第二十章 杂环化合物

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(A)
第二十五页,共46页。
4. 氧化反应
CH3 HN3O
COOH
N
or KM4nO
N
β-吡啶甲酸
HN3O
COOH
or KM 4 nO
N
N COOH
2, 3-吡啶二甲酸
第二十六页,共46页。
完成下列合成:
CH3 N
KMnO4/H+
NH 2 N
NaOH Br 2
COOH NH3
N
CONH 2 N
第二十七页,共46页。
第二十九页,共46页。
红色
2. 吡咯及其衍生物
吡咯最重要的衍生物是卟啉化合物。
2
a
3
1
4
NH N
N HN
8
5
7
6
卟啉环
第三十页,共46页。
叶绿素:
CH
2
H 3C 1 Ⅰ N
3R
Ⅱ N
4 C H 2C H 3
Mg
N
H 3C

H8 7 HH
H 2C O C
CH2
OC O
N Ⅲ
5
CH3
6

O
OCH3
R = -C H 3 为 叶 绿 素 a R = -C H O 为 叶 绿 素 b
N
异烟酰肼又叫雷米封 具有抗结核作用
N
异丙烟肼
用于神经退行性疾病治疗
(老年痴呆等)
C2H OH
CHO
C2H N2H
H O
C2H OH H O
C2H OHH O
C2H OH
H 3C N
H 3C N
维生素B6
第三十六页,共46页。

Chap20、21-杂环、脂类、氨基酸

Chap20、21-杂环、脂类、氨基酸

第二十章杂环化合物1、命名下列化合物。

2、指出下列化合物的分子结构中各有哪些杂环。

3. 下列化合物发生亲电取代反应速度最快的是哪一个?
4. 比较下列化合物的酸碱性。

(1)乙胺、氨、苯胺、吡啶、吡咯
(2)六氢吡啶、吡啶、嘧啶、吡咯
5. 比较下列各化合物中不同氮原子的碱性强弱。

第二十一章脂类、氨基酸
1、选择题
1)组成蛋白质的氨基酸,除甘氨酸外,都是()
A、D-构型
B、S-构型
C、L-构型
D、R-构型
2)水合茚三酮和下列哪个化合物显紫色()
A、吡咯
B、3-氨基丙酸
C、氨基乙酸
D、葡萄糖
3)将点样端置于负极,在pH=7.6的缓冲溶液中通以直流电,在正极可能得到的是()
A、丝氨酸(pI=5.68)
B、精氨酸(pI=10.76)
C、组氨酸(pI=7.59)
D、赖氨酸(pI=9.74)
4)天冬氨酸(pI=2.77)在pH=10.0的溶液中,其主要存在形式是()
5)某氨基酸的pI是10.5,其水溶液呈()
A、强酸性
B、碱性
C、中性
D、弱酸性
6)油脂的碘值大小可以判断油脂的(),
油脂的皂化值大小可以判断油脂的()。

A、活泼性
B、平均相对分子质量
C、不饱和度
D、相对含量
7)油脂没有恒定的熔点是由于()
A、油脂是混甘油酯
B、油脂是单甘油酯
C、油脂是混甘油酯的混合物
D、油脂易酸败
8)维生素A为动物生长发育所必须,人体缺乏它,会导致夜盲症。

它属于()A、单萜B、倍半萜
C、双萜
D、三萜
9) 下列属于甾族化合物的是()。

李艳梅有机化学-20 杂环化合物

李艳梅有机化学-20 杂环化合物

SO
4
(CH
H
2
oC
CO)
3
H
25
95 %
PO
3
O
2
4
S SO3H
O S
CH3
20.2.2.2 加成反应
1、催化加氢
N2/Ni O
N2/Ni S
N2/Ni N H
N2/Ni
O
O
N2/Ni
S
S
N2/Ni
N
N
H
H
2、Diels-Alder反应
+ O
+ S
O
30oC
O
O
O
100oC
O
High pressure
氧(杂)茂
O
氮(杂)茂
N H
茂 硫(杂)茂
S
氮苯
N
N N
1,4-二氮苯
1,2-二氮苯
N N
N N
1,3-二氮苯
N 2-氮萘 萘 1-氮萘
N
环上只有一个杂原子时,有时也把靠近杂原子的位置叫α位,其 次是β位,再次为γ位。
β α O
β α
O
γ β α
N
γ β

20.1.3 杂环化合物的结构
1.44Å 1.35Å
N+ N
H
SO3
C2H4Cl2 3 days, r.t.
100oC
HCl
O SO3 N H
HCl
N SO3 N
H
H
+
C2H4Cl2
S
N
r.t.
SO3
Ba(OH)2
S SO3 Ba2+ 2

有机化学 第二十章杂环化合物

有机化学 第二十章杂环化合物

2.加成反应 呋喃、吡咯催化氢化,失去芳香性,得到饱和 的杂环化合物:
四氢吡咯为有机碱,广泛存在于自然界中的某 些生物碱中。
四氢呋喃是重要的有机溶剂。
噻吩中含硫,会使一般的催化剂中毒,氢化时必 须采用特殊催化剂。
工业上通常用开链化合物合成四氢噻吩。四氢噻 吩氧化成四亚甲基砜(或环丁砜),它是一个重要的 溶剂。
(6 )取代呋喃、噻吩、吡咯的定位效应
一取代呋喃、噻吩及吡咯进一步取代,定位效 应应由环上杂原子的α定位效应及取代基共同决定。 例如,3位上有取代基,第二个基团进入环的1位或5 位(即α位),是1位还是5位又由环上原有取代基 的性质决定◦例如,噻吩-3-甲酸溴代,生成5-溴噻 吩-3-甲酸。羧基是间位定位基,因此第二个基团进 入5位即羧基的间位。
一、五元杂环
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(azole)。如果杂原子不 同,则按氧、硫、氮的顺序编号。
二、六元杂环 三、稠杂环
20.2 五元单杂环化合物
一、呋喃、噻吩、吡咯的物理性质和结构
呋喃、噻吩、吡咯是最重要的含一个杂原子的 五元杂环化合物。它们的重要性不在于它们的单体, 而是它们的衍生物。它们的衍生物不但种类繁多, 而且有些是重要的工业原料,有些具有重要的生理 作用。
叶绿素与蛋白质结合,存在于植物的叶和绿色 的茎中,叶绿素利用卟啉环的多共辗体系易吸收紫 外光,成为激发态,促进光合作用,使光能转变为 化学能。
血红素存在于哺乳动物的红血球中,它与蛋白 质结合成血红蛋白,血红素中的Fe2+具有空的d轨道, 可以可逆地络合氧,在动物体内起到输送氧气的作 用。一氧化碳会使人中毒,其原因之一是因为它与 血红蛋白结合的能力强于氧,从而阻止了血红蛋白 与氧的结合。

杂环化合物命名

杂环化合物命名

杂环化合物命名一)特定杂环的俗名合半俗名IUPAC 原则规定,具有特定俗名和半俗名的杂环共45 个HHThiophene Furan1H-Imidazole1H-Pyrazole Thiazole噻吩呋喃1H- 咪唑1H- 吡咯噻唑ONNNN NN N2H-Pyran Pyridine Pyrazine Pyrimidine2H-b 吡喃吡啶哌嗪嘧啶Oxazole恶唑Pyridazine哒嗪4H-Quinolizine Quinoline4H-喹嗪喹啉Phthalazine [1,8]Naphthyridine Quinoxaline 酞嗪[1,8]萘啶喹喔啉7Phenanthroline654PhenoxathiinePhenanthridine菲啶菲咯啉(1 ,7位)吲嗪1H- 吲哚7H-Purine7H- 嘌呤吩噻恶64 9H-beta-Carboline 9H-bete-咔啉1H-Indazole1H- 吲唑Acridine丫啶Phenazine吩嗪9H-Carbazole10H-Phenothiazine10H- 吩噻嗪以上杂环氢的位置不同者,把H(大写、斜体)及其标号放在词首,在并环上者,注明边号(用 a 、b 、c 表示)当杂原子在环上的位置不同时,可视为异构体几点说明( 1) 杂环的写法可以不同,但是位号不变。

( 2) 单杂环的编号从杂原子开始, 并使其他杂原子或指示氢位号尽可能小; 杂 原子不同时,要使优先的杂原子号小,常见的位 O ,S ,-NH- ,-N=顺序; 只含一个杂原子的单杂环,也可对杂原子旁的碳用 αβ γ进行编号。

( 3) 稠杂环有其固定的编号顺序, 通常从一端开始,依次编号一周(公用碳不 编号,如需编号时,用前一位加 a,b,c 表示),并尽可能使杂原子,特别使 优先的杂原子号小; 也有的杂环按相应的环烃编号, 此时杂原子编号最大 (见咔唑,丫啶),嘌呤使个特例,不仅公用碳编号,且编号顺序也很特 别。

第十二讲 杂环化合物

第十二讲 杂环化合物
H N
S
1 2 a
O
O
基本环环边编号
N O N H N
基本环
N N
N N
O
噻吩并[3,2b]吡咯
呋喃并[3,2b]吡喃
吡唑并[4,5d]恶唑
吡嗪并[2,3d]哒嗪
二、六元杂环化合物
(一)吡啶:
H H H N
吡啶分子 中的键
H H
吡啶分子 中的p轨道
N
吡啶分子中 的共轭体系



吡啶键长平均化程度较高,有芳香性。 吡啶环亲电取代比苯难。 取代基进入间位,且收率偏低。
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
α-吡喃 α-吡喃酮 γ-吡喃 γ-吡喃酮 香豆素
O
H
+
色酮
OH
O
O
γ -吡喃酮的徉盐是芳香体系。
CH=CHPh N PhCH=CH N CH=CHPh
羟醛缩合型
CH3 N H3C N CH3
PhLi
CH2Li N H3C N CH3
C H3I
CH2CH3 N H3C N CH3
烷基化反应
嘧啶的合成
由-二羰基化合物(或类似物)与1,1-二胺类 化合物合成
常用的1,1-二胺类化合物:
H2N O H2N
N
-甲基吡啶
COOH
N
H
N
-呋喃甲醛 3-呋喃甲醛
-吡啶甲酸 3-吡啶甲酸
-吡咯甲酰胺 2-吡咯甲酰胺
-吡啶甲酸 3-吡啶甲酸
互变异构
H N H3C N N H N
H3C
Br
H N N Br
N NH

【有机化学】杂环化合物

【有机化学】杂环化合物

呋喃、噻吩的酰化反应在-C上发生,而吡咯的酰化反 应(不用催化剂)既能在 -C上发生,又能在N上发生。
(6) 呋喃、噻吩、吡咯的傅氏烷基化反应
总体看,在合成上无实用价值。
+ CH2O + HCl S
ZnCl2 0℃
CH2O + HCl ZnCl2, 25oC
ClH2C S
CH2Cl S CH2Cl
2.环的稳定性顺序 (根据离域能的大小) 苯〉噻吩〉吡咯〉呋喃 150 122 90 68
遇氧化剂或酸不稳定
3 吡咯的反应
NBS
N H
HNO 3, ( CH3C O )2O N H
N , SO3 N H
DMF, PO Cl3 N H
Br N H
NO 2 N H
SO 3H N H
C HO N H
+C 6H5N2+C l-
5
1
N H

吡咯(pyrrole)
4
5
3
6 7
2 N H1
苯并吡咯
吲哚 (indole)
四 六元杂环化合物的命名
六元杂环
γ 4
5

6 N 2α 1
吡啶(pyridine)
4
5
3
6
N2
N
1
哒嗪(pyridazine)
γ 4
5

6 O 2α 1
O
4
5
3
6O 2 1
4
5
3
6
2
OO
1
吡喃(pyran) γ-吡喃酮
HNO 2
RO
Zn - HOAc
RO
EtOOC

杂环化合物和生物碱-有机化学

杂环化合物和生物碱-有机化学

溶解1份吡咯、呋喃及噻吩,分别需要17、 35、700份的水。 当五元杂环上连有羟基时,溶解度增大。
如: O
H3C O OH
S
S
OH
(1:35)
(1:20)
(1:700)
(1:16)
3. 杂环化合物的化学性质 (1)、亲电取代反 应
N H O S
HNO3
I2 NaOH
吡咯、呋喃、噻吩 α位取代
I
第四节 稠杂环化合物
稠杂环化合物是指苯环与杂环稠合或杂环与杂环稠合在一起的化 合物。常见的有喹啉、吲哚和嘌呤。
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3 2 d ★ c
N
a b
N
1
N
★ b 2 a 3
N1
S
N
吡啶并[2,3-d]嘧啶
咪唑并[2,1-b] 噻唑
第二节
五元杂环化合物
五元杂环化合物包括含有1个杂原子的五元杂 环和含2个杂原子的五元杂环。 一、含1个杂原子的五元杂环化合物 1.结构
4 5 1N 3 2
4 5 3 2 4 5 3 2
OH
2.亲电取代反应
Cl2, AlCl 3 100 ℃ Br2, 浮石催化 300 ℃ 气相
Cl
3 氯吡啶
N
Br
3 溴吡啶
N
NO2
N
浓 H2SO4 HgSO4 催化, ℃ 220 混酸 300 ℃
3 硝基吡啶
N
SO3H
吡啶 3 磺酸
N
3.氧化还原反应
(1)氧化反应
COOH N β 吡啶甲酸(烟酸) HNO 3 N COOH N α 吡啶甲酸
由于吡啶环的N上在环外有一孤对电子,故吡啶环上的电荷分布不均。
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2013-5-11 宁夏大学化学化工学院 22
解: CH3O CH3O
CH3O CH2 CH2 + NH2 CH3O CH3O
O
C-Cl OH CH3O CH3O CH3O CH3O
-
N C=O
CH3O P2O5/△ -H2O CH3O CH3O CH3O N Pd 200oC -H2
CH3O CH3O CH3O
CH3 NH2 NH2 + 甘油
CH3
Skrup 碱 合成
NH2 NaNO 3 N HCl
CH3
N NClN
H3PO2
CH3 G N
故G为 ①
2013-5-11
宁夏大学化学化工学院
13
6.试将组胺(一种造成许多过敏反应的物质)中的氮原子 按照它们预期的碱性排列成序,并予以说明。 CH2CH2NH2 N 组胺 N
C6H5 CH3 N
解:
(1)
S
H PO + Ac2O 3 4
O
S
O ①CH3MgI CCH3 ② H +O
3
CH3 S C OH CH3
(2)
O

+ Br2
O
O 0o
Mg
O
Br 乙醚
O
MgBr
② H3+O
2013-5-11
O
OH
宁夏大学化学化工学院 20
(3)
O COC2H5 ①NaOC2H5 COC2H5 ② H+ O COOC2H5
N
O (10) CH3CO
N SO2 Cl-
(11)
N O-
(12) O- N
2013-5-11
NO2
N H 宁夏大学化学化工学院
(13)
4
3. 试写出下列诸合成路线中所用的试剂和条件 或中间产物的结构:
(1)
N O C CHCH2CH2 N COOH NHCH3 Br
HBr E
2013-5-11
-H2O
N H
N H
N
N H
N
25
宁夏大学化学化工学院
O O O (2) CH3CO- + H-CH2C-O-C-CH3 -CH3COH CH=O OH
+CH3COOH -CH3COO-
O
O O CH2COCCH3 O O OCH-CH2-C-O-CCH3 OH
-H2O
O O + -CH2COCCH3 OH O O CH-CH2-C-O-CCH3 OH
习题与解答
2013-5-11
宁夏大学化学化工学院
1
1.写出下列化合物的结构式 (1)烟碱 (2)尿嘧啶 (3)鲍嘧啶 (4)胸腺嘧啶 (5)哌啶
解:
O NH2 NH N H O NH N O H
2013-5-11
(1)
N
N CH3 CH3
(2)
(3)
N O H
O
(4)
(5)
N H 哌啶即六氢吡啶
2
① -OH
O COC2H5 O
①NaOC2H5 O ② BrCH2CCH3
CH2CCH3 ② H+,△ -CO2 O O
CH2CCH3 P2O5 O 100oC O
CH3
Fe H+
O
CH3
(4)
+ CH3I CH3
AlCl3
CH3 混酸 NO2
O CH2=CH-C FeCl3 ZnCl2
CH3
C6H5
CH3O NH2 NO2
Q
CH3O N NO2
-NO2
N
R T
S NH2
CH3O N HN CHCH2CH2CH2N C2H5 C2H5
2013-5-11
CH3
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7
(4)
CH2Cl MeO OMe
NaCN MeO
CH2CN
H2 , Ni
CH2CH2NH2 MeO OMe
OMe
U
CH2CN MeO OMe O CH2COH MeO OMe
O 酸酐的醇解 C-O-CCH3 OH O
2013-5-11 宁夏大学化学化工学院
O + CH3COH O O
26
24
2013-5-11
12 .试写出下列反应的历程:
(1) NH2NH2 + CH2=CH-CHO OH + Ac2O NaOAc CHO N H N O O
(2)
解:(1) CH-CHO
CH2
+ NH2-NH2
1,4加成
CH2——CH=O CH2 NH
Pd -H2
NH2
OH N H
2013-5-11
2013-5-11 宁夏大学化学化工学院 15
(4)用简单化学试剂区分1-乙基吲哚和2-乙基吲哚。
解:
加入Na前者无反应后者则 N C2H5
2013-5-11
N H
C2H5
生成 N + C2H5 Na
H2↑
16
宁夏大学化学化工学院
8 .用箭头表示下列化合物进行指定反应时的位置
(1)
S CH3 溴化
(2)
N
CH3
与苯基锂作用
(3)
N H
溴化
(4)
-
N O
+
硝化
解: (1)
S
2013-5-11
溴化
(2)
N
CH3
与苯基锂作用
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17
CH3
(3)
N H
溴化
(4)
-
N O
+
硝化
9 .合成下列化合物
CH3 S C CH3 OH
(1)由噻吩和四个碳以下的 有机化合物制备
(2)由呋喃及必须的有机无 机试剂制备
O CHOEt
C2H5ONa
O
O C N O N
H3+O B
N CH3
A
-CO2 C
NaBH4 D
CH3 OH C CHCH2CH2 N NHCH3 N CH3
5
C CHCH2CH2 N NH2CH3Br宁夏大学化学化工学院
NaOH F
N
尼古丁
N-CH3
(2)
H OH
N-CH3
H+
N(CH3)2IAg2O(湿)
宁夏大学化学化工学院 14
7 . 解决下列问题: (1)除去混在苯中的少量噻吩;
解:用浓硫酸洗涤。
+ 不反应
H2SO4
室温
S S (2)除去混在甲苯中的少量吡叮;
SO3H 溶于浓H2SO4
解:用水洗吡啶与水无限互溶甲苯不溶于水。
(3)用简单化学试剂区分N-氧化2,6-二甲基吡叮 和2,6-二甲基-4-吡叮酮;
(11)H2O2 + CH3COOH; (12)H2O2 + CH3COOH,然后HNO3 + H2SO4 (13)H2,Pt;
2013-5-11 宁夏大学化学化工学院 3
解: (1)
N
(2)
N
SO3H
(3) 不反应 (4)
N
NO2
(5)
N
(6)
NH2 N
(7)
N HCl
(8) 不反应
(9)
=O C-CH3
(3)
O NH2 + ClCH2COH COOH
碱 △
C=O C
NH COOH
OH N H + CO2 +H2O
(4)
NH2 + 2 CH2CHCH2 NH2 OH OHOH
H3AsO4 H2SO4
N N
11
2013-5-11
宁夏大学化学化工学院
5、 间甲苯胺 + 甘油
斯克柔普 合成
G(C10H9N)
Z
AA(罂粟碱)
4. 写出下列杂环合成产物的结构式:
(1) 丙二酸二乙酯 + 尿素,碱,加热 C4H4O3N2,嘧啶系 (2) 2,4-戊二酮 + H2N-NH2 (3) 邻氨基苯甲酸 + 氯代乙酸
碱,强热
C5H8N2,吡唑环 C9H9O4N
吲哚环C8H7ON(3-羟基吲哚)
斯克柔普 合成
(4) 邻苯二胺 + 甘油
N-CH2CH2-CH
M
2013-5-11 宁夏大学化学化工学院
N
H3+O △
C2H5 C2H5 C2H5 C2H5
OH O C2H5 NaBH4 CCH3 N-CH2CH2-CH2 N-CH2CH2-CH2 CCH3 C2H5
O
P
Br N-CH2CH2-CH2 CCH3
甘油/H2SO4
HBr
Q
Sn/HCl CH3O
2013-5-11
C12H8N2
9
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(1) CH2
O C-OC2H5 C-OC2H5 O
+
NH2 NH2
O C=O
碱 △
NH =O NH
O 巴比妥酸
CH2
CH3 C-CH3 + NH2-NH2 O CH3 N N H
10
(2) CH3-C
O
2013-5-11
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HO
2013-5-11 宁夏大学化学化工学院
O OH
18
(3)由庚二酸二乙酯及丙酮为原料合成
O CH3 提示:可制备所需的1,4-二酮然后再 在P2O5的作用下进行分子内缩合反应
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