1、Chap.7 雜環(huán)化合物的合成,雜環(huán)化合物： 構(gòu)成環(huán)的原子除碳原子外還有O、S、N、P等雜原子的一類環(huán)狀化合物 常見的分類有兩種： 1. 按骨架分類 2.按芳香性分類,非芳香性雜環(huán):,芳雜環(huán)化合物 :,五元雜環(huán)：,呋喃 噻吩 吡咯 furan thiophene pyrrole,吡唑 咪唑 噁唑 噻唑 pyrazole imidazole oxazole thiazole,苯并咪唑 苯并噁唑 苯并噻唑 嘌呤 benzomidazole benzoxazole benzothiazole purine,喹啉 異喹啉 吖啶 quinoline isoquinoline acridine,常見雜環(huán)的

2、合成,糠醛,TsOH:對甲苯磺酸,2.Yurev（佑尓業(yè)夫）法 以氧化鋁為催化劑，可以使吡咯、呋喃和噻吩的環(huán)系互變。 3.Paal-Knorr(帕路-諾爾）合成法 用l,4-二羰基化合物為原料，在無水酸性條件下脫水得呋喃及其衍生物，與氨或胺物質(zhì)反應成吡咯及其衍生物，與硫化物反應得噻吩及其衍生物。,4.Knorr（諾爾）合成法 用氨基酮與具有更強-活潑氫的-酮酯或-二酮類化合物進行縮合來制備吡咯及其衍生物。 一般，氨基酮應做成鹽酸鹽，或原位生成后立即參加反應，以防止-氨基酮發(fā)生自縮合反應。,7.2 吡啶環(huán)系的合成,吡啶同系物最重要的合成方法是Hantzsch A（韓奇）合成法 用兩分子-羰基酸酯

3、（如乙酰乙酸乙酯）、一分子醛和一分子氨發(fā)生縮合作用制備吡啶及其衍生物。 這是一個很普遍的反應，應用范圍很廣，利用不同的醛及不同的-羰基酸酯可以制備不同的取代吡啶。 類似的另一種方法是用-二羰基化合物與氰乙酰胺，在堿的作用下合成3-氰基-2-吡啶酮，然后互變異構(gòu)轉(zhuǎn)為吡啶環(huán)，此方法也被廣泛應用。,互變異構(gòu),取代吡啶也可以用-二羰基化合物和-氨基-，-不飽和羰基化合物合成，例如：乙酰丙酮酸酯和-氨基巴豆酸酯在冷時縮合，得到取代的吡啶羧酸酯：,1,2-唑可以用1,3-二羰基化合物反應制?。?1,2-唑也可以用腈類氧化物來制?。?腈類氧化物可通過肟(w)氯化后再用堿反應得到，或用硝基烷在異氰酸酯作用下脫

4、水得到。 需要注意的是，腈類氧化物很不穩(wěn)定，制得后需在原位立即反應。,7.3 1,2-唑和1,3-唑環(huán)系的合成,1，3，5-三苯基吡唑,3，5-二甲基異噁唑,3,4-二苯基-5-異噁唑甲酸,1,3-唑可以用鏈中帶有雜原子的1,4-二羰基化合物，在合適的條件下環(huán)化得到： 鏈中帶雜原子的1,4-二羰基化合物可用-鹵代酮氨解得-氨基酮，然后再與相應酸酐和酰氯反應制得。,7.4 二嗪環(huán)系的合成,1.噠嗪環(huán)的合成 噠嗪環(huán)最重要的合成方法是用1,4-二羰基化合物與肼（或取代的肼）縮合，然后脫氫制備： 2.嘧啶環(huán)的合成 嘧啶環(huán)可用1,3-二羰基化合物與下列化合物縮合制備： 常用的1,3-二羰基化合物為丙二酸

5、酯，-酮酸酯，-二酮、氰乙酸酯等，其一般式為：,用各種不同的1，3-二羰基化合物進行反應，可以得到不同的嘧啶衍生物，例如丙二酸二酯與尿素在乙醇鈉作用下可得巴比妥酸： 巴比妥酸是一個平衡體系，可發(fā)生互變異構(gòu)，形成芳香體系，能溶于NaOH,具有酸性，故稱巴比妥酸。 將巴比妥酸用三氯氧磷處理，羥基均被氯取代，然后再用HI還原，或用催化劑將氯除掉，即得嘧啶本身： 利用這兩個反應，可以使環(huán)上的羥基轉(zhuǎn)為氯后還原除掉。,3.吡嗪環(huán)的合成 吡嗪環(huán)可以由-氨基酮或醛自行縮合，或鄰二胺與1,2-二羰基化合物縮合，先生成二氫吡嗪，然后由空氣自動氧化脫氫或催化脫氫，得吡嗪環(huán)：,空氣,7.5 吲哚環(huán)系的合成,例如： 如

6、果要制吲哚本身，須用丙酮酸的苯腙反應，形成2-吲哚甲酸，然后脫羧得到吲哚：,7.6 喹啉和異喹啉環(huán)系的合成,1.Skraup（斯克勞普）合成法 是喹啉及其衍生物最重要的合成方法 將苯胺（或其他芳胺）、甘油、硫酸和硝基苯（相應于所用的芳胺）、氧化劑（五氧化二砷或三氯化鐵）放在一起進行反應，所有反應可以在同一體系內(nèi)完成，產(chǎn)率很高。 甘油受到硫酸的作用失水生成丙烯醛 丙烯醛和苯胺發(fā)生Michael加成生成-苯氨基丙醛，然后通過醛的烯醇式在酸的催化下發(fā)生失水作用，關(guān)環(huán)生成二氫化喹啉 二氫化喹啉受到硝基苯的氧化作用，失去一分子氫芳構(gòu)化得到喹啉。 若苯胺環(huán)上間位有給電子基團，主要在在給電子基團對位關(guān)環(huán)，得

7、到7-取代喹啉； 若苯胺環(huán)上間位有吸電基團，主要在吸電子基團鄰位關(guān)環(huán)，得到5-取代喹啉。,硝基苯,Skraup反應只有當反應劇烈時，才能得到較好的產(chǎn)量，但反應過于猛烈，有時又較難控制，故有很多改進的方法，如加硫酸亞鐵等緩和劑可使反應順利進行。 若用，-不飽和醛或酮代替甘油，或用飽和醛先發(fā)生羥醛縮合得到，-不飽和醛再進行反應，其結(jié)果是一樣的：,濃,2.Combes（康布斯）合成法 用芳胺與1,3-二羰基化合物反應，首先得到高產(chǎn)率的-氨基烯酮，然后在濃硫酸作用下，羰基氧質(zhì)子化，然后帶正電性的羰基碳原子向氨基鄰位的苯環(huán)碳原子進行親電進攻，關(guān)環(huán)后，再失去水得到喹啉： 關(guān)環(huán)的位置與上法中相同。,濃,3.

8、Bischler-Napieralski（畢歇爾-鈉皮爾拉斯基）合成法 是合成1-取代異喹啉最常用的方法 苯乙胺與羧酸或酰氯形成酰胺 在失水劑作用下，失水關(guān)環(huán) 脫氫得1-取代異喹啉化合物 Pictet-Gams（皮克特-蓋穆斯）改進了這個方法，用-甲氧基或-羥基苯乙胺衍生物進行反應，首先?；?，得到的酰胺失去甲醇或水，得到不飽和酰胺，再關(guān)環(huán)，直接得到異喹啉的衍生物：,7.7 嘌呤環(huán)系的合成,嘌呤環(huán)系可看作是由嘧啶和咪唑并合而成的并環(huán)體系 是兩個平衡異構(gòu)體形成的平衡體系 Traube（陶貝）合成法 是合成嘌呤環(huán)系的重要方法 以合成尿酸為例： 尿素和氰乙酸酯縮合，得到氰乙酰脲，在堿的作用下，發(fā)生閉環(huán)