杂环化合物的分类和命名

１7．１ 杂环化合物的分类和命名 １7．１．１分类 五元环NOSH 单杂环六元环

N杂环

苯环与单杂环的稠合杂环(苯并杂环) N稠杂环 N两个或两个以上单杂环的稠合杂环N NNH１7．１．２命名

1．音译法 以口字傍为杂环标志。 OSNNH

噻吩呋喃吡啶吡咯

pyridinepyrrolefuramthiophene

2．系统命名法 NOSH 茂

氧茂硫茂(环戊二烯)氮茂

NNN苯氮苯1,3-二氮苯 3．取代杂环的命名

① 杂环的编号从杂原子起依次1,2,3 ……（或：α,β,γ……）。 ② 如环上不止一个杂原子时，则从O、S、N的顺序依次编号。 ③ 有两个相同杂原子的，应从连有H原子或取代基的开始编号。 ④ 编号时注意杂原子或取代基的位次之和最小。

H3C54N32NH214534NN13N2N1H52S2-氨基-4-甲基噻唑吡唑1

CH31-甲基咪唑１7．２ 五元杂环化合物 —— 吡咯、呋喃、噻吩

１7．２．１结构 1．经典结构

NOSH

2．分子结构

呋喃OOO：1S 2 2S2 2P4噻吩sSS: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4吡咯NHNHN: 1S2 2S2 2P3 据现代物理方法证明：

① 呋喃、吡咯、噻吩是一个平面结构。

② 环上的C原子和杂原子都是以SP2杂化轨道成键的。 ③ 五个没有杂化的P轨道垂直于环平面，形成闭合共轭体系。 ④ 属于富电子芳环。

⑤ 环形π电子分布于杂环平面的上、下两方。 ⑥ 共轭能 共轭能kJ/mol 3．芳香性

① 符合休克尔规则，π电子数为6。

2

苯 152 噻吩 125.5 吡咯 90.4 呋喃 71.1 ② 芳香性比较（易取代、难加成、难氧化）：

苯＞噻吩＞ 吡咯＞呋喃

③ 解释

环的稳定性：苯 ＞ 噻吩 ＞ 吡咯 ＞ 呋喃 １7．２．2呋喃、噻吩、吡咯的制备

O催化脱羰基CHONi280℃O+NH3OAl2O3430℃ZnO-Cr2O3-MnO2H2O400-415℃NHCH3CH2CH2CH3+SCH3CH=CHCH3CH3CH2CH=CH2650℃S+SO2S 帕尔-诺尔合成法：用1,4-二酮合成。

P2O5ROSRR

ROORP2S5△R`NH2R１7．２．3化学性质

H+R

NHR0.1431nm0.1371nm0.1423nm0.1370nm0.1429nm0.1371nmO0.1383nmS0.1714nmN0.1383nmO1.73DS1.90DN1.58D非芳香性的杂环化合物只有诱导效应。O0.70DS0.51DN1.81D芳香体系的杂环化合物有诱导效应和共轭效应。3

1．亲电取代反应 ① 卤代

Br2室温Br20℃80%OBrOCl2-40℃+OClClOCl呋喃与卤素反应激烈，卤素稍过量，常得到多卤化物。碘代IINHNHIIBrBr从偶极矩来看，N的供电性强，使吡咯上C原子电子云密度增加的多。极易取代 。Br2BrBrNH氯代0℃SO2Cl2(1mol)NHCl80%CH3COOHSBr78%SCl250℃+S36%ClClS14%Cl+ClClSClCl加成产物13%② 硝化 CH3CO2NO2H吡啶H35%-5~-30℃ONO NOO2CH3COO2O加成物

乙酰硝酸酯是较为温和的砂化剂，用时临时制备。 HONO2NO2+ NO5℃乙酐2NNN HHH

83%SNO2+CH3CO2NO2NO2SS-10℃乙酐70%4

5%③ 磺化

95% H2SO4S25℃SSO3H噻吩-2-磺酸噻吩在室温下可直接磺化，生成溶于水的α-噻吩磺酸。这个反应常用来除去粗苯中的噻吩。吡咯和呋喃对酸敏感，吡咯在酸性条件下易聚合；呋喃遇酸要开环，故需与吡啶三氧化硫为磺化剂。

NO+SO3-NO呋喃-2-磺酸吡啶盐+ClCH2CH2ClSO3-HClO41%SO3HNNH+SO3-NHSO3-NH+HClNHSO3H

90%吡咯-2-磺酸吡啶盐④ 乙酰化

乙酐BF3乙醚0℃OOCOCH3NH乙酐150~200℃60%乙酐H3PO4NH+COCH3CH3CONHCOCH3SSCOCH370% ⑤ 亲电取代反应小结 a．亲电取代反应的活性

吡咯 ＞ 呋喃 ＞ 噻吩 ＞＞ 苯

溴化相对速度： 3*1018 6*1011 5*1011 1

5

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