有机化学-杂环化合物

这是一篇关于有机化学-杂环化合物的思维导图，详细的总结了五元单杂原子，五元双杂原子，六元杂环化合物，含氧原子的六元杂环内容点总结。

杂环化合物

• 五元单杂原子
  • 呋喃，吡咯，噻吩
    • 1.亲电取代反应
      • 反应特征
        • 反应选择性：以α位取代为主
        • 呋喃，吡咯易被氧化，在强酸条件下不稳定
        • 活性顺序：吡咯>呋喃>噻吩>苯
      • 磺化
        • 吡咯，呋喃磺化不能用浓硫酸，而用吡啶和三氧化硫加和物
        • 噻吩可以用浓硫酸磺化
      • 硝化
        • 一般采用硝乙酐做硝化剂（非质子）
        • 噻吩可以采用温和条件直接硝化
      • 卤代
        • 活性：不需要催化剂，且吡咯多为四取代产物
      • 傅-克酰化反应
        • 催化剂：温和催化剂，如四氯化锡，三氟化硼
        • 吡咯可以直接用酸酐酰化
      • 吡咯的特殊反应
        • Reimer-Tiemann反应（产率低[1]）
        • 与重氮盐偶联
      • 定位效应：由杂原子和取代基共同决定
    • 2.加成反应
      • 催化加氢
        • 呋喃，吡咯可以催化氢化，得到饱和杂环化合物，失去芳香性
        • 噻吩含S，会使催化剂中毒，故需采用特殊催化剂。（如二硫化钼）
      • D-A反应
        • 反应物主要为呋喃（具备较明显的共轭双烯的性质），吡咯则易与亲双烯试剂的双键发生加成使N原子烷基化。
  • 五元单杂原子杂化化合物的衍生物
    • 1.糠醛（呋喃甲醛）
      • 化学性质：具有醛的通性，类似苯甲醛（不含α-H），可以发生羟醛缩合，康尼扎罗反应
    • 2.吲哚（苯并吡咯）
      • 物理性质：白色结晶，熔点52.5℃。极臭，稀薄时有香味。
      • 化学性质：类似吡咯（碱性要弱得多），易于发生亲电取代反应（定位于3位）
      • 合成路线：
• 五元双杂原子（唑）
  • 1.咪唑和吡唑
    • 碱性：唑类化合物中，咪唑碱性较高（pKa=7.4)
    • 熔沸点较高：咪唑和吡唑都可以形成氢键
  • 2.噻唑
    • 碱性弱于脂肪胺，强于吡咯
  • 较稳定，有一定的抗酸和抗氧化的能力
• 六元杂环化合物
  • 1.吡啶
    • 碱性：弱于脂肪胺，强于芳香胺，是广泛使用的水溶性碱
    • 反应性：亲电取代间位致钝，亲核取代邻位致活，易还原，难氧化
    • 成盐反应：
    • 与卤代烷反应：
    • 亲电取代反应：β位，可溴代，硝化，磺化；傅-克反应不能发生
    • 亲核取代反应：与强碱性试剂反应，进入α位
    • 特殊氧化反应：
      • N-氧化物增大了吡啶环活性
  • 2.喹啉和异喹啉
    • 化学性质
      • 亲电取代反应：活性介于萘和吡啶之间，主要发生与5位和8位
      • 亲核取代反应：发生于吡啶环上N的α位
      • 氧化还原反应：氧化发生与苯环上，还原发生于吡啶环上
    • 喹啉及衍生物合成（Shraup合成法）
      • 1.丙烯醛的生成（醇酸性条件脱水）：
      • 2.Michael加成（亲核试剂与不饱和醛酮的共轭加成）:
      • 3.芳环亲电取代，脱水
      • 4.脱氢氧化
  • 嘧啶与嘌呤
    • 嘧啶：碱性弱于吡啶，亲电取代难，亲核取代容易
    • 嘌呤：
      • 化学反应采用9H-嘌呤，药物中多为7H嘌呤
• 含氧原子的六元杂环
  • 特点：无芳香性
• 整理人：冯新春
• 参考书目：【1】有机化学-下册（第三版）王积涛等编，643-678
• 碱性顺序：
• 克脑文格尔反应