环合

形成新的碳环或杂环的反应过程

形成新的碳环或杂环的反应过程，也称闭环缩合或成环缩合。环合一般形成芳香族的六元碳环以及五元和六元杂环，因为这些环比较稳定，而且容易生成。

简介

环合反应是指在有机化合物分子中形成新的碳环或杂环的反应。有时也称闭环或“成环缩合”。在有机合成中环合反应的类型很多，也就是说形成新环可以有许多不同的形式，概括起来分为两大类：即分子间环合和分子内环合。其反应历程包括亲电环合、亲核环合、游离基环合及协同效应等历程。

大多数环合反应在形成环状结时，总是脱落某此简单的小分子，如 H2O 、NH3、HCl、HBr、C2H5OH、H2等。为了促进小分子的脱落，常常要用缩合促进剂。例如：脱水环合，常在浓硫酸中进行；脱卤化氢环合常常要用缚酸剂，有时还要用铜催化剂;脱氢环合常在无水三氯化铝、二氯化二硫或氢氧化钾存在下进行，有时还要加入温和氧化剂；脱醇或脱氨环合，常在酸或碱的催化作用下进行。有些环合过程并不脱落任何小分子，这时反应物分子中要有双键或三键。

环合类型

环合指在有机分子中形成新的碳环或杂环的反应。环合分为：分子内环合；分子间多步环合；分子间一步环合（协同环合）。环合特点：容易形成具有芳香性的六元环和五元环；一般在环合时脱落某些简单的小分子；常需环合促进剂；关键是选择合适的起始原料。

（1）分子内环合既在一个分子内部的适当位置发生环合反应。例如：

（2）分子间（多步）环合即两个分子之间先在适当的位置发生反应，连接成一个分子，但还没有形成新环，这个分了不经分离接着发生分子内环合。例如：

（3）分子内一步环合（协同环合）发生反应形成新环，例如：

环合反应的类型很多，而且所用的反应试剂也是多种多样的。因此，不能像其他单元反应那样，写出一个反应通式，也不能提出一般的反应历程和比较系统的一般规律。

环合特点

环合是指在行机化合物分子中形成新的碳环或杂环的反应。其特点是：

①容易形成具有芳香性六元环环或五元环；

②一般是在两个分子之间先在适当位置成键连成一个分子，然后在这个分子内部适当位发小环合反应；

③少数是分子内环合或分子间协同环合；

④一般在环合时脱落某些简单的小分子，需要环合促进剂。

环合反应的关键是选择价廉易得的起始反应物，能在适当反应条件下形成新环，而且收率良好，产品易分离精制。

环合反应

形成六元碳环的环合反应

1、蒽醌及其衍生物的制备

1）邻苯二甲酸酐法

苯酐与苯系化合物的C-酰化—脱水环合法，是合成蒽醌的主要方法，还用于制备许多蒽醌衍生物。

2）苯乙烯法

苯乙烯二聚、氧化、脱水环合得蒽醌，国外已停用。

3）萘醌法

1，4，萘醌与丁二烯进行1，4-加成环合，然后氧化脱氢得蒽醌，国内曾试用，国外已停用。

4）羰基合成法

苯与一氧化碳脱氢环合，需高压，对催化剂要求高，只有日本曾采用。

2、苯绕蒽酮的制备

苯绕蒽酮由蒽醌与甘油在浓硫酸中反应制得。包括三步反应：①甘油脱水生成丙烯醛；②蒽醌被锌粉或铁粉还原得蒽酮酚；③蒽酮酚与丙烯醛脱水环合生成苯绕蒽酮。

形成含一个氧原子的杂环的环合反应

1、香豆素及其衍生物的制备

香豆素是邻羟基肉桂酸内酯的衍生物。

1）香豆素的制备

香豆素由邻羟基苯甲醛与乙酐在无水乙酸钠和碘的存在下经Perkin反应和脱水C—O键环合而得。

2）6-甲基香豆素的制备

6-甲基香豆素由对甲酚与反丁烯二酸在72%硫酸中经酚羟基的邻位双键加成、脱甲酸、脱水C—O键环合而得。

2、羟基香豆素的制备

4-羟基香豆素由水杨酸经甲酯化，O-乙酰化、脱甲醇C—C键环合而得。

形成含一个氮原子的杂环的环合反应

1、N-甲基-2-吡咯烷酮的制备

N-甲基-2-吡咯烷酮由γ-丁内酯与甲胺的氨解、脱水C—N键环合而得。

2、吲哚及其衍生物的制备

1）吲哚的制备

吲哚由邻氨基乙苯的高温脱氢C—N键环合而得。

2）羟基吲哚钠盐的制备

3-羟基吲哚钠盐由N-苯基氨基乙酸钠在氨基钠-氢氧化钠-氢氧化钾的熔融物中脱NaOH、C—C键环合而得。

3）烷基吲哚的制备

烷基吲哚通常以芳肼为原料与相应的酮，在酸性催化剂存在下，经复杂的反应历程环合而得。

3、吡啶和烷基吡啶的制备

1）吡啶的制备

吡啶由乙醛、甲醛和氨经气-固相接触催化反应、脱水环合而得，同时生成3-甲基吡啶等烷基吡啶。

2）烷基吡啶的制备

⑴乙醛法乙醛与氨进行气-固相接触催化反应，脱水，脱氢环合，主要生成2-甲基吡啶和4-甲基吡啶。

⑵乙烯法乙烯和氨在PdCl2-CuCl2催化剂和空气存在下，液相脱氢环合，主要生成2-甲基吡啶和4-甲基吡啶。

此外还有氨-乙醛液相法、氨-乙炔法、氨-丙烯醛法、丙烯腈-丙酮法等。

3、吡啶酮衍生物的制备

吡啶酮衍生物可以看作是2-戊烯酸内酰亚胺或2，4-戊二烯酸内酰胺的衍生物。

吡啶酮衍牛物以氰乙酰胺和相应的β-酮酸酯经碱催化脱水亲核加成、脱醇（或脱水）、C—N键环合而得。

应用

邻苯二甲酸酐、甲苯和无水三氯化铝按1.0：7.6：2.0的物质的量之比在45～50℃进行C-酰化，得2-（4ˊ-甲基苯甲酰基）苯甲酸，后者在10%发烟硫酸中于115℃进行脱水环合得2-甲基蒽醌，将反应物冷却至12～14%，滴加混酸或发烟硝酸，然后升温至95%进行硝化得1-硝基-2-甲基葸醌，将反应物稀释，在50～55%滴加重铬酸钠的水溶液，升温至85℃进行氧化，得1-硝基葸醌-2-甲酸，最后将后者在15吨水中，于约130℃和约0.6MPa下进行氨解，使硝基被氨基置换，得1-氨基葸醌-2-甲酸。

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