有机合成基础

关于有机合成基础第1页，共155页，2023年，2月20日，星期四一、有机合成的过程

利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。1、有机合成的概念2、有机合成的任务

有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。第2页，共155页，2023年，2月20日，星期四有机合成过程示意图基础原料辅助原料副产物副产物中间体中间体辅助原料辅助原料目标化合物3、有机合成的过程第3页，共155页，2023年，2月20日，星期四4、有机合成的设计思路

5、关键：设计合成路线，即碳骨架的构建、官能团的引入和转化。第4页，共155页，2023年，2月20日，星期四1、碳碳单键的形成1、Friedel-crafts反应傅克烷基化反应-有机化合物分子中的氢原子被烷基所取代的反应傅克酰基化反应-有机化合物分子中的氢原子被酰基所取代的反应第5页，共155页，2023年，2月20日，星期四6、有机物的相互转化关系：两碳有机物为例：CH3-CH3CH3-CH2-ClCH2=CH2CH2Cl-CH2-ClCHCHCH2=CHCl[CH-CH

]nHClCH3-CH2-OHCH3-CHOCH3-COOHCH3COOC2H5CH3COONa第6页，共155页，2023年，2月20日，星期四7、碳骨架的构建和官能团的引入。(1).碳骨架构建:包括碳链增长和缩短

、成环和开环等。构建方法会以信息形式给出。(2.官能团的引入和转化:(1)官能团的引入：思考与交流1、引入碳碳双键的三种方法：卤代烃的消去；醇的消去；炔烃的不完全加成。2、引入卤原子的三种方法：醇（或酚）的取代；烯烃（或炔烃）的加成；烷烃（或苯及苯的同系物）的取代。第7页，共155页，2023年，2月20日，星期四(2)官能团的转化：包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。3、引入羟基的四种方法：烯烃与水的加成；卤代烃的水解；酯的水解；醛的还原。第8页，共155页，2023年，2月20日，星期四a.官能团种类变化：CH3CH2-Br水解CH3CH2-OH氧化CH3-CHOb.官能团数目变化：CH3CH2-Br消去CH2=CH2加Br2CH2Br－CH2Brc.官能团位置变化：CH3CH2CH2-Br消去CH3CH=CH2加HBrCH3CH-CH3Br第9页，共155页，2023年，2月20日，星期四二、有机合成的方法1、有机合成的常规方法（1）官能团的引入①引入双键（C=C或C=O）1）某些醇的消去引入C=CCH3CH2OH浓硫酸170℃

CH2==CH2↑+H2O醇△CH2=CH2↑+NaBr+H2OCH3CH2Br

+NaOH2）卤代烃的消去引入C=C第10页，共155页，2023年，2月20日，星期四3）炔烃加成引入C=C4）醇的氧化引入C=O②引入卤原子（—X）1）烃与X2取代CH4+Cl2

CH3Cl+HCl光照2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2O催化剂△CH≡CH+HBr

CH2=CHBr催化剂△第11页，共155页，2023年，2月20日，星期四3）醇与HX取代CH2==CH2+Br2CH2BrCH2Br2）不饱和烃与HX或X2加成③引入羟基（—OH）1）烯烃与水的加成CH2==CH2+H2O

CH3CH2OH催化剂加热加压2）醛（酮）与氢气加成CH3CHO

+H2CH3CH2OH催化剂ΔC2H5OH+HBrC2H5Br+H2O△第12页，共155页，2023年，2月20日，星期四3）卤代烃的水解（碱性）C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr水△4）酯的水解稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O△（2）官能团的消除①通过加成消除不饱和键②通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基③通过加成或氧化消除醛基④通过消去反应或水解反应可消除卤原子（3）官能团的衍变第13页，共155页，2023年，2月20日，星期四主要有机物之间转化关系图还原水解

酯化酯羧酸醛醇卤代烃氧化氧化

水解

烯

烷炔第14页，共155页，2023年，2月20日，星期四2、正向合成分析法

此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接可间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物。基础原料中间体中间体目标化合物正向合成分析法示意图第15页，共155页，2023年，2月20日，星期四3、逆向合成分析法

是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。基础原料中间体中间体目标化合物逆向合成分析法示意图

所确定的合成路线的各步反应，其反应条件必须比较温和，并具有较高的产率，所使用物基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。第16页，共155页，2023年，2月20日，星期四2C2H5OHC—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC—OHOO+草酸二乙酯的合成H2C—OHH2C—OHH2C—ClH2C—ClCH2CH2C—HC—HOO第17页，共155页，2023年，2月20日，星期四傅克反应***

烷基化反应：

CH3CHCH3

﹥CH3CH2CH2因重排++异构化产物***

当苯环上连有吸电子基或碱性基团时，不能发生。第18页，共155页，2023年，2月20日，星期四酰基化反应：苯酚很容易进行Friedel-Crafts反应，一般不用AlCl3做催化剂，因为AlCl3可与酚羟基形成铝的络盐(PhOAlCl2)，而使它失去催化活性。要使反应在AlCl3的的催化下进行，必须使用过量的AlCl3。因此，酚的Friedel-Crafts反应常在较弱的催化剂HF、BF3、H3PO4、PPA(聚磷酸)等作用下进行。第19页，共155页，2023年，2月20日，星期四傅克烷基化反应的催化剂1、路易斯酸-金属卤化物，催化活性如下：AlCl3>FeCl3>SbCl3>SnCl3>BF3>TiCl3>ZnCl2

2、质子酸如HF、H2SO4、H3PO4、还有酸性氧化物（SO3）和有机铝化合物等。第20页，共155页，2023年，2月20日，星期四

新型催化剂的的使用：例如，利用Friedel-Crafts酰基化反应合成药物，使用传统无水三氯化铝催化合成中间体对氯二苯甲酮，生产一吨产品副产3吨含铝废弃物。采用新型催化剂EPZG，催化剂用量为原来的10％，产率高达70％，氯化氢排放减少75％，无含铝废弃物生成，只产生少量的邻位产物。第21页，共155页，2023年，2月20日，星期四傅克烷基化反应具有可逆性，并且在强酸催化作用下发生歧化反应和转移。

相同分子在一定条件下由于相互之间的原子(团)转移而生成两种不同分子的反应过程。一般歧化反应涉及的范围很广,不仅有机化合物,如烷基芳烃(烷基苯、烷基萘等)、烯烃、烷烃、醛类、酸类等可以进行歧化反应。利用这一性质，在制备单取代烷基苯时，可使副产的多烷基苯与苯发生烷基转移，增加单烷基苯收率第22页，共155页，2023年，2月20日，星期四2、氯甲基化反应：通过苯与甲醛、氯化氢在无水氯化锌作用下反应生成氯化苄，转化基团可生成多种化合物第23页，共155页，2023年，2月20日，星期四3、金属有机化合物反应

在格式试剂中，镁原子以共价键同碳原子相连，碳原子电负性大于镁，因此成建电子向碳原子转移，使得C-Mg键高度极化，故羟基是一种活性很高的亲核试剂，能够发生加成、取代、偶合反应。见课本P8元素原子在分子中对成键电子的吸引能力，称为相对电负性，简称电负性。一般来说，电负性大于1.8的是非金属元素，而小于等于1.8的往往是金属元素。第24页，共155页，2023年，2月20日，星期四其他金属有机化合物如锂、铜、镉、锌等的化合物与格氏试剂具有类似的化学活性。第25页，共155页，2023年，2月20日，星期四4、活泼亚甲基化合物反应当一个饱和碳原子上连有硝基、羰基、氰基、酯基、苯基等吸电子基时，与该碳原子相连的氢原子具有一定酸性，碳原子致活，这类化合物叫活泼亚甲基化合物。会发生如下反应。见P13 第26页，共155页，2023年，2月20日，星期四例：乙酰乙酸乙酯亚甲基上的氢很活泼，表现出较强的酸性，醇钠或强碱作用生成碳负离子的钠盐。碳负离子可以作为亲核试剂与卤代烃或酰卤作用发生亲核取代。反应结果是亚甲基的烃基或酰基化。再经酮式分解或酸式分解可以得到各种结构不同的酮和酸。1、羟基化反应第27页，共155页，2023年，2月20日，星期四5、酰基化反应第28页，共155页，2023年，2月20日，星期四醛酮与仲胺加成，首先生成a-氨基醇，由于仲氨基上不再有氢原子，故在脱水剂存在下，脱水作用发生在β-碳上产生烯胺。在烯胺分子中，氮原子与碳碳双键共轭，从而使β-碳具有亲和性，能接受烃基化试剂的进攻，形成亚胺正离子中间体，再经水解脱胺得到a-烃基化酮。第29页，共155页，2023年，2月20日，星期四凡是两个或两个以上的分子通过反应生成一个较大分子，同时失去一个分子（如水、醇、盐等）的反应，或在同一个分子内部发生分子内反应形成一个新的分子的反应都成为缩合反应。6、缩合反应第30页，共155页，2023年，2月20日，星期四a、羟醛缩合反应

在稀碱作用下，具有α—H醛、酮可以发生自身的加成消除作用而生成α、β—不饱和醛、酮。通过羟醛缩合反应能增长碳链，产生支链，并且产物含有两个活性基团可以进行一系列的后续反应，生成各种化合物，故在有机合成中很重要。例如由正丁醛合成2—乙基己醇：第一步α—H的酸性和羰基的亲核加成，第二部脱水形成双键，第三步加氢还原。第31页，共155页，2023年，2月20日，星期四b、普尔金（Perkin)反应1定义：在碱性催化剂的作用下，芳香醛与酸酐反应生成β-芳基-α,β-不饱和酸的反应叫做普尔金(Perkin）反应.第32页，共155页，2023年，2月20日，星期四第33页，共155页，2023年，2月20日，星期四肉桂酸香豆素例1.例2.第34页，共155页，2023年，2月20日，星期四例3.α—呋喃丙胺α—呋喃丙胺是治疗血吸虫的药物第35页，共155页，2023年，2月20日，星期四定义：在弱碱的催化作用下，醛、酮与含有双重致活的活泼亚甲基化合物发生的缩合反应叫克诺文盖尔(Knoevenagel）反应。c、克诺文盖尔(Knoevenagel）反应。第36页，共155页，2023年，2月20日，星期四反应历程：例：第37页，共155页，2023年，2月20日，星期四例1：例2：例3：第38页，共155页，2023年，2月20日，星期四例4：定义：在惰性溶剂中,α-溴(卤)代酸酯、锌与醛或酮、互相作用，得到β-羟基酸酯的反应称为瑞佛马斯基反应。d、瑞佛马斯基(Reformatsky)反应。第39页，共155页，2023年，2月20日，星期四瑞佛马斯基反应的特点及用途：1、该反应的历程与格氏合成类似；2、有机锌试剂活性比格氏试剂小它不与酯进行加成;3、有机锌试剂在空气中会自燃，因而不单独制备;4、该反应可用以合成β—羟基酸酯、α,β—不饱和酸酯以及α,β—不饱和羧酸。第40页，共155页，2023年，2月20日，星期四β—羟基酸酯α,β—不饱和酸酯α,β—不饱和羧酸反应的历程及用途：第41页，共155页，2023年，2月20日，星期四e、达森(Darzen）反应定义：醛、酮与α-卤代酸酯在强碱(RONa,NaNH2,(CH3)3COK)催化作用下互相作用，生成α,β-环氧酸酯的反应称为达参(Darzen,G.)反应.α,β-环氧酸酯α,β-环氧酸酯酮醛第42页，共155页，2023年，2月20日，星期四反应历程：烯醇式酮式第43页，共155页，2023年，2月20日，星期四用途：合成环氧酸酯，以及合成比原料醛、酮多一个碳的醛、酮。第44页，共155页，2023年，2月20日，星期四f、麦克尔（Michael)加成反应定义：在碱性催化剂作用下，碳负离子与α,β—不饱和羰基化合物发生的共轭加成反应，称为麦克尔加成反应。(反应主要用来合成1,5-二羰基化合物。)第45页，共155页，2023年，2月20日，星期四

共轭效应(conjugatedeffect)，又称离域效应，是指由于共轭π键的形成而引起分子性质的改变的效应。

H2C=CH2，π键的两个p电子的运动范围局限在两个碳原子之间，这叫做定域运动.CH2=CH-CH=CH2中，可以看作两个孤立的双键重合在一起，p电子的运动范围不再局限在两个碳原子之间，而是扩充到四个碳原子之间，这叫做离域现象。这种分子叫共轭分子。共轭分子中任何一个原子受到外界试剂的作用，其它部分可以马上受到影响。这种电子通过共轭体系的传递方式，叫做共轭效应。

第46页，共155页，2023年，2月20日，星期四常见的共轭体系：常用的碱性催化剂：第47页，共155页，2023年，2月20日，星期四反应历程：酮式烯醇式1,4—加成该反应可描述为：以1,4—加成开始，得3,4—加成产物告终。第48页，共155页，2023年，2月20日，星期四应用举例：麦克尔加成在有机合成中是一个极为重要的反应，加成后的产物含有多个官能团，能够进行多种化学反应，尤其是进一步反应用来合成环状化合物。例1：共轭加成羟醛缩合第49页，共155页，2023年，2月20日，星期四例2：共轭加成共轭加成在合成中的应用，一个著名的例子是鲁宾逊(Robinson)增环反应：共轭加成羟醛缩合第50页，共155页，2023年，2月20日，星期四第51页，共155页，2023年，2月20日，星期四第四章杂环第52页，共155页，2023年，2月20日，星期四本章讲授提要第一节杂环化合物的定义、分类与命名第二节五元单杂环化合物第三节唑第四节六元杂环化合物—吡啶第五节喹啉和异喹啉第六节嘧啶与嘌呤第七节生物碱第53页，共155页，2023年，2月20日，星期四概述

杂环化合物广泛地存在于自然界，是有机化合物中数目最庞大的一类。邢其毅先生在给花文廷《杂环化合物》一书的序言中写到：杂环化合物占有机化合物总数的65%，论文占有机化学的1／3…..。

生物体内具有重要生理功能的两大色素：血红素和叶绿素具有杂环；

对生物的生长、繁殖、遗传、变异起决定性作用的核酸具有杂环；第54页，共155页，2023年，2月20日，星期四

此外，天然和人工合成的大多数色素、酶、染料、某些助剂，一些特殊的高分子材料以及人类赖以生存所必须的、大量的医药、农药也含有杂环。因而杂环化合物在发达国家受到了化学家们的普遍重视。第一节杂环化合物的定义、分类、与命名一、定义

从广义上来讲，组成环状化合物的原子除碳外，还有其它的原子时，这样的化合物就叫杂环化合物。但习惯上不是如此。如：第55页，共155页，2023年，2月20日，星期四环氧乙烷氮杂环丙烷γ-丁酸内酯γ-丁内酰胺马来酸酐

这些化合物中虽然含有杂原子，但不稳定易开环，性质类似于开链化合物。习惯上认为的杂环化合物是：定义：含有杂原子，具有芳香性或一定程度稳定性的环状化合物叫杂环化合物。第56页，共155页，2023年，2月20日，星期四二、分类与命名一）、分类呋喃咪唑吡啶嘧啶吲哚嘌呤第57页，共155页，2023年，2月20日，星期四

二、杂环化合物的命名

1.译音法根据杂环化合物的英文名称，选择带“口”字偏旁的同音汉字来命名。

呋喃噻吩吡咯咪唑噻唑

(furan)(thiophene)(pyrrole)(imidazole)(thiazole)OSNHSNNNH第58页，共155页，2023年，2月20日，星期四吡啶吡喃嘧啶吡嗪吲哚

(pyridine)(pyran)(pyrimidine)(pyrazine)(indole)

喹啉异喹啉嘌呤苯并噻唑

(quinoline)(isoquinoline)(purine)(benzothiazole)NHNONNNNNNSNNNNNH第59页，共155页，2023年，2月20日，星期四2.系统命名法

适用于杂环衍生物的命名

(1)选母体与芳香族化合物命名原则类似，当杂环上连有－R、－X、－OH、－NH2等取代基时，以杂环为母体；如果连有－CHO、－COOH、－SO3H等时，把杂环作为取代基。

(2)杂环编号杂环上连有取代基时，需要给杂环编号，编号规则如下。第60页，共155页，2023年，2月20日，星期四O12345_CHOaba¢b¢12345N678OHbag8-羟基喹啉（不叫8-喹啉酚）2-呋喃甲醛（糠醛）(α-呋喃甲醛)①从杂原子开始编号，杂原子位次为1。当环上只有一个杂原子时，也可把与杂原子直接相连的碳原子称为α位，其后依次为β位和γ位。第61页，共155页，2023年，2月20日，星期四②若含有多个相同的杂原子，则从连 有氢或取代基的杂原子开始编号，并 使其他杂原子的位次尽可能最小。（4-甲基咪唑）

（4-氯噻唑）

③若含有不相同的杂原子，按O、S、N的顺序编号2NNHCH3_134512345_ClSN第62页，共155页，2023年，2月20日，星期四某些特殊的稠杂环，不符合以上编号规则，有其特定的编号6-氨基嘌呤（不叫6-嘌呤胺）当N上连有取代基时，往往用“N”表示取代基的位置

（N-甲基吡啶）

12345678NNNNNHNH2123456789

COOH4-异喹啉甲酸N__________CH3第63页，共155页，2023年，2月20日，星期四第二节五元单杂环化合物一、呋喃、吡咯、噻吩的物理性质与结构呋喃：存在于松木焦油中，有氯仿味。bp：31℃吡咯：存在于煤焦油和骨胶油中，有苯胺味bp：131℃噻吩：存在于煤焦油中，有特殊气味。bp：84℃1、物理性质2、结构第64页，共155页，2023年，2月20日，星期四呋喃、噻吩、吡咯的结构OSNH第65页，共155页，2023年，2月20日，星期四呋喃........O第66页，共155页，2023年，2月20日，星期四噻吩........S第67页，共155页，2023年，2月20日，星期四吡咯......NH第68页，共155页，2023年，2月20日，星期四唑的命名原子是氮时，则该杂环化合物称为唑。

含有两个杂原子的五元杂环，若至少有一个杂呋喃(furan)吡咯(pyrrole)噻吩(thiophene)含一个杂原子的五元杂环

吡唑(pyrazole)

咪唑(inidazole)

噻唑(thiazole)

噁唑(oxazole)第69页，共155页，2023年，2月20日，星期四二、呋喃、吡咯、噻吩的化学性质呋喃、吡咯、噻吩都具有芳香性，都能够进行亲电取代反应要有意识地将他们的反应活性与苯进行比较。＞＞＞＞第70页，共155页，2023年，2月20日，星期四六元杂环化合物

吡啶(pyridine)

哒嗪(pyridazine)

嘧啶(pyrimidine)

吡嗪(pyrazine)

吡喃(pyran)α-吡喃酮(α-pyrone)γ-吡喃酮(γ-pyrone)第71页，共155页，2023年，2月20日，星期四2、呋喃、噻吩、吡咯

及吡啶的化学性质一、取代反应

1、卤代

2、硝化

3、磺化二、加成反应三、鉴别反应四、酸碱性第72页，共155页，2023年，2月20日，星期四五元杂环化合物的亲电取代反应主要发生在α—位1、取代反应亲电取代反应发生在α—位时，反应活性中间体的正电核能够得到更有效的分散，体系能量低反应易于进行。故：第73页，共155页，2023年，2月20日，星期四吡咯红吡咯在酸性条件下发生的聚合：呋喃在酸性条件下发生的开环：第74页，共155页，2023年，2月20日，星期四1）硝化反应

呋喃,吡咯和噻吩易氧化,一般不用硝酸直接硝化;通常用比较温和的非质子硝化剂，且反应在低温下进行。乙酰硝酸酯第75页，共155页，2023年，2月20日，星期四2—硝基噻吩3—硝基噻吩

呋喃的硝化比较特殊,相当于先进行1，4—加成,然后再加热或用吡啶除去乙酸,得到硝化产物。2—硝基呋喃第76页，共155页，2023年，2月20日，星期四2）磺化反应

吡咯、呋喃不太稳定，磺化时直接使用质子酸会发生聚合或开环，所以使用较温和的磺化剂：吡啶与三氧化硫的加合物。α—呋喃磺酸或呋喃—2—磺酸第77页，共155页，2023年，2月20日，星期四利用此性质可分离或除去粗苯中的噻吩α-噻吩磺酸能溶于浓硫酸，而且易发生水解反应噻吩在室温下可溶于浓硫酸，并发生磺化反应

S+H2SO4（浓）S__SO3H+H2OS—SO3H100~150℃+

H2OS+H2SO4（浓）第78页，共155页，2023年，2月20日，星期四

噻吩环较稳定，磺化可在室温下直接使用浓硫酸，生成的α—噻吩磺酸溶于浓硫酸。苯在室温下不与浓硫酸反应，据此，常用浓硫酸洗涤来除去苯中的噻吩。3）卤代反应反应强烈，易得多卤取代物。为了得一卤代(Cl,Br)产物，要采用低温、溶剂稀释等温和条件。第79页，共155页，2023年，2月20日，星期四第80页，共155页，2023年，2月20日，星期四4）付—克酰基化反应2—乙酰基吡咯2—乙酰基呋喃2—乙酰基噻吩60%75—92%94%第81页，共155页，2023年，2月20日，星期四5）取代定位效应1、第一个取代基进入到杂原子的α-位2、3—位上有取代基时，呋喃、吡咯、噻吩的定位效应一致。3、2—位上有取代基时，吡咯、噻吩的定位效应一致，2-取代呋喃无论是哪一类取代基反应总是发生在5—位。第82页，共155页，2023年，2月20日，星期四6）吡咯的特殊反应吡咯的弱酸性：苯酚吡咯乙醇氨Ka1.3×10-1010-1510-1810-35吡咯可将格氏试剂分解，说明分子中有酸性氢。第83页，共155页，2023年，2月20日，星期四吡咯成盐后使环上电荷密度增高，亲电取代反应更易进行。2—甲基吡咯2—乙酰基吡咯α—吡咯甲酸α—吡咯甲醛吡咯偶氮苯第84页，共155页，2023年，2月20日，星期四2、加成反应1）催化氢化反应四氢呋喃（THF)四氢吡咯四氢噻吩四氢呋喃是个很重要的有机溶剂。含硫化合物容易使催化剂中毒，故噻吩的还原用一个特殊的催化剂MoS2。第85页，共155页，2023年，2月20日，星期四2）Diels—Alder反应呋喃中氧原子的电负性较大，使呋喃具有较多的共轭二烯的性质，易于进行狄—阿反应。第86页，共155页，2023年，2月20日，星期四

噻吩基本上不发生双烯加成，在个别情况下生成一个不稳定的中间体，直接失硫转化为别的产物。第87页，共155页，2023年，2月20日，星期四3．鉴别反应①呋喃使盐酸浸过的松木片显绿色。②噻吩和吲哚醌在硫酸作用下发生兰 色反应。噻吩在浓硫酸的作用下与松 木片能呈现兰色反应。③浸盐酸的松木片遇吡咯蒸气显红色。第88页，共155页，2023年，2月20日，星期四电负性强弱顺序是：氧>氮>硫芳香性强弱顺序是：苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃反应活性顺序：吡咯>呋喃>噻吩>苯>吡啶4、酸碱性第89页，共155页，2023年，2月20日，星期四吡啶：弱碱，与强酸生成盐第90页，共155页，2023年，2月20日，星期四2、呋喃、吡咯、噻吩在酸性条件下都可发生质子化。吡咯在强酸作用下会发生聚合生成吡咯红；呋喃在稀酸水溶液中质子化发生在氧上，会导致开环反应发生。相对来说噻吩对于酸比较稳定。1、呋喃、吡咯、噻吩对氧化剂都敏感，遇到氧化剂时环都很容易被破坏。五元杂环的反应有两点需要注意：第91页，共155页，2023年，2月20日，星期四三、呋喃、吡咯、噻吩的合成多聚戊糖戊糖糠醛1、利用农副产品生产糠醛糠醛早在1832年由J.W.Doeberiener首先发现，1922年美国已有工业生产，用以合成树脂。顾名思义，糠醛是以糠为原料制得的醛。实际上米糠、麦壳、棉籽壳、玉米芯等农产谷物之废料，都可以作为糠醛的原料。这类物料中的戊聚糖多糖(木聚糖、阿拉伯糖)水解成戊糖，进一步脱水生成糠醛。第92页，共155页，2023年，2月20日，星期四1、α-呋喃甲醛无色有苦杏仁味液体，化学性质较活泼。第93页，共155页，2023年，2月20日，星期四-糠醛是不含-氢的醛，其化学性质与苯甲醛相似第94页，共155页，2023年，2月20日，星期四

糠醛早在1832年由J.W.Doeberiener首先发现，1922年美国已有工业生产，用以合成树脂。顾名思义，糠醛是以糠为原料制得的醛。实际上米糠、麦壳、棉籽壳、玉米芯等农产谷物之废料，都可以作为糠醛的原料。这类物料中的戊聚糖多糖(木聚糖、阿拉伯糖)水解成戊糖，进一步脱水生成糠醛。糠醛的制备与生产第95页，共155页，2023年，2月20日，星期四

玉米芯是糠醛的生产主要原料。糠醛是有机化工原料，主要用于润滑油精制，用于制取糠醇、马来酸酐、四氢呋喃等，用它可以生产医药和兽药，可用来生产呋喃树脂，糠醛树脂，糠酮树脂等，还可以做防腐剂、消毒剂、杀虫剂和除锈剂，此外在食品香料染料等工业中均有应用。α-呋喃甲醛的用途第96页，共155页，2023年，2月20日，星期四5—甲基咪唑4—溴噻唑例：第97页，共155页，2023年，2月20日，星期四稠杂环化合物

喹啉(quinoline)

异喹啉(isoquinoline)

嘌呤(purine)

吲哚(Indole)第98页，共155页，2023年，2月20日，星期四2、实验室制备法(1)帕尔-诺尔(Paal—Knorr合成法)第99页，共155页，2023年，2月20日，星期四呋喃、吡咯、噻吩相互之间的转化

——佑尔业夫反应第100页，共155页，2023年，2月20日，星期四四、呋喃、吡咯的重要衍生物1、糠醛糠醛是不具α—氢的芳醛，能进行此类醛的特征反应。康尼查罗反应安息香缩合反应普尔金反应第101页，共155页，2023年，2月20日，星期四2、吲哚吲哚白色结晶熔点：52.5℃。少量存在于煤焦油中，素馨花和柑橘花中也含有色氨酸3-甲基吲哚（粪臭素）5-羟基色氨β-吲哚乙酸5-羟基色氨是维持大脑思维的物质。β-吲哚乙酸是植物生长调节剂，主要作用是使扦插枝条加速生根第102页，共155页，2023年，2月20日，星期四3—溴吲哚3—硝基吲哚吲哚—3—磺酸

吲哚是苯并吡咯其性质与吡咯类似，但其碱性比吡咯弱；亲电取代反应活性比吡咯略低，但比苯高。吲哚的亲电取代反应主要发生在β—位。第103页，共155页，2023年，2月20日，星期四3、卟吩环系化合物卟吩环是由四个吡咯环和四个次甲基交替相连组成的大环状共轭体系。与生命有着密切关系的两大色素：叶绿和素血红素，以及维生素B12都含有卟吩环。第104页，共155页，2023年，2月20日，星期四叶绿素是绿色植物进行光合作用所必须的催化剂。光合作用的实质是绿色植物将太阳的光能转化成化学能的过程。叶绿素由“现代有机合成之父”Woodward历时四年经三十多步反应，于1960年合成。

熔点117～120℃120～130℃叶绿素a：b=3：1第105页，共155页，2023年，2月20日，星期四血红素血红素与蛋白质结合生成血红蛋白，其功能是在血液中运送氧气和二氧化碳。0℃、0.1MPa时，1克血红蛋白可结合1.35升O2，血红蛋白与CO的结合能力是与O2结合能力的210倍。血红素1929年由Hans～Fischer合成。第106页，共155页，2023年，2月20日，星期四维生素B121926年发现肝脏提取液可治疗恶性贫血，1948年得到纯品暗红色的结晶物。1954年测得其结构。合成工作在Woodward的组织下前后有19个国家的一百多位化学家参加，经95步反应，历时11年，于1972年宣告完成。VB12的合成被成为有机化学界的“阿波罗登月”。第107页，共155页，2023年，2月20日，星期四第三节唑原子是氮时，则该杂环化合物称为唑。

含有两个杂原子的五元杂环，若至少有一个杂碱性：N上的孤电子对在sp2杂化轨道中吡咯N上的p轨道中有一对电子一、噻唑含有硫，具有特殊的臭味。沸点117℃。一些重要的天然产物和药物中含有噻唑环。第108页，共155页，2023年，2月20日，星期四存在于米糠、麦麸、瘦猪肉、花生和黄豆之中。B1缺少时影响人体糖类的正常代谢，可引起脚气病、厌食、呕吐和心率失调。青霉素1928年由英国微生物学家Fleming发现，后经一千多人的努力分离出纯品。1957年完成全合成工作。青霉素对化脓性球菌、链球菌、肺炎菌、葡萄球菌有显著的抑制和杀灭作用，拯救了千百万人的生命。第109页，共155页，2023年，2月20日，星期四R—：名称—CH2C6H5

青霉素G—CH2C6H4NHOH羟氨苄青霉素（阿莫西林）—CH（NH2）C6H5

氨苄青霉素（氨比先）青霉素有一百多个品种。过敏是含有杂菌。过去不能口服是因四元环状内酰胺易开环。改变结构增加其稳定性后可口服。后两种可口服。最常用的青霉素G的钾盐。无痛注射液是苯甲醇，但苯甲醇会引起婴幼儿臀部肌肉萎缩。第110页，共155页，2023年，2月20日，星期四

4-甲基咪唑和5-甲基咪唑通过互变异构相互转化不可分离唑的互变异构：N-N(单键)与N=N(双键)之间的相互转化第111页，共155页，2023年，2月20日，星期四第四节六元杂环化合物

—吡啶

吡啶存在于煤焦油与骨胶油之中。是无色具有怪臭味的液体，沸点115.5℃。与水无限互溶，与乙醇、乙醚、苯等有机溶剂无限互溶，它是良好的溶剂。第112页，共155页，2023年，2月20日，星期四=1.17D

1.吡啶的结构=2.26D=1.58D=1.81孤电子对在sp2杂化轨道上。吡啶N是sp2杂化，孤对电子伸向环外不参与共轭，碱性较强。在吡啶环中：诱导效应和共轭效应都是吸电子在吡咯环中：诱导效应是吸电子共轭效应是给电子第113页，共155页，2023年，2月20日，星期四六元杂环化合物

吡啶(pyridine)

哒嗪(pyridazine)

嘧啶(pyrimidine)

吡嗪(pyrazine)

吡喃(pyran)α-吡喃酮(α-pyrone)γ-吡喃酮(γ-pyrone)第114页，共155页，2023年，2月20日，星期四2.吡啶的化学性质

吡啶环是“缺电子芳环”，不易发生亲电取代反应，但易发生亲核取代反应。亲电取代反应发生在β—位，亲核取代反应发生在α—位。吡啶环上电子云出现的几率密度第115页，共155页，2023年，2月20日，星期四1）亲电取代反应6%3—硝基吡啶71%β—吡啶磺酸39%3—溴吡啶NO！吡啶环电子密度较低，亲电取代反应活性小；N相当于间位定位基。第116页，共155页，2023年，2月20日，星期四2）亲核取代反应亲核取代反应历程第117页，共155页，2023年，2月20日，星期四齐齐巴宾（ChiChibabin）反应历程：第118页，共155页，2023年，2月20日，星期四3）吡啶环上氮的碱性及亲核性Kb：2.5×10-143.8×10-102.3×10-9～10-5⑴环上氮的碱性可与质子酸或Lewis酸成盐。常在一些反应中加入吡啶来接受反应放出的HX以促进反应的进行。第119页，共155页，2023年，2月20日，星期四

利用此反应可分离、提纯吡啶，也可用吡啶吸收反应中所生成的酸。第120页，共155页，2023年，2月20日，星期四如：吡啶沙瑞特（Sarret）试剂（温和的氧化剂）（温和的磺化剂）第121页，共155页，2023年，2月20日，星期四⑵环上氮的亲核反应4）吡啶的氧化还原反应吡啶环本身很稳定不易被氧化，但它的侧链很容易被氧化成醛或羧酸。第122页，共155页，2023年，2月20日，星期四

尼古丁（烟碱）尼古丁酸（烟酸）烟酰胺异烟酸

异烟肼（雷米封）雷米封是治疗各类结核病的首选药物。第123页，共155页，2023年，2月20日，星期四

从动态的角度上看，与氮相连的氧可以看作是一个电子储存库：1、需要时，氧能提供电子，使整个环上的电荷密度增高；2、不需要时，氧不提供电子，整个环系相当于吡啶盐；第124页，共155页，2023年，2月20日，星期四pH亲电取代亲核取代氧化遇酸吡咯中性易（α）难易不稳定易聚合成树脂吡啶弱碱难（β）易（α）难吡啶和吡咯性质比较第125页，共155页，2023年，2月20日，星期四5）吡啶侧链α-H的反应吡啶α，γ-位烷基上的

-H与羰基

-H相似羟醛缩合型SN2反应第126页，共155页，2023年，2月20日，星期四第五节喹啉与异喹啉喹啉(quinoline)沸点：238℃熔点:-15.6℃异喹啉(isoquinoline)沸点：243℃熔点：26.5℃碱性：喹啉＜吡啶＜异喹啉喹啉是无色有恶臭味的油状液体，可与大多数有机溶剂混溶，但在水中的溶解度很小。是一种高沸点溶剂。第127页，共155页，2023年，2月20日，星期四一、合成1、斯克柔普（Skraup）合成法

将苯胺、甘油、硫酸、硝基苯或其他氧化剂一起作用生成喹啉的反应称为斯克柔普合成。反应历程丙烯醛第128页，共155页，2023年，2月20日，星期四氧化脱氢烯醇化反应中硝基苯转化成苯胺，可作为原料循环使用第129页，共155页，2023年，2月20日，星期四

也可以用其他的α，β不饱和羰基化合物代替甘油，用Fe3+、As2O5等作氧化剂代替硝基苯。第130页，共155页，2023年，2月20日，星期四喹碘仿喹碘仿也叫药特灵（Yatren）用于治疗阿米巴痢疾异喹啉的合成：第131页，共155页，2023年，2月20日，星期四二、喹啉、异喹啉的反应1、亲电取代反应喹啉、异喹啉的亲电取代反应都是发生在5，8—位，但所得比率不同。第132页，共155页，2023年，2月20日，星期四2、亲核取代反应喹啉的亲核取代反应与吡啶类似，发生在α—位；异喹啉的亲核取代反应则发生在1—位上。第133页，共155页，2023年，2月20日，星期四3、侧链上α—氢的反应第134页，共155页，2023年，2月20日，星期四4、喹啉的氧化与还原反应反应第六节嘧啶与嘌呤

嘧啶与嘌呤的衍生物广泛地存在于自然界，有着重要的生理作用。其中尿嘧啶、胞嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤、鸟嘌呤组成了生命遗传物质核酸的碱基。第135页，共155页，2023年，2月20日，星期四

嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)第136页，共155页，2023年，2月20日，星期四

鸟嘌呤(G)(2-氨基-6-羟基嘌呤)

腺嘌呤(A)(6-氨基嘌呤)嘌呤一些含嘧啶环的药物和维生素第137页，共155页，2023年，2月20日，星期四VB2又叫核黄素，是生物体内氧化还原过程中传递氢及电子的辅酶。人体缺少时会患口腔炎、角膜炎、结膜炎。它广泛地存在于小米、大豆、绿色蔬菜和肉、蛋奶等食物中。第138页，共155页，2023年，2月20日，星期四一些含嘌呤环的天然产物第七节生物碱一、定义：存在于生物体内，对人和动物具有强烈生理作用的碱性含氮有机化合物。二、生物碱的鉴别与提取生物碱沉淀剂：K2HgI4

（Mayer试剂）

KBiI4（Dragendorff试剂）一）鉴别第139页，共155页，2023年，2月20日，星期四生物碱显色剂：以及浓碘酸、浓硝酸。不同的生物碱显示不同的颜色。生物碱的存在有两个特点：

1、不以游离态存在，而是以有机酸盐的形式存在于生物体内。

2、不单独存在而是一系列结构相近的生物碱同时共存。第140页，共155页，2023年，2月20日，星期四二）提取1、有机溶剂提取法a、植物细