辽宁中医药大学杏林学院讲稿
课程名称:有机化学
§16.4 六元杂环化合物
六元杂环化合物中最重要的有吡啶、嘧啶和吡喃等。
N吡啶N嘧啶NO吡喃
吡啶是重要的有机碱试剂,嘧啶是组成核糖核酸的重要生物碱母体。 一、吡啶
1 来源、制法和应用
吡啶存在于煤焦油页岩油和骨焦油中,吡啶衍生物广泛存在于自然界,例如,植物所含的生物碱不少都具有吡啶环结构,维生素PP、维生素B6、辅酶Ⅰ及辅酶Ⅱ也含有吡啶环。吡啶是重要的有机合成原料(如合成药物)、良好的有机溶剂和有机合成催化剂。
吡啶的工业制法可由糠醇与氨共热(500℃)制得,也可从乙炔制备(P565)。
吡啶为有特殊臭味的无色液体,沸点115.5℃,相对密度0.982,可与水、乙醇、乙醚等任意混和。 2 吡啶的性质
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(1).碱性与成盐
吡啶的环外有一对未作用的孤对电子,具有碱性,易接受亲电试剂而成盐。
吡啶的碱性小于氨大于苯胺。
pKbCH3NH23.38NH34.76NH2N8.809.42
吡啶易与酸和活泼的卤代物成盐。
NN+ HClCH2Cl2室温NHClNH3N此反应常用于在反应中吸收生成的气态酸+ SO3NSO3(90%)吡啶三氧化硫络合物是常用的缓和磺化剂
NRIR300℃NR INIR+NIROHNROHN(2).亲电取代反应
制取烷基吡啶的一种方法吡啶环上氮原子为吸电子基,故吡啶环属于缺电子的芳杂环,和硝基苯相似。其亲电取代反应很不活泼,反应条件要求很高,不起傅-克烷基化和酰基化反应。亲电取代 反应主要在β-位上。
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NCl2, AlCl3100℃Br2,浮石催化300℃气相浓H2SO4HgSO4催化,220℃混酸300℃Cl
3氯吡啶3溴吡啶NBrNNO23硝基吡啶NSO3H3磺酸吡啶 N(3).氧化还原反应 A、氧化反应
吡啶环对氧化剂稳定,一般不被酸性高锰酸钾、酸性重铬酸钾氧化,通常是侧链烃基被氧化成羧酸。
NNCH3KMnO4 / HCOOHNβ吡啶甲酸(烟酸)HNO3COOHNα吡啶甲酸
吡啶易被过氧化物(过氧乙酸、过氧化氢等)氧化生成氧化吡啶。
NOCH3C-OOHNO氧化吡啶在有机合成中用于合成4-取代吡啶化合物。
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NONO2HNO3H2SO490℃NOPCl3NO2+ POCl3N
B、还原反应
吡啶比苯易还原,用钠加乙醇、催化加氢均使吡啶还原为六氢吡啶(即胡椒啶)。 (4).亲核取代
由于吡啶环上的电荷密度降低,且分布不均,故可发生亲核取代反应。例如:
NNaNH2二甲苯胺中回流NNHNaH2ONNH2§16.5 稠杂环化合物
稠杂环化合物是指苯环与杂环稠合或杂环与杂环稠合在一起的化合物。常见的有喹啉、吲哚和嘌呤。
1吲哚
吲哚是白色结晶,熔点52.5℃。极稀溶液有香味,可用作香料,浓的吲哚溶液有粪臭味。素馨花、柑桔花中含
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567843564321N265N78N12喹啉( Quioline )N17H吲哚( indole )N9H嘌呤( Purine )43N辽宁中医药大学杏林学院讲稿
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有吲哚。吲哚环的衍生物广泛存在于动植物体内,与人类 的生命、生活有密切的关系。 HO
吲哚的性质与吡咯相似,也可发生亲电取代反应,取代基进入β-位。见P563。
NHBr2,O0℃C6H5COONO2CH3CN,0℃N . SO3ONHNO2NHSO3HNHBr3溴吲哚70%3硝基吲哚35%β吲哚磺酸NHCH2CHCOOHNH2分解NH色氨酸构成蛋白质的重要成分CH3β甲基吲哚(粪臭素)很稀时有茉莉香味CH2CH2NH2NH5羟基色氨动物激素,参与神经思维的物质。CH3ONHCH2CH2NHAcMelatonine脑白金CH2COOHNHβ吲哚乙酸植物激素,少量能调节植物生长,量大则杀伤植物。CH2就失去生理效能。如在侧链多一个 年 月 日 x0404-08
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