第十八章-杂环化合物答案

第十八章杂环化合物1命名下列化合物：解：(1)4-甲基-2-乙基噻唑(2)糠酸（α-呋喃甲酸）(3)N-甲基吡咯(4)4-甲基咪唑(5)α,β-吡啶二甲酸（2,3-吡啶二甲酸）(6)β-乙基喹啉（3-乙基喹啉）(7)5-异喹啉磺酸(8)β-吲哚乙（3-吲哚乙酸）(9)6-氨基嘌呤(10)6-羟基嘌呤2、为什么呋喃能与顺丁烯二酸酐进行双烯合成反应，而噻吩及吡咯则不能？试解释之。解：在呋喃、吡啶和噻吩中，杂原子分别是O、N和S。电负性是O＞N＞＞S,提供电子对构成具有芳香性的芳环的能力与此电负性的关系相反。因此芳香性：呋喃＞吡啶＞噻吩。另一方面，反应出来的共轭二烯性：呋喃＞吡啶＞噻吩。因此，呋喃易与顺—丁烯二酸酐发生环加成反应而吡啶、噻吩则需反应性更强的双烯体，如苯炔、丁炔二酸脂等。3、为什么呋喃、噻吩及吡咯容易进行亲电取代反应，试解释之。解：在呋喃、噻吩和吡咯中，具有五原子环六个π电子芳香共轭体系，符合[4n+2]休克尔规则，都具有芳香性。因此芳香性大小是：呋喃＞吡啶＞噻吩。这些芳环又是富电子的芳香共轭体系，易发生亲电取代。4、吡咯可发生一系列与苯酚相似的反应，例如可与重氮盐偶合，试写出反应式。NHC6H5N2XNNNC6H52—吡咯偶氮苯5、比较吡咯与吡啶两种杂环。从酸碱性、环对氧化剂的稳定性、取代反应及受酸聚合性等角度加以讨论。解:吡咯和吡啶分子中的氮原子都是sp2杂化的。在吡啶中，有一对未共用电子对处在未参与共轭的sp2杂化轨道上，因此吡啶的碱性很强；另外吡啶氮上的未共用电子对能与水分子形成氢键，吡啶易溶于水，吡咯不具备与水形成氢键的结构特征，因此难溶于水。在吡咯中，氮原子提供一对未参与杂化的p轨道上电子参与芳香体系的形成，因此其碱性很弱；氮原子上的氢电离后形成的负离子未破坏其芳香性，因此，吡啶的性质类似于硝基苯；为一缺电子芳香性分子，对氧化剂较不稳定，亲电取代反应活性也较高。吡啶和强酸作用可生成盐，不破坏其芳香性；吡咯和酸作用时，氮原子提供一对p轨道上的电子和酸结合，破坏了其芳香性，生成聚合产物。6、写出斯克劳普合成喹啉的反应。如要合成6-甲氧基喹啉，需用哪些原料？解：HCOHCH2OHCH2OH浓H2SO4CHCH2CHONO2CHONHCH2CH2CHONHCH2CH2CHOH烯醇化H2O关环NH硝基苯N合成6-甲氧基喹啉所需的原料：NH2H3CO;CHCH2OHCH2OHOH;NO2CH3O7、写出下列反应的主要产物：O(CH3CO)2OBF3OCOCH3CH3COOH(1)SH2SO425。CSSO3H(2)(3)OBr225。COBrNHCH3MgINHCH4(4)(5)SCCOOOAlCl3SSOHOOC(6)OCHOCl2OCHOCl浓NaOHOClCH2OHOClCOONa8、解决下列问题：(1)区别吡啶和喹啉；(2)除去混在苯中的少量噻吩；(3)除去混在甲苯中的少量吡啶；(4)除去混在吡啶中的六氢吡啶。解：（1）吡啶溶于水，喹啉在水中的溶解度很小(这是由于多了一个疏水性苯基的结果。)（2）向混合物中加入浓硫酸，振摇，使生成的2-噻吩磺酸溶于下层的硫酸中得以分离。（3）向混合物中加入水，振摇，吡啶溶于下层的水中得以分离。（4）苯磺酰氯与六氢吡啶生成酰胺，蒸出吡啶。或根据六氢吡啶的碱性比吡啶的碱性强得多，将混合物先溶于乙醚等有机溶剂，再向溶液中加入适量的酸，将六氢吡啶和酸生成的盐沉淀出来。9、合成下列化合物：(1)由NCH3合成NO(2)由苯胺、吡啶为原料合成磺胺吡啶H2NSNHOON(3)由合成(1)NCH3HKMnO4NCOOHSOCl2NCOClAlCl3NO该题不能将两边反过来设计，因为吡啶环不能发生傅－克反应。(2)NH2(CH3CO)2ONHCOCH3HOSO2Cl80。CNHCOCH3SOOClNNH2H2NSNHOON(1)dilHCl（2）OHOSONHNH3COCHN(3)CH3HNO3N2SO4CH3NO2KMnO4OHCOOHNO2Fe，HClCOOHNH2CHOHCH2OHCH2OH浓H2SO4NHHOOC硝基苯NHOOC混酸NHOOCNO210、杂环化合物C5H4O2经氧化后生成羧酸C5H4O3，把此羧酸的钠盐与碱石灰作用，转变为C4H4O，后者与钠不起反应，也不具有醛和酮的性质，原来的C5H4O2是什么？解：C5H4O2[O]C5H4O3OCHO[O]OCOOHOCOONaCaO,NaOHO11、用浓硫酸将喹啉在220～230°C时磺化，得喹啉磺酸（A），把（A）与碱共熔，得喹啉的羟基衍生物（B）。（B）与应用斯克劳普法从邻氨基苯酚制得的喹啉衍生物完全相同，（A）和（B）是什么？磺化时苯环活泼还是吡啶环活泼？解：喹啉磺酸（A）NSO3HNaOH(s)NOH(B)NH2OH浓H2SO4CHCH2OHCH2OHOHNOH(B)磺化时苯环比吡啶环更活泼。12、α、β-吡啶二甲酸脱羧生成β-吡啶甲酸（烟酸）：NCOOHCOOH-CO2NCOOH解：脱羧时涉及到碳—碳键异裂，吡啶环具有负电荷。碳—碳键异裂时，负电荷处在α-位能被电负性大的氮原子所分散，负电荷处在β-位则不能被有效的分散。因此脱羧在α-位。13、毒品有哪几类，它的危害是什么？解：略，请参见教材229-232页。