六元杂环稠杂环化合物有机化学.pptx

六元杂环、稠杂环化合物

six-yuanheterocycliccompound、Thickheterocycliccompounds

OrganicChemistry

典型六元杂环的结构与性质

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典型稠杂环的结构与性质

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典型稠杂环的结构与性质

典型六元杂环的结构与性质

一、吡啶

1.来源、制法和用途

来源：吡啶存在于煤焦油、页岩油和骨焦油中，它的衍生物广泛分布于自然界，如生物碱、维生素、辅酶Ⅰ和Ⅱ中都存在吡啶环。

吡啶

喜树中的喜树碱

抗癌活性

黄连中的小檗碱

抗菌消炎

烟草中的烟碱

极毒！

制备方法：工业上可从煤焦油中提取，也可以由糠醇与氨共热制得。

①煤焦油分离法

焦炉煤气经硫酸洗涤、氨水中和得粗吡啶，再经加热脱渣得水吡啶；

水吡啶用纯苯恒沸脱水，得无水吡啶；

蒸馏，截取110-120℃馏分，再精馏，即得纯吡啶。

②醛（酮）—氨法

乙醛、甲醛和氨进行气-固相催化反应，可得吡啶与3-甲基吡啶的混合物。

Al2O3为主催化剂、金属氧化物为助催化剂。

一、吡啶

一、吡啶

合成农药

有机溶剂

合成催化剂

用途：吡啶是重要的有机合成原料，良好的有机溶剂和有机合成催化剂。

一、吡啶

2.结构与性质

吡啶是一个无色有恶臭的液体，沸点115.5℃，与水及许多有机溶剂如乙醇、乙醚等混溶，能溶解大部分有机化合物和许多无机盐类。

吡啶

吡啶是一种弱碱，能使湿润的石蕊试纸变蓝，可由此来鉴定吡啶。

pKb8.84.743.369.38

碱性：脂肪胺氨吡啶苯胺

一、吡啶

2.结构与性质

①吡啶的碱性

与无机酸作用生成盐，例如：

注：工业上常用吡啶来吸收反应中所生成的酸，也可利用此性质来提纯吡啶。

与三氧化硫结合生成吡啶三氧化硫。

（吡啶三氧化硫）

吡啶三氧化硫是缓和的磺化剂，常用于对酸敏感的化合物如呋喃、吡咯等的磺化。

一、吡啶

2.结构与性质

①吡啶的碱性

与卤代烷作用生成季铵盐，例如：

氯化十二烷基吡啶是阳离子表面活性剂，主要用作纤维的防水剂，也用作染色助剂和杀菌剂。

②取代反应

吡啶的取代反应与硝基苯相似，反应比苯困难，一般要在强烈条件下才能进行，且主要发生在-位。

一、吡啶

2.结构与性质

③氧化反应

一、吡啶

2.结构与性质

吡啶比苯难氧化。一般是侧链被氧化，而杂环不被破坏，如果环上连有含-氢的烃基时，则烃基被氧化生成相应的吡啶甲酸。

—吡啶甲酸（烟酸）维生素PP

—吡啶甲酸（异烟酸）

异烟肼

④还原反应

一、吡啶

2.结构与性质

吡啶较苯容易还原，催化氢化或用醇钠还原都可以得到六氢吡啶。

六氢吡啶又称哌啶，为无色具有恶臭的液体，其化学性质与脂肪仲胺相似。比吡啶碱性强，是常用的有机碱，也用于药物合成和其他有机厂合成，并用作环氧树脂的熟化剂。

二、嘧啶

嘧啶是含有二个氮原子的六元杂环，易溶于水，嘧啶中的氮是SP2杂化，都以一个P电子参与共轭，性质与吡啶类似。由于体系中氮的吸电子作用，碱性比吡啶弱得多，其亲电取代反应比吡啶困难，亲核取代则比吡啶容易。

自然界有许多嘧啶衍生物。如用氨基、羟基取代的嘧啶，在新陈代谢中起着重要作用，尿嘧啶、胞嘧啶、胸腺嘧啶是组成核酸的三个碱基。

二、嘧啶

维生素及药物中许多含有嘧啶环系

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典型稠杂环的结构与性质

典型六元杂环的结构与性质

一、吲哚

吲哚存在于煤焦油中，为无色片状结晶，熔点52.5℃，具有极臭的气味，与β-甲基吲哚共存于粪便中。但纯吲哚的极稀溶液有愉快香气，可制香精。

吲哚

吲哚是闭合的共轭体系，它的性质和吡咯很相似，几乎没有碱性，但比吡咯稳定。

1.吲哚的来源、性质

2.吲哚的主要衍生物

一、吲哚

二、喹啉

喹啉和异喹啉都是苯环与吡啶环稠合而成的化合物，它们是同分异构体，都存在于煤焦油中，很多生物碱中含有喹啉杂环。

二、喹啉

喹啉的合成法——斯克普（Skraup）法

由苯胺、甘油、浓硫酸及一种弱氧化剂（如硝基苯、氧化铁）共热来制得。

三、嘌呤

嘌呤为无色晶体，熔点216~217℃，易溶于水，水溶液呈中性，但它却能与酸或碱生成盐。由一个嘧啶环和一个咪唑环稠合而成。它有两种互变异构体。

三、嘌呤

嘌呤本身不存在于自然界中，但它的羟基和氨基衍生物却存在于自然界中。

1.尿酸——是鸟类和爬虫类动物排泄物中的主要成分

无色晶体，难溶于水，它的酸性很弱，pKa=5.7

三、嘌呤

2.黄嘌呤——存在于动物的血液、肝脏和尿中

黄嘌呤本身不太重要，而其衍生物则比较重要。

它们都是嘌呤的甲基衍生物，都是生物碱类药物。它们都有刺激中枢