第十八章 杂环化合物答案

第十八章杂环化合物

1命名下列化合物：

解：(1) 4-甲基-2-乙基噻唑(2) 糠酸（α-呋喃甲酸）

(3) N-甲基吡咯(4) 4-甲基咪唑(5) α,β-吡啶二甲酸（2,3-吡啶二甲酸）(6)β-乙基喹啉（3-乙基喹啉）(7) 5-异喹啉磺酸

(8)β-吲哚乙（3-吲哚乙酸）(9) 6-氨基嘌呤(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。

解：在呋喃、吡啶和噻吩中，杂原子分别是O、N和S。电负性是O＞N＞＞S ,提供电子对构成具有芳香性的芳环的能力与此电负性的关系相反。因此芳香性：呋喃＞吡啶＞噻吩。另一方面，反应出来的共轭二烯性：呋喃＞吡啶＞噻吩。因此，呋喃易与顺—丁烯二酸酐发生环加成反应而吡啶、噻吩则需反应性更强的双烯体，如苯炔、丁炔二酸脂等。

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。

解：在呋喃、噻吩和吡咯中，具有五原子环六个π电子芳香共轭体系，符合[4n+2]休克尔规则，都具有芳香性。因此芳香性大小是：呋喃＞吡啶＞噻吩。这些芳环又是富电子的芳香共轭体系，易发生亲电取代。

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。

N

H C6H5N2 X

N

N N C6H5

2—吡咯偶氮苯

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。

解: 吡咯和吡啶分子中的氮原子都是sp2杂化的。在吡啶中，有一对未共用电子对处在未参与共轭的sp2杂化轨道上，因此吡啶的碱性很强；另外吡啶氮上的未共用电子对能与水分子形成氢键，吡啶易溶于水，吡咯不具备与水形成氢键的结构特征，因此难溶于水。在吡咯中，氮原子提供一对未参与杂化的p轨道上电子参与芳香体系的形成，因此其碱性很弱；氮原子上的氢电离后形成的负离子未破坏其芳香性，因此，吡啶的性质类似于硝基苯；为一缺电子芳香性分子，对氧化剂较不稳定，亲电取代反应活性也较高。吡啶和强酸作用可生成盐，不破坏其芳香性；吡咯和酸作用时，氮原子提供一对p轨道上的电子和酸结合，破坏了其芳香性，生成聚合产物。

6、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？解：

HC OH CH2OH CH2OH 24CH

CH2

NO

2CHO

N

H

CH2

CH2

CHO

N

H

2

CH2

CHOH

烯醇化

2关环

NH

硝基苯

N

合成6-甲氧基喹啉所需的原料：

NH 2

H 3CO

;

CH

CH 2OH

2OH

OH

;

NO 2

CH 3

O

7、写出下列反应的主要产物：

O (CH 3CO)2O

BF 3

O

C CH

3

CH 3COOH

(1)

S

H 2SO 4

。C

S

SO 3

H

(2)

(3)

O

Br 2

25。C

O

Br

N

H

CH 3

MgI

N H

CH

4

(4)

(5)

S

C C

O O

O AlCl 3

S

S O

HOOC

(6)

O

CHO

Cl 2

O

CHO

Cl

浓NaOH O

Cl

CH

2OH

O

Cl

COONa

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。

解：（1）吡啶溶于水，喹啉在水中的溶解度很小(这是由于多了一个疏水性苯基的结果。)

（2）向混合物中加入浓硫酸，振摇，使生成的2-噻吩磺酸溶于下层的硫酸中得以分离。

（3）向混合物中加入水，振摇，吡啶溶于下层的水中得以分离。

（4）苯磺酰氯与六氢吡啶生成酰胺，蒸出吡啶。或根据六氢吡啶的碱性比吡啶的碱性强得多，将混合物先溶于乙醚等有机溶剂，再向溶液中加入适量的酸，将六氢吡啶和酸生成的盐沉淀出来。

9、合成下列化合物：

(1) 由N CH3

合成N

O

(2) 由苯胺、吡啶为原料合成磺胺吡啶H2N S N

H

O

O N

(3) 由合成(1)

N CH3

H

4

N

AlCl3

N

O

该题不能将两边反过来设计，因为吡啶环不能发生傅－克反应。

(2)

NH 2

(CH 3CO)2O

NHCOCH 3

HOSO Cl 。C

NHCOCH 3

S O

O N

NH 2

H 2N

S N H

O

O

N

（2）OH

O

S O

N H

N

H 3COCHN

(3)

CH

3

HNO 3N 2SO 4

CH 3

2

COOH

2Fe ，HCl

COOH

2

CH

OH

CH 2OH CH 2OH 浓H 2SO 4

N H

HOOC

N

HOOC

混酸

N

HOOC 2

10、杂环化合物C 5H 4O 2经氧化后生成羧酸C 5H 4O 3，把此羧酸的钠盐与碱石灰作用，转变为C 4H 4O ，后者与钠不起反应，也不具有醛和酮的性质，原来的C 5H 4O 2是什么？ 解：C 5H 4O 2 [O]

C 5H 4O 3

O

CHO [O]

O

COOH

O

COONa CaO,NaOH

O

11、用浓硫酸将喹啉在220～230°C 时磺化，得喹啉磺酸（A ），把（A ）