Хинолин и изохинолин: Скрауп и Бишлер — Напиральский — Органическая химия для олимпиад

Хинолин и изохинолин: Скрауп и Бишлер — Напиральский

8 заданий

Хинолины

linkОпора

Хинолин — бензольное кольцо, сочленённое с пиридином (урок 357); его ядро входит в хинин и многие противомалярийные лекарства. Пиридиновое кольцо хинолина собирают на готовом анилине: аминогруппа присоединяется к карбонильному соединению, а замыкание кольца идёт электрофильным замещением в орто-положение. Разные карбонильные партнёры дают разные заместители в пиридиновом кольце.

Как получить хинолин

  1. В синтезе Скраупа анилин нагревают с глицерином, концентрированной серной кислотой и нитробензолом (окислителем); сульфат железа(II) смягчает реакцию.
  2. Глицерин отщепляет воду и превращается в акролеин, анилин присоединяется к нему по Михаэлю и даёт 3-(фениламино)пропаналь, кольцо замыкается электрофильным замещением в орто-положение, после отщепления воды образуется 1,2-дигидрохинолин, и он окисляется в хинолин.
  3. Пара-заместитель анилина оказывается в положении 6 хинолина, орто-заместитель — в положении 8, а мета-заместитель даёт смесь 5- и 7-изомеров.
  4. В синтезе Дёбнера — Миллера анилин с еналем \(\ce{RCH=CHCHO}\) даёт 2-R-хинолин, в синтезе Комба анилин с 1,3-дикетоном \(\ce{RCOCH2COR}\) — 2,4-диR-хинолин, а в синтезе Фридлендера 2-аминобензальдегид с кетоном \(\ce{RCOCH2R'}\) (в основании) — хинолин с R у C2 и R′ у C3.
Синтез Скраупа через акролеин и синтез Фридлендера
Синтез Скраупа через акролеин и синтез Фридлендера

Примеры

1. 8-Гидроксихинолин. 2-Аминофенол по Скраупу даёт 8-гидроксихинолин (оксин) — реагент на ионы металлов: орто-заместитель анилина оказывается в положении 8.

Орто-заместитель оказывается в положении 8
Орто-заместитель оказывается в положении 8

2. Синтез Дёбнера — Миллера. Анилин с 2-метилпент-2-еналем в кислоте с окислителем даёт 2-этил-3-метилхинолин: β-атом еналя становится атомом C2, а α-атом — атомом C3.

β-Атом еналя становится атомом C2
β-Атом еналя становится атомом C2

errorРеакция Скраупа бурная

Смесь анилина, глицерина и серной кислоты при нагревании разогревается сама и может выбросить содержимое колбы. Добавки сульфата железа(II) или борной кислоты делают реакцию спокойнее.

edit_noteПопробуйте сами

Какой хинолин получится по Скраупу из 2-метиланилина?

expand_moreПоказать решение

8-Метилхинолин.

Изохинолины и реакции

В изохинолине атом азота стоит в положении 2, и его кольцо собирают иначе — на β-арилэтиламине. Замыкание кольца и здесь идёт электрофильным замещением в ароматическом кольце (урок 184), поэтому доноры вроде метоксигрупп сильно облегчают реакцию. Так построены многие алкалоиды, например папаверин.

Как получить изохинолин

  1. В синтезе Бишлера — Напиральского β-арилэтиламин превращают хлорангидридом в амид, амид при нагревании с \(\ce{POCl3}\) или \(\ce{P2O5}\) замыкается в 3,4-дигидроизохинолин, а палладий на угле при нагревании отщепляет водород и даёт изохинолин.
  2. В синтезе Пикте — Шпенглера β-арилэтиламин с альдегидом RCHO в кислоте даёт 1-R-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин; триптамин реагирует особенно легко и даёт тетрагидро-β-карболины.
  3. Доноры (OMe, OH) в пара-положении к месту замыкания ускоряют реакцию, а кольцо замыкается на свободный орто-атом к цепи.
  4. Электрофил атакует хинолин и изохинолин в бензольное кольцо (положения 5 и 8), а нуклеофил — в пиридиновое: хинолин — в положения 2 и 4, изохинолин — в положение 1. Азот алкилируется и окисляется в N-оксид, как у пиридина, а \(\ce{KMnO4}\) разрушает бензольное кольцо хинолина.
Синтезы Бишлера — Напиральского и Пикте — Шпенглера
Синтезы Бишлера — Напиральского и Пикте — Шпенглера

Примеры

1. Нитрование хинолина. Хинолин с азотной и серной кислотами при 0 °C даёт смесь 5- и 8-нитрохинолинов: электрофил атакует бензольное кольцо.

Электрофил атакует бензольное кольцо
Электрофил атакует бензольное кольцо

2. Синтез Пикте — Шпенглера. Гомовератриламин с ацетальдегидом в кислоте даёт 6,7-диметокси-1-метил-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин (салсолидин): атом C1 приходит из альдегида.

Атом C1 приходит из альдегида
Атом C1 приходит из альдегида

errorКакой атом становится C1

В синтезе Бишлера — Напиральского атом C1 изохинолина — бывший карбонильный атом ацильной группы: ацетил даёт 1-метилизохинолин, а формил — незамещённый изохинолин. В синтезе Пикте — Шпенглера атом C1 приходит из альдегида.

edit_noteПопробуйте сами

Какой изохинолин получится по Бишлеру — Напиральскому из N-[2-(3,4-диметоксифенил)этил]формамида после дегидрирования?

expand_moreПоказать решение

6,7-Диметоксиизохинолин: формильная группа даёт незамещённый атом C1.

push_pinГлавное

Скрауп: анилин + глицерин + концентрированная \(\ce{H2SO4}\) + окислитель (нитробензол): глицерин дегидратируется в акролеин, анилин присоединяется по Михаэлю, альдегид замыкает кольцо на орто-атом, 1,2-дигидрохинолин окисляется. Пара-замещённый анилин даёт 6-замещённый хинолин, орто — 8-замещённый. Дёбнер — Миллер: вместо акролеина — еналы (кротоновый альдегид → 2-метилхинолин); Комб: анилин + 1,3-дикетон → 2,4-дизамещённый хинолин; Фридлендер: 2-аминобензальдегид + карбонильное соединение с группой \(\ce{CH2}\) → хинолин. Бишлер — Напиральский: N-ацил-β-арилэтиламин + \(\ce{POCl3}\) → 3,4-дигидроизохинолин (C1 — бывший карбонил ацила), затем дегидрирование (Pd); Пикте — Шпенглер: β-арилэтиламин + альдегид, кислота → 1,2,3,4-тетрагидроизохинолин. Электрофил атакует хинолин и изохинолин в бензольное кольцо (C5 и C8), нуклеофил — в пиридиновое (хинолин — C2 и C4, изохинолин — C1).

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Органическая химия для олимпиад · репетитор-кузьмин.рф
© 2026. Курс органической химии для подготовки к региональному и заключительному этапам Всероссийской олимпиады школьников и к перечневым олимпиадам первого уровня.