、X型题（本大题24小题．每题1.0分，共24.0分。
以下每题由一个题干和A、B、C、D、E五个备选答案组成，题干在前，选项在后。
要求考生从五个备选答案中选出二个或二个以上的正确答案，多选、少选、错选均不得分。
）第1题吩噻嗪类药物用非水滴定法测定含量时，下列说法中正确的是A 常用非水酸量法进行测定B 以醋酸、醋酸酐为溶剂C 用甲醇钠-甲醇为溶剂D 用结晶紫为指示剂E 用偶氮紫为溶剂【正确答案】：B,D【本题分数】：1.0分第2题关于杂环类药物含量测定的叙述，不正确的是A 非水滴定法适用于吡啶类、吩噻嗪类、苯骈二氮卓类B 一般不使用紫外分光光度法测定吡啶类药物的含量C 剩余溴量法可用于测定苯骈二氮卓类药物的含量D 异烟肼比色法用于测定奋乃静的含量E 钯离子比色法可用于测定盐酸氯丙嗪的含量【正确答案】：C,D【本题分数】：1.0分第3题吡啶类杂环药物的含量测定，可以采用的氧化还原方法是A 溴酸钾法B 直接碘量法C 剩余碘量法D 直接溴量法E 剩余溴量法【正确答案】：A,C,E【本题分数】：1.0分第4题关于杂环类药物中的吩噻嗪类药物，下列说法中正确的是A 具有共轭结构，可以用紫外吸收法进行鉴别B 可以发生戊烯二醛反应C 吩噻嗪的盐酸盐可以利用氯离子反应进行鉴别D 可与溴水等发生氧化还原反应E 可以发生二硝基氯苯反应【正确答案】：A,C,D【本题分数】：1.0分第5题用铈量法测定吩噻嗪类药物的含量时，下列说法中正确的是A 吩噻嗪类药物具有较强的氧化性B 在适当的酸性条件下进行测定C 通常用硝酸铈滴定液滴定D 通常采用氧化还原指示剂指示终点E 可以不加指示剂，也可以采用电位法测定终点【正确答案】：B,E【本题分数】：1.0分第6题关于二硝基氯苯反应(Vongerichten反应)，下列说法中不正确的是A 需要在无水条件下进行。
练习14-1：命名下列杂环化合物：
（1） （2） （3）
（4） （5） （6）
答：略
练习14-2：
（1）为什么呋喃能与顺丁烯二酸酐进行双烯合成反应，而噻吩及吡咯不能？
（2）为什么呋喃、噻吩及吡咯比苯容易进行亲电取代反应？
（3）呋喃在溴的甲醇溶液中反应，没有得到溴化产物，而是得2,5-二甲氧基二氢呋喃，请写出相应的反应方程式并解释原因。
答：（1）因为呋喃的芳香性较弱，呋喃及其衍生物可以容易地进行 Diels-Alder 反应，吡咯只能和极活泼亲双烯体发生Diels-Alder 反应，而噻吩则难于发生Diels-Alder 反应。
（2）呋喃、噻吩、吡咯具有芳香的共轭体系，因此可以发生芳香的亲电取代反应，由于这些环上的杂原子有给电子的共轭效应，能使杂环活化，与苯比较，反应较易进行。
（3）
反应过程首先是甲醇与溴反应，生成次溴酸甲酯，次溴酸甲酯很不稳定，形成后立即与具有共轭双烯性质的呋喃进行反应。
练习14-3： 2,5-二甲氧基二氢呋喃经催化氢化后再用酸性水溶液处理，得到什么化合物，请写出相应的反应方程式并标明反应类别。
答：琥珀醛
练习14-4： 2-氨基吡啶能在比吡啶温和的条件下进行硝化或磺化，取代主要发生在5位，说明其原因。
答：氨基是强供电子基，使吡啶环上电子云密度提高，所以2-氨基吡啶能在比吡啶温和的条件下进行硝化或磺化。
5位是氨基的对位和吡啶氮原子的间位，亲电试剂进攻5位时，所产生正电荷能够离域到氨基氮原子上，活化能低。
进攻3位的电子效应与5位类似，但存在一定空间效应。
所以2-氨基吡啶进行硝化或磺化取代主要发生在5位。
练习14-5：如何理解γ-甲基吡啶的甲基的酸性比β-甲基吡啶的强这一事实？
答：可以从共轭碱的稳定性去解释，γ-甲基吡啶共轭碱的负电荷可以离域到电负性大的氮原子上，而β-甲基吡啶的共轭碱则不能。
因此，γ-甲基吡啶甲基上的氢更容易电离，酸性
O
C H 2C O O H S C H 3O
C H 2C O O H
N H
C H 2C H 2
O H S
N
H 3C H O H 2C H 2C
N
N O 2
O +Br 3C H 3OH O H B r H Br 3O H
O C H 3H H 3C O O
H C H 3
H
H 3C O
催化加氢
O
H C H 3
H H 3C O
H +, H 2O
C H 2H 2C
C H O
C H O
更强。
练习14-6：完成下列反应： （1）
（2）
（3）
（4）
答：（1） （2）
（3） （4）
N
C H 2C H 3
+H 2SO 4△
N
C l
N O 2
C H 3O N a C H 3O H ,△
N
O H
H 3C
+
C l 2
N
Br B r
C H 2C H 3
+
KN H 2
N H 3
N C H 2C H 3
H O 3S N
N O 2
O C H 3
N
O H l
H 3C
N
O C H 2C H 3
Br
N H 2
习 题
1、命名下列化合物： （1） （2）
（3） （4）
（5） （6）
答：略
2、写出下列化合物的构造式：
（1） α-呋喃甲醇 （2）α，β’-二甲基噻吩 （3）四氢呋喃 （4）β-氯代呋喃 （5）溴化N,N-二甲基四氢吡咯 （6）N-甲基-2-乙基吡咯 （7）8-羟基喹啉 （8）烟酸、异烟酸 答：略
3、用化学方法区别下列两组化合物：
（1） 苯、噻吩和苯酚 （2） 吡咯和四氢吡咯
答：（1）噻吩在浓硫酸中与靛红一同加热显蓝色，苯酚与溴水作用立即产生白色沉淀。
（2）吡咯蒸汽能使浸过浓盐酸的松木片变成红色。
4、用适当的化学方法，将下列混合物中的少量杂质除去。
（1）甲苯中混有少量吡啶 （2）苯中混有少量噻吩 （3）吡啶中有少量六氢吡啶 答：（1）用稀盐酸洗去吡啶。
（2）室温下用少量浓硫酸洗去噻吩。
（3）加入苯磺酰氯，六氢吡啶与之作用生成苯磺酰胺，吡啶不发生反应，蒸出吡啶。
5、试比较下列化合物的亲电取代反应活性及芳香性的大小。
（1） （2） （3） （4） 答：芳香性大小为：（1）>（3）>（4）>（2）
由于五元杂环分子中，五个原子共用六个π电子，而苯则是六个碳原子共用六个π电子，所以五元杂环化合物的π电子分布不均匀，它们的芳香性比苯的差，但是它们的亲电取代反应活性比苯的强。
由于电负性O > N > S ，提供电子对构成芳香性的芳环的能力与此电负性的关系相反，因此，芳香性为：呋喃 < 吡咯 < 噻吩。
活性大小：（4）>（2）>（3）>（1）
N
C H 3C H 3
S
COCH 3
O
C OO H N C H 3
N
C H 3
N N H 2
O S N
H
因为这些化合物环上的杂原子有给电子的共轭效应，能使杂环活化。
6、完成下列反应，写出主要产物。
（1）
（ ）
（2）
（ ）
（3） )
（4）
（ ）
（5） （ ）
（6）
（ ）
（7）
（8）
答：（1） （2）
（3） （4）
（5） （6）
（7）
S
H 3C O 3H 2S O 4
S
3
H 2S O 4H 3CO O
H 3C 323
O
CHO 3-
S
NO 22
HO Ac N H 360℃
N
C H 3
K M nO /H +
( )P C l 5( )N H 3
( )2( )
N 浓H S O /HN O ( ) + ( )
N
C O O H
N
C O C l
N
C O N H 2
N
N H 2
S
H 3
C O
O 2N
S
H 3CO
NO 2
S
N O
2
Br
N
C H 3
O
C H 2O H
O H 3C C O C H 3
（8）
7、将苯胺、苄胺、吡咯、吡啶、氨按其碱性由强至弱的次序排列。
答： 苄胺>氨>吡啶>苯胺>吡咯
8、吡啶分子中氮原子上的未共用电子对不参与π体系，这对电子可与质子结合。
为什么吡啶的碱性比脂肪族胺小得多？
答：吡啶中氮原子参与了芳环的构造，氮原子上的孤对电子处于sp 2
杂化轨道中，离核较近，不易给出，碱性较弱。
而脂肪族胺的氮原子为sp 3
杂化，有一对未参与杂化的孤对电子处于sp 3
杂化轨道中，离核较远，容易给与，碱性较强。
9、合成题：
（1）吡啶 → 2-羟基吡啶 （2）呋喃 → 5-硝基糠酸 答：（1）
（2）
10、完成下列反应式，并写出相应的反应机理。
答：
11、毒芹的活性成分是一种叫毒芹碱的生物碱，从下面的反应过程中推测毒芹碱（C 8H 17N ）的结构。
(C 8H 17N )32C H I 2△
O H 2O
H C H O +C H 2(C H O)2+C H 3C H 2C H 2C H O
N
C l
+
C H 3ON a
△
( )
N
N O 2
N
O 2
N
N
N H 2
N
H
① N aN H /N H 3
② H 2O
N aN O 2 , H 2S O 4<5℃
H S O H 2O
O +
C H 3C O C C H 3
O
O
BF O
C O C H 3
2O
C O O H
2
O
O O H
O 2N
N
O C H 3
答：
C H2C H2C H3
N
H。
