第14章环合.ppt

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1、第第 14 14 章章 环合环合l概概 述述l重要的五、六元杂环化合物重要的五、六元杂环化合物l形成六元碳环的环合反应形成六元碳环的环合反应l形成含一个氧原子的杂环的环合反应形成含一个氧原子的杂环的环合反应l形成含一个氮原子的杂环的环合反应形成含一个氮原子的杂环的环合反应(1)(1)分子内环合分子内环合 即在一个分子内部的适当位置发生环即在一个分子内部的适当位置发生环合反应。如：合反应。如：(2)(2)分子间多步环合分子间多步环合 即两个分子之间先在适当的位置即两个分子之间先在适当的位置发生反应，连接成一个分子，这个分子不经分离接发生反应，连接成一个分子，这个分子不经分离接着发生分子内环合。如

2、：着发生分子内环合。如：NH2NH2NaNO2重氮化CH3COOH介质NNH2NOOCCH37080脱质子，N-N环合NNNH吗啉吗啉苯并三氮唑苯并三氮唑14.1 14.1 概概 述述(3)(3)分子间一步环合分子间一步环合(协同环合协同环合)即两个分子在两个适即两个分子在两个适当位置同时发生反应形成新环。当位置同时发生反应形成新环。规律归纳：规律归纳：（1 1）具有芳香性的六元环和五元环都比较稳定。）具有芳香性的六元环和五元环都比较稳定。（2 2）大多数环合反应在形成环状结构时，总是）大多数环合反应在形成环状结构时，总是脱落某些简单的小分子。脱落某些简单的小分子。CH2HCHCCH2+OOC

3、H315201,4-加成环合Diels-Alder反应冰醋酸，CH3HH氧化OOCH3维生素K的中间体OO（3 3）常常需要使用环合促进剂。）常常需要使用环合促进剂。（4 4）为了形成杂环，起始反应物之一必须含有）为了形成杂环，起始反应物之一必须含有杂原子。杂原子。14.2 14.2 重要的五、六元杂环化合物重要的五、六元杂环化合物l 含一个氧原子的杂环含一个氧原子的杂环HCHCCHCHO呋喃（氧茂）呋喃（氧茂）H2CH2CCH2CH2O四氢呋喃四氢呋喃OCHCH苯并呋喃（氧茚，香豆酮）苯并呋喃（氧茚，香豆酮）OOH3C6-6-甲基香豆素甲基香豆素OO876543211,2-1,2-氧萘酮氧萘

4、酮(1,2-(1,2-吡喃酮，香豆素吡喃酮，香豆素)OOOH4-4-羟基香豆素羟基香豆素OOCH33-3-甲基香豆素甲基香豆素l 含一个氮原子的杂环含一个氮原子的杂环HCHCNHCHCH吡咯（氮茂）吡咯（氮茂）H2CH2CNHC H2C H2四氢吡咯四氢吡咯H2CH2CNHCCH2O吡咯烷酮吡咯烷酮NH吲哚吲哚（苯并氮茂、氮茚）苯并氮茂、氮茚）N吡啶吡啶N喹啉（喹啉（1-1-氮萘）氮萘）NOH8-8-羟基喹啉羟基喹啉l 含两个氮原子的杂环含两个氮原子的杂环HCHCNHNCH54123吡唑（二氮茂）吡唑（二氮茂）HCCNHNCHOHCCNHNCHHOHCCNHNHCHO酮型酮亚胺型烯醇型吡唑酮吡

5、唑酮H2CHCCNHNCHOHCCNHNCHHOHCCNHNHCHO酮型酮亚胺型烯醇型吡唑酮吡唑酮H2CHCCNNCOCH3R1-1-芳基芳基-3-3-烷基烷基-5-5-吡唑酮吡唑酮NHNCHO苯并咪唑酮苯并咪唑酮NN嘧啶嘧啶NNClClClCl四氯嘧啶四氯嘧啶NNClFFF三氟一氯嘧啶三氟一氯嘧啶NN134567CH2苯并咪唑（间二氮茚）苯并咪唑（间二氮茚）HNNOHOHHO巴比妥酸巴比妥酸（2,4,6-三羟基嘧啶）三羟基嘧啶）l 含三个氮的杂环含三个氮的杂环NNNClClCl三聚氰酰氯（三聚氯氰）三聚氰酰氯（三聚氯氰）l 含一个氮和一个硫原子的杂环含一个氮和一个硫原子的杂环HCHCSCHN

6、54321噻唑噻唑（1,3-1,3-硫氮茂）硫氮茂）SCHN苯并噻唑苯并噻唑14.3 14.3 形成六元碳环的环合反应形成六元碳环的环合反应一、蒽醌及其衍生物的制备一、蒽醌及其衍生物的制备1 1邻苯二甲酸酐法邻苯二甲酸酐法COCOOCC+2AlCl3C-酰化OOOAlCl2AlCl3+HCl（1）CCOOOAlCl2AlCl3+3H2SO4水解CCOOOH+Al2(SO4)3 +5HCl邻苯甲酰苯甲酸邻苯甲酰苯甲酸比较活泼比较活泼OOO+OHOHHH92.5%H2SO4160,12hOOOHOHCCOOOH 98%H2SO4130-140oC,3hOO+H2O（2）硼酸保护2 2萘醌法萘醌法O

7、OOHOHOOO+OHClHH95%H2SO4190,7h间接电解氧化OOH2CCHCHH2C1,4-环加成OO85 二甲苯，液相空气氧化OOOOOHOHOOO+OHClHH95%H2SO4190,7h硼酸保护二、苯绕蒽酮的制备二、苯绕蒽酮的制备CH2OHCHOHCH2OH脱水浓硫酸CH2CHCHO+2H2O丙烯醛HOOHOHH2H2O浓硫酸介质，脱水环合O蒽酮酚蒽酮酚OO+HZn粉/硫酸铜浓硫酸介质，还原HOOH经典合成方法为：经典合成方法为：14.4 形成含一个氧原子的杂环的环合反应形成含一个氧原子的杂环的环合反应一、香豆素的制备一、香豆素的制备OOC OHOH+OOOCH3CH3CH3C

8、OONaPerkin反应OHCHCHCOOHC-O环合香豆素CHOOH+CH3-CCH3-COOOCH3CH2COONa催化 -CH3CH2COOH Perkin反应CH=COHC=OOH-H2OHCCC=OOCH3CH3CH3CH3CHOOH+CH3CH2COOCH2COCH3二、二、6-6-甲基香豆素的制备甲基香豆素的制备H3COH+COOHHCCHCOOH72%H2SO4160170,双键加成H3COHHCOOHOOHHH72%H2SO4H3COHHOOH72%H2SO4，脱水,C-O环合170OOH3C三、三、4-4-羟基香豆素的制备羟基香豆素的制备COOHOH甲酯化CH3OH/H2S

9、O4COOCH3OH酚酯化(CH3CO)2O/H2SO4COOCH3OCH3ONa2CO3或Na240260,脱甲醇COCH2OO互变异构COCHOONa酸化OOOH水杨酸14.5 14.5 形成含一个氮原子的杂环的环合反应形成含一个氮原子的杂环的环合反应一、一、N-N-甲基甲基-2-2-吡咯烷酮的制备吡咯烷酮的制备二、吲哚及其衍生物的制备二、吲哚及其衍生物的制备1 1吲哚的制备吲哚的制备NCH3O,OOHNHCH32506 MPa氨解开环，脱水C-N键环合H2OCH3NHC HOKOHCH3NC HOKCHNCHKH2OCHNCHHNH2Al2O3/C或Al(NO3)3660680,N2氛下

10、NHH2NH最初生产方法：最初生产方法：目前生产方法：浙江普洛医药科技有限公司目前生产方法：浙江普洛医药科技有限公司2 23-3-羟基吲哚钠盐的制备羟基吲哚钠盐的制备NH22ClCH2COOH/NaOHN-烷化NH2CH2CONaONaNH2-NaOH-KOH225NH2CCONaNaOONaHHNH2CHCONaNHCCOO2,70氧化脱氢NaOHHNCCO靛蓝3-羟基吲哚钠盐3 3烷基吲哚的制备烷基吲哚的制备这类化合物的制备常采用以芳肼为原料的这类化合物的制备常采用以芳肼为原料的FischerFischer法。法。NHNH2+苯肼OCCH2CH3CH3甲乙酮H2ONHCCH2CH3CH3N

11、互变异构互变异构NH2CHCCH3NH2CH3NHCCHCH3NH3CH3C-N环合脱氨，脱质子NHCCCH3CH3NHCCHCH3CH3NH+H+质子化NHCCHCH3CH3NH2Cope重排NHCCHCH3NH2CH3三、三、吡啶酮衍生物的制备吡啶酮衍生物的制备吡啶酮是重要的染料中间体。吡啶酮是重要的染料中间体。NOHHO烯醇式NHOHO酮式NHOO2-戊烯二酸内酰亚胺吡啶酮本身很容易被氧化，但在吡啶酮本身很容易被氧化，但在3-3-位或位或4-4-位有取代位有取代基时，则相当稳定，基时，则相当稳定，所以实际应用时均是吡啶酮的所以实际应用时均是吡啶酮的衍生物。衍生物。CH2COCOOC2H5

12、CH3+H2CCNCONH2碱催化亲核加成，C-C键缩合CH2CCOOC2H5CH3CNCONH2脱醇，C-N键环合NHCH3CNOO互变异构NHCH3CNOHO3-氰基氰基-4-甲基甲基-6-羟基羟基-吡啶吡啶-2-酮酮3-氰基氰基-4-甲氧甲基甲氧甲基-6-甲基甲基-吡啶吡啶-2-酮酮四、喹啉及其衍生物的制备四、喹啉及其衍生物的制备CH2OHCHOHCH2OHH2O浓H2SO4OHCCHCH2+CH2CHCHOH2SO4NH2NHCH2CH2COHHSkraupSkraup反应：反应：NHCH2CHHCH2OH2NN-烷化反应烷化反应NNNNCH3OHNO2H3COO2N用此方法可制备一系列喹啉衍生物：用此方法可制备一系列喹啉衍生物：注：注：苯环上有氰基、乙酰基时（对硫酸敏感），不苯环上有氰基、乙酰基时（对硫酸敏感），不宜采用宜采用Skraup反应。反应。