有机化学杂环的命名

１7．１ 杂环化合物的分类和命名 １7．１．１分类

１7．１．２命名

1．音译法 以口字傍为杂环标志。

2．系统命名法

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。

杂环单杂环

五元环六元环苯环与单杂环的稠合杂环(苯并杂环)

两个或两个以上单杂环的稠合杂环O S N H 稠杂环

N

N

N N N

H N O S N H 吡咯呋喃噻吩吡啶N pyrrole furam thiophene pyridine N S

NH 2

H 3C

5

1

24

3

2-氨基-4-甲基噻唑N H

N 1234

5

N N 1

2

3

4

5

CH 3

吡唑

1-

甲基咪唑

O S

N H

N

茂(环戊二烯)氮茂氧茂硫茂N

N

苯氮苯1,3-二氮苯

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

2．分子结构

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SP 2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

3．芳香性

① 符合休克尔规则，π电子数为6。

O S N

H O

呋喃

O ：1S 2 2S 2 2P

4

噻吩

s

S: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 4

N H

吡咯

N: 1S 2 2S 2 2P 3

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

帕尔-诺尔合成法：用1,4-二酮合成。

１7．２．3化学性质

O

S

N

0.1383nm

0.1371nm

0.1431nm

0.1423nm

0.1371nm

0.1714nm

0.1429nm

0.1370nm

0.1383nm

O

S

N

S

N

1.73D

1.90D

1.58D

1.81D

0.51D

0.70D

非芳香性的杂环化合物只有诱导效应。

芳香体系的杂环化合物有诱导效应和共轭效应。

O

280℃

Ni 催化脱羰基O

650℃

C H 3C H 2C H 2C H 3

+S

S

CH 3CH=CHCH 3CH 3CH 2CH=CH

2

+SO 2

S

O

+NH 3

Al 2O 3N

H

O O

R

R

O R S

R

N H

R

R

1．亲电取代反应 ① 卤代

② 硝化

乙酰硝酸酯是较为温和的砂化剂，用时临时制备。

O

O

O

O

Cl Br

Cl

+

呋喃与卤素反应激烈，卤素稍过量，常得到多卤化物。

Cl

80%

S

Cl

Cl S

Cl Cl

Cl Cl

+

78%

36%

14%

加成产物13%

O CH 3CO 2NO 2O O H NO 2H CH 3COO NO 2

吡啶35%

加成物S

+

322S

NO 2

S

NO 270%

5%

N H

83%

11%

HONO 2+N H NO 2N H NO 2

N H

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 。

H

80%

S

95% H 2SO 4

S

SO 3H 噻吩-2-磺酸

③ 磺化

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。

④ 乙酰化

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

O

22O

N +

SO 3-

呋喃-2-磺酸吡啶盐

3H

41%

N H

N H

N H

+

SO 3-H

3H

吡咯-2-磺酸吡啶盐

90%

O 0℃

3O

C OC H 3

N H

乙酐N H

COCH 3

N H

COCH 3

CH 3CO

+

60%

S 34

S

COCH 3

70%

乙酐