杂环化学期末复习与指导

(11) Knorr合成法 a-氨基酮和β-酮酸酯或β-二酮发生环 缩合反应，生成3-烷氧羰基-或3-酰基取代吡 咯；
（12）吲哚 各成环原子的π电荷密度，其中有下面的数据：
氮在组成大π体系时，提供2个p电子，所以它有所失； 其余各C原子均有所得，其中β-C得到更多。
（13）恶唑
• 平面结构，环上所有原子均为sp2杂化。 • 有两对孤电子对，分别在氧原子和氮原子上。 • 氮原子也是以sp2杂化轨道成键的，氮原子上 剩下的未成键P电子垂直于分子平面，参加环 中的共轭体系。 • 富π电子的杂环体系 • 亲电取代反应发生在5位或4位，而亲核取代 反应发生在2位。
硫鎓盐
EtONa
CN I Me2S CN
（7）吡咯是弱碱，容易用无机酸质子化，位 置？ 80%质子化C2，20%质子化C3，质 子化后6π电子体系破坏，迅速发生阳离子 聚合。
（8）吡咯是二级胺，其NH应显酸性
(9) 活泼的吡咯（呋喃、噻吩均不发生以下反应）
N N SO3H - H+ N H N N SO3H
（14 ）噁唑和亲核试剂的反应
噁唑与亲核试剂的反应发生在2位。在亲 核试剂作用下，噁唑先开环再关环。
噁唑与氨，甲酰胺或伯胺一块加热，噁唑环可转化成咪唑环。
（15）噁唑的环加成反应
噁唑可以作为1,3-二烯体与亲二烯体，如 马来酸类衍生物进行Diels-Alder反应。 噁唑的光氧化反应也是「4+2」环加成。
亲核试剂 0.976 1.004
亲电试剂
0.988 碱性 N 1.048
2、吡啶与酸（质子酸、路易斯酸）、卤代烷、 酰卤、酸酐、过氧化物、酸性氧化物、烯丙酸 等发生N上的亲电反应---生成鎓盐（哪种反应活 性提高？），得到有用的烷基化、酰基化、硝 化、磺化、氧化试剂。 吡啶环 2, 4, 6 位上的卤素容易被亲核试剂取代?
《杂环化学》 期末复习总结与指导
1、结构命名—系统命名法
O COOH F N
• 1-环丙基-7-氟-1,4-二氢-5-甲基-4氧代-3-喹啉羧酸
Cl
N N NH2
8 7 6 N 5 4 O N N
1 2 3
6-甲基-2-(4-甲基苯基)咪唑并[1,2-a]吡啶3-(N,N-二甲基)乙酰胺
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2、三元杂环
O2N
CHO + NH2
O ?
O Cl + NH2 O H+ ?
(5) 哒嗪、嘧啶、吡嗪
• 缺电子杂环？ • 烷基嘧啶侧链的反应（Aldol缩合， Mannich 反应、Cleisen缩合等）
N
N
N
N
N
N
亲电、亲核活性比较
N N N N N N H N N N N N
N
N
（6） Vilsmeier甲酰化和Mannich反应
(CH3CO)2O S S O NaBH4 S OH
CH2O HN
N S O
N
（7） 噻吩、氢化噻吩：利用S原子的易去除性--加热脱硫、脱H2S、脱SMe2、脱SO2等---用于有 机合成
CN H + R-X S S R X CN -X CN MeS CN + MeI CN NC Me2S CN CN
1.753
（23） 咪唑金属化反应
1-位取代咪唑，如:1-甲基咪唑，在乙醚 中与正丁基锂反应生成相应的2-咪唑基锂:
通过与锂化物的亲电取代反应可以得到许多1,2二取代咪唑。1，2-二取代咪唑的锂化反应发生在5位。
（24）吡喃芳香性的获得
（25）合成吡啶环
（26）吡喃的扩环反应
吡啶衍生物
1、氮上还有一对电子未参与共轭，易接受质子，具 有碱性；芳香性、缺电子体系。
氨基化（Chichibabin反应）
与烷基锂的反应
吡啶环2, 4, 6位烷基的α-H具有一定的酸性，其酸 性与甲基酮的α-H相同。
CH 3 CH 2CH 3 NaNH 2 N
CH 2 CH 2CH 3 N
CH3I
CH 2CH 3 CH 2CH 3 N
3、吡啶的汉奇（Hantzsch)合成法--机理 具体的反应式。
喹啉和异喹啉
• （1）亲电、亲核取代 反应发生位置？
• （2）写出喹啉（或异 喹啉）Chichibabin反 应产物 • （3）2-（或4-）喹啉 与草酸二甲酯反应产 物
Br2 N H+
NaNH2 N
?
草酸二甲酯 ? N EtONa
(4) Skraup、Friedländer法
Cl + NH2 O H+ [O] ?
OH
（18）异恶唑常用作邻羰基腈提供体
N O N O NH O
NH2 O HO O N （19）杂环化合物碱性比较 H2NOH -H2O I2 O N
N
N O
O NH
N N H
-2H
N N H N
O
N
Na / NH2 +2H
S
N H
N
（20）利用恶唑开环反应
O N O Cl H2O O N H O O
BuLi O O Li
RBr O R
H H2O R O O
+
O
ROH, HCl O OR O
（2）呋喃环合成方法-Paal-Knorr反应历程
（3）苯并呋喃
• 2,3位上仍有较明显的双键性质，容易发生 加成反应，不能发生1,4-共轭加成。
（5）C烷基化(Paal-Knorr反应)和羟醛缩 合(Feist-Benary反应)之间的竞争 。
• （1）可以成盐，之后反应性质发生怎样变化？ • （2）典型反应----亲核开环反应，如四甲基环 氧乙烷水解—频哪醇，若三甲基，产物？
3、四元杂环
• （1）稳定性高于三元杂环，但也易开环。 发生亲电、亲核反应？
O NH N
• （2）[2+2]环加成是常用的合成方法。
4、五元杂环
• （1）结构、性质比较 • 芳香性、亲电取代反应活性、成盐、金属化位置。 • 呋喃在质子酸作用下往往聚合或开环，可用来制备 1,4-二羰基化合物
快于N,N-二甲基苯胺 O R1 OHC HCHO H N N 橙色 NMe2 N R2 H+ - H+
N H
R1 OH N H NMe2 R2
+ H+ - H2O N H - H+
R1 R2
N H 紫色 N H
R1 R2 N H
（与酚的反应相似）
(10) Hantzsch合成法（汉奇吡咯合成）
a-卤代羰基化合物与β-酮酸酯或β-二酮及氨水 或伯胺反应，分别生成3-烷氧羰基或3-酰基吡咯衍生 物。
• （21）噻唑是富π电子的杂环 体系，但π电子主要集中在杂 原子上 。噻唑的π电子分布比 噁唑更为均匀。亲核反应在2位进行。 • （22）咪唑环反应特点？
• 咪唑是富π电子的杂环体系。 • 亲电取代应该发生在4-位或5-位 。 • 亲核进攻发生在2-位。
1.079 1.003
O
0.998
N 1.166
(16)苯并噁唑与亲核试剂的反应
• 亲核试剂与苯并噁唑反应则进攻的是2位。 • 2-卤代苯并噁唑的亲核取代反应速度很快。而 N-烷基-2-氯代苯并噁唑盐反应更快。
N O
O
N
（17）噁唑开环--非常重要 氰基、羰基提供体
N Ph O
O2, hv 敏化剂 O
N Ph O O
NC O
O O
Ph
H3O
NC O