1、六元杂环化合物六元杂环化合物最重要的是含氮六元杂环化合物，如吡啶和嘧啶。最重要的是含氮六元杂环化合物，如吡啶和嘧啶。(一）吡啶一）吡啶 结构：结构：NPyridine1.430.841.010.87=7.14 10-30 C m芳香性 键长平均化 偶极距 芳香性 键长平均化 偶极距 -电子缺量电子缺量物理性质：物理性质：特殊臭味 无色液体 特殊臭味 无色液体 bp 115 C 与水互溶与水互溶 弱碱性 弱碱性(sp2 N:)衍生物自然界广泛分布衍生物自然界广泛分布IR:3070 3020 cm-1 (环上氢伸展振动）环上氢伸展振动）1600 1500 cm-1 (芳环骨架振动）芳环骨架振动）1
2、H-NMR:NHaHbHca=8.60b=7.25c=7.64 比苯环氢略大比苯环氢略大碱性和亲核性碱性和亲核性NNHH2O+OH+NNHHCl+Cl+sp2 N:pka=5.19 弱碱性 能与强弱碱性 能与强酸成盐 酸成盐 碱性比氨和胺弱 但比芳胺强 环上取代基对碱碱性比氨和胺弱 但比芳胺强 环上取代基对碱性有影响性有影响NNSO3SO3+CH2Cl2与路易斯酸成盐与路易斯酸成盐与卤代烷、酰卤和硝鎓盐反应 吡啶作为亲核试剂与卤代烷、酰卤和硝鎓盐反应 吡啶作为亲核试剂NNCrO3CrO3+CH2Cl2NNCH3ICH3+INNPhCOClCOPh+ClNNNO2+BF4-NO2+BF4-CH3
3、CH3所形成的盐是很好的固体 所形成的盐是很好的固体 活性强而温和的磺化、烷化、酰化剂活性强而温和的磺化、烷化、酰化剂NCOPh+ClROHNCl+PhCOOR+HNCH3+IHeatNHCH3NH+H3C+II+环上的亲电取代反应环上的亲电取代反应NNNNNO2SO3HBrHNO3,H2SO4KNO3,300 H2SO4250 300 Br220%71%33%电子缺量 反应比苯难 电子缺量 反应比苯难 不能发生付 不能发生付-克反应 克反应 优先进入 优先进入 3()位 啶成盐后活性进一步降低位 啶成盐后活性进一步降低亲电反应区域选择性的解释亲电反应区域选择性的解释-比较反应中间体的稳定性比
4、较反应中间体的稳定性NENENNEENENENENENENE2-3-4-unstableunstable2-和 和 4-位取代的中间体均有一个 位取代的中间体均有一个 6 电子正 电子正 N 离子的离子的特别不稳定中间体特别不稳定中间体环上的亲核取代环上的亲核取代环上有好的离去基团 环上有好的离去基团 (如 如 NO2 ,Cl)可被取代可被取代NClNNH2NH3100-200 NNaOMeMeOH,heatClNOMeNNaOHH2O,heatBrNOHNClNNHPhPhNH2heat强碱亲核试剂消除加成机理强碱亲核试剂消除加成机理Chichibabin reactionNPhLiNPhL
5、iHNNaNH2NNHPhNH3,heatH2ONNH2氧化还原反应氧化还原反应NCH3NCOOHKMnO4OH-,heat环不易氧化，边链氧化环不易氧化，边链氧化吡啶 吡啶 N-氧化物合成上有用的中间体氧化物合成上有用的中间体NH2O2,AcOHNO65 N-氧化物比既容易发生亲电又容易发生亲合取代反应氧化物比既容易发生亲电又容易发生亲合取代反应HNO3,H2SO4NO90 NONO2CH3ONaNOCH3OHNOOCH3PhMgBrNOH2ONOPh吡啶 吡啶 N-氧化物还原为吡啶衍生物的方法氧化物还原为吡啶衍生物的方法NONO2NOORNNO2NNH2PCl3H2/Nior Fe/HNO
6、RPCl3吡啶 吡啶 N-氧化物的应用提供了合成 氧化物的应用提供了合成 4-取代吡啶的方法取代吡啶的方法吡啶氢化还原比笨容易吡啶氢化还原比笨容易25 ,0.3MPaNH2/PtNH产物叔胺碱性大于吡啶产物叔胺碱性大于吡啶(二二)喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉NN喹啉喹啉pKa 4.9异喹啉异喹啉pKa 4.9碱性与吡啶相近亲电取代比吡啶容易优先发生在碱性与吡啶相近亲电取代比吡啶容易优先发生在 5-,8-位位亲核取代也比吡啶容易主要发生在 亲核取代也比吡啶容易主要发生在 2-位位亲电取代亲电取代NNNNO2NO2NNSO3HNNNBrBr+H2SO40 HNO3,H2SO422 Br2,H2SO4A
7、g2SO4,heat亲核取代反应亲核取代反应NNn-BuLiTolueneNNNaNH2,Xylene100 NH2Bu-n喹啉和异喹啉喹啉和异喹啉氧化和还原均比苯容易氧化和还原均比苯容易氧化：氧化：苯环优先苯环优先还原：还原：吡啶环优先吡啶环优先NNHH2,PtNNKMnO4H2O,100 COOHCOOHNNHH2OH2,PtAcOH,40 喹啉的合成喹啉的合成 Z.H.Skraup 法法(苯胺或其他芳胺为原苯胺或其他芳胺为原料料)CH2OHCHOHCH2OHNH2NO2NNH2+H2SO4FeSO4机理机理CH2OHCHOHCH2OHH2SO4heatCHOHCH2CNH2+CHOHCH
8、2COHCHNMichael additionOHCHNHNOHH+H+,-H2OHNHNNO2+NNH2+以 以,-不饱和醛或酮代替甘油、酸也可用磷酸或其他酸不饱和醛或酮代替甘油、酸也可用磷酸或其他酸CH2OHCHOHCH2OH+NH2+N HCl100 NH2+NH2SO4heatOHOHCCH3HCH2CNH2+ONCH3FeCl3,ZnCl2PhNO2,heatH3C CHONO2OHCH373%69%32%H3C CHO2HCHC CHOH3C(三 三)含氧六元杂环含氧六元杂环吡喃本身为不饱和环醚，活泼不稳定，尚未从自然界得到，吡喃本身为不饱和环醚，活泼不稳定，尚未从自然界得到，但已
9、合成获得。吡喃酮稳定存在。但已合成获得。吡喃酮稳定存在。OOOOOO2H-吡喃吡喃4H-吡吡喃喃-吡喃酮吡喃酮-吡喃酮吡喃酮-吡喃酮为不饱和内酯 吡喃酮为不饱和内酯 -吡喃酮为插烯不吡喃酮为插烯不饱和内酯饱和内酯羰基性质不典型 不能成肟羰基性质不典型 不能成肟-吡喃酮与无机酸成羊盐 及 该羊盐类似酚可醚化吡喃酮与无机酸成羊盐 及 该羊盐类似酚可醚化成羊盐后，形成芳环体系成羊盐后，形成芳环体系OOHClOOHCl-OOCH3IOOCH3I-OOOOOHCOOHCHO COOHOH-,H2OH3O+OH-,H2OH3O+OHOOHCHO CHOO-吡喃酮 和 吡喃酮 和 -吡喃酮 的水解 吡喃酮
10、的水解 碱性条件下水解碱性条件下水解(四 四)含两个杂原子的六元杂环 含两个杂原子的六元杂环 主要有：嘧啶 吡嗪 哒嗪 主要有：嘧啶 吡嗪 哒嗪 统称：“二嗪”统称：“二嗪”NNNNNN吡嗪吡嗪哒嗪哒嗪嘧啶嘧啶pKa 0.65pKa 1.30pKa 2.33二个吡啶样 二个吡啶样 sp2 N 彼此吸电子 碱性彼此吸电子 碱性比吡啶弱 比吡啶弱 一个 一个 N 成盐后，吸电子使第二个 成盐后，吸电子使第二个 N 碱性减弱，故为一元碱性减弱，故为一元碱碱 嘧啶、哒嗪能与水形成氢键，与水混溶嘧啶、哒嗪能与水形成氢键，与水混溶哒嗪极性较小，水溶性略小哒嗪极性较小，水溶性略小亲电取代亲电取代二个 二个
11、N 吸电子，亲电活性比吡啶小，亲核取代比吡啶容易吸电子，亲电活性比吡啶小，亲核取代比吡啶容易嘧啶亲电取代优先发生在 嘧啶亲电取代优先发生在 5-位，可用分析中间体稳定性解位，可用分析中间体稳定性解释释嘧啶活性低，硝化、磺化都难进行，但可进行卤代反应嘧啶活性低，硝化、磺化都难进行，但可进行卤代反应NNBr2NNBr66%嘧啶环上有活化基团 嘧啶环上有活化基团(如 如 OH、NH2 等 等)时，可硝化、磺时，可硝化、磺化化NNOHOHH3CNHNHOOH3CNNNH2NH2NNNH2NH2HNO3H2NAcOH,20 NNClH2O+ClN2Cl亲核取代亲核取代二嗪亲核取代发生在电子密度较小的位子
12、二嗪亲核取代发生在电子密度较小的位子这些位子的卤素更易被取代这些位子的卤素更易被取代NNCH3NaNH2NNCH3H2NNH3130-160 NNClH3CNNNH2H3C170 嘧啶化合物的合成嘧啶化合物的合成常用常用 1,3-二酮与二胺缩合二酮与二胺缩合OONHH2N+NN丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯-酮酸酮酸 二酮二酮尿素 尿素 硫尿硫尿胍 胍 眯眯嘧啶化合物嘧啶化合物生理、药理上均重要生理、药理上均重要COOEtCOOEtH2NH2NO+NNHOHOOHNaOEtNNHOHOOHNNHIPCl3例 例 1：MeMeOO+H2NH2NSNaOEtNHNMeMeSNNMeMeRaney Ni例 例 2：例 例 3：氰乙酸乙酯与二胺缩合：氰乙酸乙酯与二胺缩合OEtCNO+H2NH2NMeMeONaNNHOH2NMeCl-MeOH,heat
