杂环化合物的分类和命名

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1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,*,*,第一节：杂环化合物的分类和命名,一、分类：,１,.,按杂环的大小分,五元杂环：,O,S,－,CHO,六元杂环：,N,N,N,S,呋喃甲醛,噻吩,吡啶,哒嗪,1,,2.,按杂原子的不同分,氧杂环：,硫杂环：,氮杂环：,S,N,O,O,O,－,COOH,－,H,3,C,－,CH,3,N,呋喃,呋喃甲酸,α,，,α,‘,－,二甲基呋喃,噻吩,吡咯,吡啶,2,,3.,按分子内所含环的数目分：,单杂环,稠杂环,O,－,CHO,N,N,N,N,α,－,呋喃甲醛,咪唑,喹啉,吲哚,3,,二、杂环化合物

2、的命名：,1.,音译法，即按照英文名称的译音，选用同音汉字，在加上“口”,,旁以表示环状化合物。,如：,O,N,S,N,N,呋喃,吡咯,噻吩,吡啶,喹啉,4,,２,.,当环上有取代基时：,⑴,以杂环为母体，编号时从杂原子开始，将杂原子编为１号，,,依次１，２，３,······,，或与杂原子相邻的碳原子遍为,α,，,依,,次为,α,，,β,，,γ······,⑵,当环上有两个或两个以上的杂原子时，应使杂原子所在的,,位次数字最小；当环上有不同杂原子时，按,O→S→N,的次,,序编号。,⑶,环上连有不同取代基时，编号时遵守次序规则及最低系列,,原则,5,,O,－,Br,O,－,O,2,N,－,CH

3、O,N,－,CH,3,O,－,CH,3,CH,3,－,N,N,－,CH,3,S,N,－,CH,3,2,－溴呋喃,,α,－,溴呋喃,4,－甲基吡啶,,γ,－,甲基吡啶,5,－硝基－,2,－呋喃甲醛,,α,－,硝基－,α,‘,－,呋喃甲醛,2,，,4,－二甲基呋喃,,2,，,β,‘,－,二甲基呋喃,4,－甲基咪唑,5,－甲基噻吩,6,,O,S,N,N,N,N,N,N,单,,,,,杂,,,,,环,S,N,N,N,五元杂环,六元杂环,环戊二烯,杂环分类,碳环母核,重要的杂环,苯,1,6,5,4,3,2,5,4,3,2,1,N,N,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,1,呋喃,噻吩,吡咯,噻唑,咪唑

4、,吡啶,哒嗪,嘧啶,吡嗪,7,,稠,杂,环,杂环分类,碳环母核,重要的杂环,N,6,1,2,3,4,5,7,8,9,10,N,N,N,O,N,N,茚,蒽,苯,喹啉,异喹啉,吲哚,苯并呋喃,嘌呤,吖啶,8,,第三节：五元杂环化合物,O,S,呋喃,噻吩,返回,9,,呋喃,:,呋喃存在于松木焦油中,,,无色、易挥发的液体，,,难溶于水,,,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂沸点,,32℃,，其蒸气遇被,HCl,浸过的松木片时呈绿色，,,此法可用于鉴定呋喃的存在。,10,,１,.,制备,⑴,工业制法：将糠醛和,H2O,气，通过加热至,400~415℃,的催化剂,,（,ZnO-Cr2O3-MnO2),脱羰基,O

5、,－,CHO,+ H,2,O,400~415℃,催化剂,O,+ CO,2,+ H,2,⑵,实验室制法：糠酸在,Cu,催化下，在喹啉介质中，加热脱酸,O,－,COOH,Cu,，,喹啉,△,O,+ CO,2,返回,11,,2.,呋喃的化学性质：,⑴,亲电取代,O,+,2 Br,2,+,CH,3,COONO,2,+,N,SO,3,+,(CH,3,CO),2,O,O,－,Br,Br,－,+,2,HBr,-5~-30℃,O,－,NO,2,+,CH,3,COOH,ClCH,2,CH,2,Cl,O,－,SO,3,-,SnCl,4,O,－,C,－,CH,3,=,O,+,CH,3,CO

6、OH,返回,12,,⑵,加成反应：,①,催化加氢：,O,+,H,2,Ni,100℃,，,5,MPa,O,②,双烯合成：,O,H,－,C,－,C,=,O,_,H,－,C,－,C,=,O,_,O,＝,O,－,C,=,O,_,－,C,=,O,_,O,+,13,,二、糠醛：,糠醛是呋喃最重要的衍生物，是有机合成的重要原料，以它为,,原料可转变为其他的有用的化工产品。因为最初是从米糠中制,,得的，故俗名为糠醛,１,.,制备,原料：米糠、麦秆、玉米芯、甘蔗渣、高粱壳玉米壳等农产品，,,它们都含有缩戊糖,(C,5,H,8,O,4,),n,+ nH,2,O,H,2,SO,4,n(C,5,H,10,O,5,

7、),－,C,C,－,－,－,－,－,－,C,－,C,－,－,－,H,H,OH,HO,H,OH,OH,H,H,CHO,O,－,CHO,返回,14,,2.,性质：,O,－,CHO,+H,2,100~200℃,Cu,O,－,CH,2,OH,170~180℃,骨架镍,O,－,CH,2,OH,Cu,2,O,－,HgO,，,55℃,O,2,,NaOH,O,－,COOH,V,2,O,5,－,TiO,2,－,SiO,2,O,2,,320~350℃,H,－,C,－,C,=,O,_,H,－,C,－,C,=,O,_,O,＝,15,,O,－,CHO,O,－,CHO,O,－,CH,2,OH,O,－,COOH,2,+(C

8、H,3,CO),2,O,O,－,CH=,CH,－,COOH,16,,三、噻吩：,１,.,制法：,⑴,工业上：,+4S,S,+3H,2,S,①,CH,3,CH,2,CH,2,CH,3,丁烷,,（或丁烯或二丁烯）,②,乙炔通过加热至,300℃,的铁矿（分解,S,），,或,H,2,S,在,Al,2,O,3,加,,热至,400℃,可制得,2CH,－,－,－,CH,+S,300℃,S,2CH,－,－,－,CH,+ H,2,S,Al,2,O,3,400℃,S,+H,2,17,,⑵,实验室制取：用丁二酸钠盐或１，４－二羰基化合物与,P,2,S,3,,作用,NaOOC,－,CH,2,CH,2,－,COON

9、a,S,HOC,－,CH,2,CH,2,－,COH,S,P,2,S,3,△,P,2,S,3,△,18,,2.,性质：,化性：,①,亲电取代反应,S,Br,2,，,CH,3,COOH,，,0℃,S,－,Br,HNO,3,，,(CH,3,CO)O,2,S,－,NO,2,H,2,SO,4,S,－,SO,3,H,CH,3,－,C,－,Cl,，,SNCl,4,＝,O,S,－,C,－,CH,3,=,O,19,,②,加成反应：,S,+2H,2,T,P,催,S,,用途：许多药物中含有噻吩衍生物,物性：无色液体，沸点,84℃,，不易水解，聚合反应。,检验：,S,+,H,2,SO,4,+,靛蓝,△,兰色,反应灵敏

10、,20,,四、吡咯,１、制备：,⑴,工业上用,Al,2,O,3,为催化剂，呋喃和氨气相反应,O,+NH,3,Al,2,O,3,450℃,N,+ H,2,O,⑵,工业上还可用乙炔与,NH3,通过红热的管子,2CH,－,－,－,CH,+NH,3,△,N,+ H,2,返回,21,,2.,性质：,化学性质：,⑴,亲电取代反应：,N,4,Ｉ,2,+,NaOH,N,Ｉ,Ｉ,Ｉ,Ｉ,CH,3,COONO,2,－,10℃,N,－,NO,2,N,－,SO,3,N,－,SO,3,H,(CH,3,CO),2,O,SnCl,4,N,－,C,－,CH,3,=,O,返回,22,,⑵,弱酸性：,N,+KOH,

11、N,－,K,+H,2,O,N,Zn+CH,3,COOH,H,2,N,H,2,，,Ni,200℃,N,⑶,加成反应：,⑷,偶合反应：,N,－,N,2,Cl,C,2,H,5,OH,－,H,2,O,+,CH,3,COONa,N,－,N=N,－,+,HCl,23,,第四节　六元杂环化合物,一、吡啶,1.,存在和制取：,工业制取：,存在于煤焦油或页岩油中,煤焦油,分馏,轻油（,C,6,~C,8,),H,2,SO,4,N,·,H2SO4,OH,-,N,24,,2.,性质：,化学性质,⑴,亲电取代反应：比苯难，发生在,β,位。,N,Br,2,，,300℃,N,－,Br,H,2,SO,4,，,350℃,N,－

12、,SO,3,H,H,2,SO,4,，,350℃,N,－,NO,2,25,,⑵,碱性：,N,+,HCl,N,Cl,-,+SO,3,N,－,SO,3,+,CH,3,Ｉ,N,－,CH,3,,Ｉ,-,,C,6,H,5,－,C,－,Cl,=,O,N,－,COC,6,H,5,,Cl,-,,26,,⑶,亲核取代反应：发生在,α,位,①,与强亲核试剂,NaNH,2,N,+ NaNH,2,N,－,NH,2,②,当吡啶的,α,位联－,Cl,时，易进行亲核取代，与,N,－,Cl,+KOH,N,－,OH,N,－,Cl,+NH,3,ZnCl,2,220℃,N,－,NH,2,27,,⑷,氧化还原：,①,吡啶比苯稳定，不易

13、被氧化剂氧化,②,吡啶同系物氧化时总是侧链先氧化而芳杂环不破坏,N,－,CH,3,氧化：,KMnO,4,，,OH,-,△,N,－,COOH,还原：,N,H,2,，,Pt,或,C,2,H,5,OH+Na,N,28,,二、喹啉和异喹啉：,存在：存在于煤焦油或骨焦油中,１,.,制备,——,斯克洛浦合成法：,CH,2,－,CH,－,CH,2,－,OH,－,OH,－,OH,浓,H,2,SO,4,－,3,H,2,O,CH,2,=CH,－,CHO,－,NH,2,+,－,NH,－,CH,2,－,CH,2,C,－,H,O=,_,_,－,NH,－,CH,2,－,CH,2,C,－,H,HO,－,＝,H,2,SO,4

14、,N,N,N,C,6,H,5,NO,2,[O],CH,2,=CH,－,CHO,29,,2.,性质：,喹啉是无色油状液体,,,有特殊臭味,,,难溶于水,,,是高沸点溶剂,,从结构上：有一吡啶环，因此有与吡啶相似的性质，如碱,,性,N,N,的电负性使吡啶环电子云密度下降，,所以亲电取代反应常发生在,亲核取代发生在,N,上,上,N,N,亲电取代,亲核取代,30,,N,浓,HNO,3,,，,浓,H,2,SO,4,N,－,NO,2,+,N,－,NO,2,Br,2,，,H,2,SO,4,－,Ag,2,SO,4,N,－,Br,+,N,－,Br,0℃,△,浓,H,2,SO,4,，,220℃,N,－,SO,3,H,+,N,－,HO,3,S,N,浓,HNO,3,,，,浓,H,2,SO,4,N,－,NO,2,N,－,NO,2,+,⑴,亲电取代：,31,,⑵,亲核取代：,N,N,+ NaNH,2,N,－,NH,2,+ KNH,2,△,△,N,－,NH,2,32,,⑶,氧化：,N,N,KMnO4,KMnO4,△,N,－,COOH,－,COOH,N,HOOC,－,HOOC,－,33,,⑷,还原：,N,C,2,H,5,OH,，,Na,或,Sn+HCl,N,N,H,2,，,Pt,△,N,34,,