18第18章_杂环化合物

O
（3）羟醛缩合反应
CHO + CH3CHO 稀碱 O CH=CHCHO
O
（4）安息香缩合反应
CHO KOH 醇溶液 O O CH C OH O
O
3）糠醛的用途 糠醛是良好的溶剂，常用作精练石油的溶剂，以 溶解含硫物质及环烷烃等。可用于精制松香，脱出色 素，溶解硝酸纤维素等。糠醛广泛用于油漆及树脂工 业。
第十八章
杂环化合物
学习要求
1、掌握杂环化合物的分类和命名； 2、掌握五元杂环化合物的结构和化学性质，了解 它们的制法； 3、掌握糠醛的性质，了解一些含五元杂环化合物 的用途； 4、掌握吡啶的结构和化学性质，了解一些含六元 杂环化合物的用途； 5、了解生物碱的一般性质和提取方法。
第一节
杂环化合物的分类和命名
HCON(CH3)2
DMF
RCOCl
POCl3
N H (1) pKa≈ 17.5 Na 或 K 或浓NaOH N K+ (2)
C6H5N2+XC2H5OH-H2O AcONa
N=N-C 6H5
RX
N R
Hale Waihona Puke 或K+NH2-CO2
加热 加压
N H
RMgX
N H
COOH
N COOH
1 CO2 2 H2O
N MgX
三、六元杂环化合物的命名：
六元杂环：
γ 4 5 6 N 1 3β 2α
5 6 O 1 γ 4 3β 2α
5 6 O 1 O 4 3 2
4 5 6 O 1 3 2 O
吡啶(pyridine)
4 5 6 N 1 3 N2
吡喃(pyran)
4 5 6 N 1 N3 2

第18章杂环化合物一、选择题1．下列杂环化合物中，碱性最弱的是（）？【答案】（c）2．下列化合物进行亲电取代反应活性最高的是（）。

A．呋喃B．噻吩C．吡咯D．苯【答案】C3．下列化合物发生亲电取代反应，速度最慢的是（）。

【答案】A4．下列化合物发生亲电取代反应活性最小的是（）。

【答案】D5．下列叙述错误的是（）。

A．呋喃、吡咯、噻吩均比苯更容易进行亲电取代反应B．苯中混有少量噻吩，可以用浓H2SO4除去C．吡咯的碱性比吡啶弱D．芳香性的顺序是呋喃＞吡咯＞噻吩【答案】D6．除去苯中少量噻吩的方法是（）。

A．加NaOHB．加H2SO4C．加环己烷D．直接蒸馏【答案】B【解析】利用噻吩磺化反应活性远远大于苯的性质，除去苯中含有的少量噻吩。

7．下列化合物发生加成反应活性最大的是（）。

A．呋喃B．噻吩C．吡咯D．苯【答案】A8．不能用于从水相中萃取呋喃甲醇的试剂是（）。

A．乙醚B．乙酸乙酯C．乙醇D．二氯甲烷【答案】C9．下列化合物中酸性最大的是（）。

【答案】D二、填空题1．将下列化合物按亲电取代反应活性高低排列成序。

【答案】C＞B＞A2．按酸性由大到小的顺序排列下列化合物：。

【答案】④＞①＞②＞③【解析】吸电子效应使酸性增强，故喹啉酸的酸性大于萘酸，且羧基在喹啉环上酸性更强，2-位大于3-位。

三、简答题1．以呋喃甲醛为原料通过歧化反应制备呋喃甲醇和呋喃甲酸。

反应结束后，产物应如何分离提纯？（用操作流程图表示）答：2．在一定压力下，当2-甲基丙烯与丙烯醛加热至300℃时，生成3-亚甲基环己醇和6，6-二甲基二氢吡喃。

解释生成这些产物的原因。

答：在此条件下2-甲基丙烯和丙烯醛发生两种类型的反应，从而得两种产物。

3．命名下列化合物或写出构造式。

（6）4-甲基-2-氯噻吩（7）4-氨基嘧啶（8）1-甲基-2-吡啶酮（9）1-甲基-6-氯异喹啉（10）γ-吡啶甲酸答：（1）1，3-二甲基吡咯（2）5-溴-2-呋喃甲酸甲酯（3）1-甲基-5-氯-2-吡咯甲酸（4）5-甲基噻唑4．简答题。

nC5H10O5
HCl / 脱水
HO HO CHO
O
CHO
戊糖
性质及用途： 无α-H的醛，不饱和的呋喃杂环，重要的工业原料。
a、催化加氢
O + H2 CHO
CuO , Cr2O3 150℃ 10 MPa
O
CH2OH
b、歧化反应
+ NaOH CHO + O
O
O
CH2 OH
COONa
c、安息香缩合
KCN
非芳香杂环：具有脂肪族类化合物相似性质。
杂环
O
N H
芳香杂环：环为平面型，电子数符合4n+2规则， 有一定程度芳香性的较稳定的杂环。
O
S
N H
N
命名：
β` 4 α` 5 3 β
O
1
2 α
S
N H
N
N
呋喃
噻吩
吡咯
N
吡啶
喹啉
N
N H
CH3
S
CH3O
O
吲哚
5-甲基噻唑
6-甲氧基苯并噁唑
编号 从杂原子编起（母体的编号是固定的）； 若有不同杂原子时，从O、S、N顺序编号； 杂原子的位次遵循最低系列原则 例：
2-乙酰基噻吩
+ (CH3CO)2O O
BF 3
O O C CH3
+ (CH3 CO)2O N H
150~200℃
O N H C CH3
因呋喃、吡咯、噻吩很活泼，傅氏烷基化往往得到多烷基取代 混合物，甚至产生树脂状物质，因此用处不大。

e、吡咯的特殊反应 类似于苯胺、苯酚，可与重氮盐偶联，呋喃、 噻吩无此反应。

CH3COONO2
N H
(CH3CO)2O,－10℃
N H
NO2
噻吩对酸不那么敏感，可以用混酸硝化。
NO2
HNO3,H2SO4
S
S
+
S
NO2
呋喃比较特殊，先生成稳定的或不稳定的2,5-加成产物， 然后加热或用吡啶除去乙酸，得到硝化产物。
CH3COONO2 CH3COO－
O
－30~－5℃
O +
H NO2
了解生物碱；了解毒品的种类与危害。
呋喃、吡咯、噻吩的结构和性质； 吡啶、喹啉的结构和性质。
杂环化合物：环状化合物中构成环的原子除碳原子外，
还有其他原子的化合物。 常见的杂原子是O、N、S。 非芳香杂环：
O
芳香杂环：
O
O
S
习惯上把具有芳香结构的杂环，作为杂环化合物的母核， 而把各种氢化的杂环，看作杂环化合物的衍生物。
杂环化合物的内容非常丰富，无论在理论研究或实际应
用方面都很重要，本章只限于几类常见的杂环化合物。
1 杂环化合物的分类
按照环的多少可以分为单杂环和稠杂环两大类。 单杂环：常见的是五元杂环和六元杂环，环上的杂原子 有一个或两个。 五元杂环：
N
O
呋喃 furan
N N H
S
噻吩 thiophene
H2SO4
S
25℃
S
SO3H
常用这个反应除去苯中的噻吩，苯和噻吩的沸点接近， 不能用蒸馏的方法分离。
酰化：呋喃、噻吩的酰化反应在α-C上发生，呋喃要用较 温和的催化剂SnCl4、BF3等。
(CH3CO)2O BF3,－10℃
O
O
COCH3
噻吩的酰化反应可以用酸催化。