雜環(huán)化合物的合成

1、 含1個(gè)雜原子的五元雜環(huán)化合物 代表性的含1個(gè)雜原子的雜環(huán)有吡咯(pyrrole)、呋喃(furan)和噻吩(thiofuran)，這三種雜環(huán)都是通過4個(gè)碳原子上的電子和雜原子上非共用電子對(duì)的離域化形成6電子的芳香體系。 呋喃可以從多糖類熱分解產(chǎn)物糠醛(呋喃甲醛)的Cannizzaro反應(yīng)而得到，吡咯和噻吩可以從煤焦油中提取，而它們衍生物的典型化學(xué)合成方法都可以利用Paal-Knorr(帕路-諾爾)合成法，即用l,4-二羰基化合物為原料，脫水成呋喃衍生物，與氨類物質(zhì)反應(yīng)成吡咯衍生物，與硫化磷反應(yīng)得噻吩衍生物。常見雜環(huán)的合成設(shè)計(jì)方法一、呋喃及呋喃衍生物的合成Paal-Knorr (帕路-諾爾)

2、反應(yīng) 1,4-二羰基化合物在無水的酸性條件下脫水，生成呋喃及其衍生物。TsOH:對(duì)甲苯磺酸 呋喃的反應(yīng)機(jī)理 呋喃衍生物的合成 Feist-Benary(法伊斯特-本那瑞)合成:除了經(jīng)典的Paal-Knorr合成法，-氯代酮和乙酰乙酸乙酯等化合物在吡啶存在下反應(yīng)也可以得到呋喃衍生物，這個(gè)反應(yīng)稱為Feist-Benary(法伊斯特-本那瑞)合成。 呋喃比較重要的衍生物是苯并呋喃（香豆酮） ，它的親電取代首先是在2-位，其次是在3-位，然后是6-位。它的合成主要有三種方法： (1) Perkin(珀金)苯并呋喃（香豆酮）合成： 以香豆素為原料，與溴加成經(jīng)過重排的方法。這個(gè)反應(yīng)首先生成3-溴代香豆素，

3、在熱堿作用下雜環(huán)開環(huán)得到鄰羥基-溴代肉桂酸，再進(jìn)一步環(huán)化生成香豆基酸，脫羧得到苯并呋喃(香豆酮) 。 (2) 用-鹵代酮和苯酚鈉反應(yīng)得到芳基烷基醚，再在硫酸或多聚磷酸存在下環(huán)合脫水生成3-取代苯并呋喃； (3)用2-烷基苯酚為原料，熱解環(huán)合脫氫得到2-取代苯并呋喃。一、吡咯及吡咯衍生物的合成1,4-二羰基化合物與氨化物反應(yīng)，可得吡咯及其衍生物。 吡咯的反應(yīng)機(jī)理 吡咯衍生物的合成 1、丁二醛和氨反應(yīng)可以合成吡咯環(huán)母核。2、 Hantzsch(漢茨施)吡咯合成法 當(dāng)氯甲酮和-酮酸酯及一級(jí)胺或氨縮合時(shí)，得到吡咯羧酸酯，這個(gè)反應(yīng)稱為Hantzsch 反應(yīng)，在縮合同時(shí)生成HCl和水。+ CNCH2CO2

4、R3 3 、 Barton-Zard（巴頓-雜得）反應(yīng)：硝基乙烯衍生物和-異氰基乙酸酯在堿性條件下環(huán)合也可得到吡咯衍生物，這個(gè)反應(yīng)叫做Barton-Zard（巴頓-雜得）反應(yīng)。反應(yīng)溶劑一般為THF或者醇，反應(yīng)溫度為室溫。 三、噻吩及噻吩衍生物的合成1,4-二羰基化合物與硫化物反應(yīng)，可得噻吩及其衍生物。 噻吩衍生物的合成 從1,4-二酮可以制取噻吩(thiophene)，由此衍生出來的還有Hinsberg（欣斯貝格）噻吩合成法，就是用1,2-二酮或者l,3-二酮與硫代酯反應(yīng)。 四、吲哚的合成方法有多種。 1、Fischer(費(fèi)希爾)吲哚合成法是合成吲哚衍生物的最基本方法：醛或者酮與芳香肼作用，形

5、成苯腙，再在酸催化下加熱，經(jīng)過一個(gè)分子內(nèi)重排得到吲哚環(huán)。 2、Bischler-Mohlau（畢史勒）吲哚合成法： Bischler-Mohlau是比較重要的合成吲哚衍生物的方法，其是由2-溴-1-苯乙酮和過量苯胺加熱生成2-芳基吲哚。 鄰硝基甲苯和草酸二甲酯在乙醇鈉存在條件下發(fā)生縮合作用，得到鄰硝基苯基丙酮酸酯，用鹽酸水解得到鄰硝基苯基丙酮酸，硝基用鋅和乙酸還原為胺，得到鄰氨基苯基丙酮酸，它進(jìn)一步脫水環(huán)化得到吲哚-2-羧酸，此酸再進(jìn)一步受熱脫羧為吲哚 。 3 、其他還有Reissert（瑞斯?fàn)柼兀┖铣煞?，由鄰硝基甲苯和草酸二甲酯合成吲?。 4、Madelung(馬德隆)吲哚合成法：用鄰酰氨基甲苯為原料，在強(qiáng)堿性條件下加熱進(jìn)行分子內(nèi)環(huán)合，加熱溫度一般都在300400，當(dāng)用丁基鋰作為堿時(shí)，溫度可以降到室溫。 五、咪唑及其衍生物的合成 純咪唑環(huán)的合成可以應(yīng)用Debus-Radziszewski(德布斯-阮得采汪斯基)反應(yīng)，以乙二醛、甲醛和氨或者硫酸銨為原料進(jìn)行環(huán)合可得到咪唑。 1、Wallach（沃利赫）合成：草酸二乙酯與乙基胺作用形成草酰胺，在五氯化磷存在下環(huán)合也可以得到咪唑環(huán) ，這個(gè)方法叫做Wallach