雜環(huán)化合物地命名

1、雜環(huán)化合物（hetero cyclic compounds ）屬于環(huán)狀有機(jī)化合物的一種，是指由碳原子和非碳原子 共同參與組成環(huán)的環(huán)狀化合物。這種參與成環(huán)的非碳原子稱為雜原子。雜原子大都屬于周期表中W、 V、W三族的主族元素，最常見的是氮、氧、硫，其中以氮原子最為多見。按照這個(gè)定義，在前面 一些章節(jié)中曾討論過的內(nèi)酯、交酯、環(huán)狀酸酐和內(nèi)酰胺等，也應(yīng)屬于雜環(huán)化合物。但這些化合物通 常容易開環(huán)成原來(lái)的鏈狀化合物，其性質(zhì)又與相應(yīng)的鏈狀化合物相同，因此一般不把它們列入雜環(huán) 化合物的范圍。有機(jī)化學(xué)中所要討論的雜環(huán)化合物，一般都比較穩(wěn)定，不容易開環(huán)，有些雜環(huán)化合 物的性質(zhì)與苯、萘等相似，具有不同程度的芳香性。

2、內(nèi)酯交龍環(huán)狀酸酹內(nèi)醉胺雜環(huán)化合物的種類繁多，數(shù)目龐大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在已發(fā)現(xiàn)的幾百萬(wàn)種有機(jī)化合物中，雜環(huán)化合物約占總數(shù)65 %以上。這說明雜環(huán)化合物在有機(jī)化學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域中都占有相當(dāng)重要的地位。雜環(huán)化合物廣泛地存在于自然界中，動(dòng)植物體內(nèi)所含的生物堿、苷類、色素等往往都含有雜環(huán) 結(jié)構(gòu)。許多藥物，包括天然藥物和人工合成藥物，例如頭抱菌素（抗生素）、羥基樹堿（抗腫瘤藥）小檗堿（抗菌藥）等也都含有雜環(huán)。與人類生命活動(dòng)及各種代謝關(guān)系非常密切的物質(zhì)核酸，其堿基部分也含有雜環(huán)。近幾十年來(lái)，在雜環(huán)化合物的理論和應(yīng)用方面的研究不斷取得重大進(jìn)展，許多天然雜環(huán)化合物，包括維生素B”，那樣結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的雜環(huán)分子，已經(jīng)能夠

3、用人工方法進(jìn)行全合成；同時(shí)，人類也合成了許多自然界不存在的雜環(huán)化合物。這些化合物作為藥物，作為超 導(dǎo)材料，作為工程材料，也都具有很重要的意義。雜環(huán)化合物的分類雜環(huán)化合物的種類繁多，其常見的分類方法按所依據(jù)的原則不同，可分為按分子所含環(huán)系的多少及其 連接方式分類和按分子中所含n電子的狀態(tài)和數(shù)量多少分類兩種。按分子所含環(huán)系的多少及其連接方式分類根據(jù)這種方法可將雜環(huán)化合物分為以下幾類:稠雜環(huán)類，如：呦嗥、啜吟等橋雜壞婁,巨雜環(huán)類，如：卩卜吩、冠醸等按分子中所含n電子的狀態(tài)和數(shù)量多少分類按照這種方法可將雜環(huán)化合物大致分為四類，即：(1 )多n-(n-excessive )雜環(huán)。以苯分子為參照標(biāo)準(zhǔn)，凡是

4、環(huán)中n電子云密度大于苯，并像 苯一樣有一個(gè)閉合的環(huán)狀共軛體系的雜環(huán)化合物屬于此類口：呋喃、吡咯、噻吩等。這類雜環(huán)的 主要特征是親電取代反應(yīng)活性比苯高。毗咯咲喃(2)缺n- (n-deficient )雜環(huán)。這類雜環(huán)也同樣具有閉合的環(huán)狀共軛體系，但環(huán)中n電子云密度小于苯，其親電取代反應(yīng)活性比苯低。吡啶、嘧啶等屬于此類。(3)烯型雜環(huán)。這類雜環(huán)不含有閉合的環(huán)狀共軛體系，只具有孤立的n鍵或不連續(xù)的共軛n鍵a-呋喃、y-吡喃等屬于此類。(4)烷型雜環(huán)。這類雜環(huán)不含不飽和鍵，是完全飽和的雜環(huán)。四氫呋喃、六氫吡啶等屬于此類。四氫咲喃H大氫口岀噪此外，單雜環(huán)類還可按照環(huán)的大小分為三元雜環(huán)、四元雜環(huán)、五元雜環(huán)

5、、六元雜環(huán)等，實(shí)際分 類時(shí)，可將不同方法結(jié)合進(jìn)行，一般分為五元雜環(huán)、六元雜環(huán)、稠雜環(huán)等幾類。稠雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，可以是芳環(huán)和雜環(huán)相稠合，也可以是雜環(huán)和雜環(huán)相稠合，還可 能是含有共用雜原子的稠雜環(huán)。雜環(huán)化合物的命名雜環(huán)化合物的命名比較復(fù)雜，其名稱應(yīng)包括基本母核名稱和環(huán)上取代基的名稱這兩部分。取代基的命 名原則基本上與前面各章所介紹的相同，本章主要介紹有特定名稱的雜環(huán)母核以及無(wú)特定名稱的稠雜環(huán)母 核的命名。有特定譯音名稱雜環(huán)母核的命名許多雜環(huán)化合物都有英文俗名或半俗名，這些俗名習(xí)用已久，有些已作為特定名稱為IUPAC的系統(tǒng)命名法所收載。對(duì)于此類雜環(huán)，可采用譯音命名法命名，即按照該雜環(huán)的英文

6、特定名稱選用發(fā) 音相同或相似的漢字，并在左邊加“口”字偏旁，作為其名稱。例如：4o3毗略(pyrrole)(thiophene)咪叱(iinidazaLe)口惡呼(ok azole)噬哩(thiasoleO4q空-毗哺4Ji-毗哺(4H-pyran)AM2毗喘(pyxidijie)6噠嚓(pyr ldazme )嚅哇(pyrimidine 5毗尊( pyr aaine)7 H弔噪(indoleO1S48囈41 quino line)543喋咤(ptrid itls)4S510 1 叮 Pt ( aeHdi站)8異0哺 tisoquiriol ine)這類雜環(huán)母核的編號(hào)都采用固定的方法，其一般原

7、則如下：（1 ）含一個(gè)雜原子的單雜環(huán)。編號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字，以雜原子為起編點(diǎn)，同時(shí)應(yīng)使取代基所在碳 原子有最低位次。有時(shí)也可用希臘字母，將雜原子鄰位編為a位，其次為B位，再其次為y位。（2 ）含有多個(gè)相同雜原子的單雜環(huán)。編號(hào)應(yīng)使所有雜原子都有最低位次。如果其中一個(gè)雜原子 連有氫或取代基，則應(yīng)從此雜原子開始編號(hào)，并使其他雜原子有最低位次。一般雜環(huán)母核都含有最多的非聚積雙鍵，當(dāng)雜環(huán)上某個(gè)不飽和碳原子再額外連接氫原子（即由=CH變?yōu)橐籆H，）時(shí)，這個(gè)氫就叫“額外氫"或“指示氫"。指求氫位置不同的異構(gòu)體命名時(shí)，應(yīng) 以所在位次加“ H "（用斜體大寫），放在母體名稱之前。例如：

8、舊-毗咯毗喀胡-毗咯（3）含有不同雜原子的單雜環(huán)編號(hào)時(shí)，一般按 0、S、N的順序優(yōu)先選擇起編點(diǎn)，例如:（4 ）有特定譯音名稱的稠雜環(huán)一般按相應(yīng)芳環(huán)的編號(hào)方式編號(hào)（嘌吟除外）。例如:相應(yīng)芳?jí)牡木幪?hào)）雜環(huán)的編號(hào)54548 1異嗤瞄（相應(yīng)芳環(huán)的編號(hào)）1雜環(huán)的騙號(hào)嘌呤不按上述原則，則按自己的習(xí)慣方式編號(hào)。這類有特定譯音名稱雜環(huán)的衍生物命名時(shí)，既可把雜環(huán)當(dāng)作母體，也可將雜環(huán)視為取代基。例 如:B 4NH8-輕基摩際0-氧基瞟時(shí)（雜評(píng)作母體）2咲U甫甲醛3-oW乙酸（舉環(huán)作取代基）無(wú)特定譯音名稱稠雜環(huán)化合物的命名對(duì)這類雜環(huán)化合物，可將其母核分解成兩個(gè)有特定名稱的環(huán)系，并將其中一個(gè)定為基本環(huán)，另一個(gè)定 為附

9、加環(huán)。命名時(shí)將附加環(huán)名稱放在前，基本環(huán)名稱放在后，兩環(huán)名稱間綴以方括號(hào)，方括號(hào)內(nèi)分別用阿 拉伯?dāng)?shù)字和小寫英文字母表示兩環(huán)的稠合情況。現(xiàn)就其具體方法說明如下：稠合方式的表示方法R基本環(huán)的選擇方法3稠合方式的表示方法關(guān)于基本環(huán)的選擇，主要按以下幾條規(guī)則依次考慮。 由雜環(huán)和芳環(huán)構(gòu)成的稠雜環(huán)，優(yōu)先選擇雜環(huán)作基本環(huán)。如還有選擇時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇環(huán)數(shù)較多，且有特定名稱的雜環(huán)作基本環(huán)。例如:I中噻唑?yàn)榛经h(huán)，苯為附加環(huán)，稱為苯并噻唑；n稱為苯并異喹啉（不稱萘并吡啶）。 由雜環(huán)和雜環(huán)構(gòu)成的稠雜環(huán)， 環(huán)大小不同時(shí)，優(yōu)先選擇大環(huán)作基本環(huán)； 環(huán)大小相同時(shí),按n、o、S的順序優(yōu)先選擇基本環(huán)。例如：川的基本環(huán)是吡喃，稱呋喃

10、并吡喃；w的基本環(huán)是呋喃，稱噻吩并呋喃。IIIIV雜環(huán)中雜原子數(shù)目不同時(shí)，含雜原子數(shù)目多的環(huán)優(yōu)先； 數(shù)目相同時(shí)，則含雜原子種類多的環(huán)優(yōu)先。例如：V應(yīng)稱吡啶并噠嗪（雜原子數(shù)目多的優(yōu)先）應(yīng)稱咪唑并噻唑（雜原環(huán)的大小、雜原子的數(shù)目、種類都相同時(shí)，優(yōu)先選擇稠合前雜原子編號(hào)較小的雜環(huán)為基本環(huán)。例如：忸應(yīng)稱吡嗪并噠嗪。0嚴(yán)4235嚴(yán)川訐VK4含有共用雜原子的稠雜環(huán)，應(yīng)視為兩環(huán)都含有該共用雜原子來(lái)進(jìn)行選擇。例如：區(qū)應(yīng)稱為咪唑并噻唑（含雜原子種類多的優(yōu)先）。為了將基本環(huán)與附加環(huán)的稠合方式表達(dá)清楚,應(yīng)先將兩部分各自按編號(hào)原則編號(hào)，再將基本環(huán)的每條邊按編號(hào)方向依次用d代表，然后將附加環(huán)稠合邊原子序號(hào)寫在前,基本環(huán)

11、稠合邊字母寫在后，二者之間用“”隔開，一起放到兩環(huán)系名稱之間的方括號(hào)內(nèi)。兩者順序相同時(shí)小數(shù)字在附加環(huán)稠合邊原子序號(hào)在書寫時(shí)應(yīng)與基本環(huán)字母次序的方向一致,前，大數(shù)字在后；反之則大數(shù)字在前，小數(shù)字在后。例如：噬哇（基本壞）咪呼（附加環(huán)）該化合物兩環(huán)稠合邊編號(hào)方向相反，命名時(shí)應(yīng)使其一致，所以應(yīng)稱為咪唑并2 , 1-b :噻唑，而不稱咪唑并1，2-b 噻唑。又例如前面所見到的I應(yīng)稱為苯并 d三唑（苯環(huán)的稠合邊原子序號(hào)在此無(wú)需標(biāo)出） ， W稱為噻 吩并2 , 3-b 呋喃，W稱為咪唑并5 , 4-d 噻唑，忸稱為吡嗪并2 , 3-d : 噠嗪。當(dāng)此類化合物分子中存在有其他取代基或官能團(tuán)時(shí)，需要對(duì)整個(gè)化合

12、物進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)（此編號(hào)方式與表示稠合方式的編號(hào)無(wú)關(guān)），其編號(hào)方式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：應(yīng)盡可能使所有雜原子都有最低位次，其次按0、S、NH、N的順序選擇優(yōu)先編號(hào)的雜原子，例如：正確（雜庾干編號(hào)為不正確（雜原子編號(hào)為L(zhǎng)3.S）共用碳原子一般不編號(hào)（個(gè)別例外），但在滿足上一條規(guī)則的前提下，應(yīng)盡可能使其 具有較低的序號(hào)（其編號(hào)方式是依整個(gè)分子的編號(hào)方向在其前一個(gè)原子的編號(hào)下加注b”、“c”等）。例如：下面化合物可有三種不同的編號(hào)方式，得到雜原子的編號(hào)均為4、5、8，但第一種共用碳原子的編號(hào)為4a，后兩種則為8a，故正確的編號(hào)方式應(yīng)為第種。正確 氫原子和指示氫的編號(hào)應(yīng)盡可能低。例如:50'01正確

13、宣廉千編號(hào)為入）不正確（氫原于編號(hào)為2、2擊X）命名實(shí)例:2-甲基3-氨基-8節(jié)氧基抽坐并1, 2-a毗嗪雜環(huán)化合物的命名雜環(huán)化合物的命名比較復(fù)雜，現(xiàn)在一般通用的有兩種類型的命名方法。一種是按照化合物的西文名稱音譯，另一種是根據(jù)相應(yīng)的碳環(huán)化合物名稱類比命名。最常用的是音譯法音譯法音譯法是根據(jù)每個(gè)雜環(huán)化合物的基本雜環(huán)母核的西文名稱按讀音譯成漢字，原則上是23個(gè)漢字名詞的結(jié)構(gòu)尊重我國(guó)的習(xí)慣，在漢字上加上一個(gè)象形性的偏旁“口"字，作為雜環(huán)的標(biāo)志構(gòu)成雜 環(huán)化合物的基本名稱。1 單雜環(huán)的命名方法第一步，寫出雜環(huán)化合物的基本名稱U 1furanHpyrroleUthiopheneNU 1imid

14、azole1-T、丿oxazole呋喃吡咯噻吩咪唑噁唑NUfl1 oAthiazolepyranpyridinepyrimidinepyrazine噻唑吡喃吡啶嘧啶吡嗪第二步，是將雜環(huán)上每個(gè)“環(huán)節(jié)"原子編號(hào)，并使雜原子處在最小號(hào)數(shù)位置，如果一個(gè)環(huán)上有兩個(gè)或多個(gè)不同種類的雜原子時(shí)，則規(guī)定按 O, S，N，順序使其位號(hào)由小到大。例如：11第三步，當(dāng)環(huán)上有取代基時(shí)，先將取代基的名稱放在雜環(huán)基本名稱（或稱主體環(huán)名稱）的前面，并把主體環(huán)的位號(hào)寫在取代基名稱的前面，以表示取代基在主體環(huán)上的位置。如果雜環(huán)分子上有兩個(gè)或兩個(gè)以上取代基時(shí)，則按照最低系列原則編號(hào)。例如：3-甲基吡啶CCH1,3-二甲基

15、吡咯（不是1,4-二甲基吡咯）第四步，對(duì)于不同程度飽和的雜環(huán)化合物，命名時(shí)不但要標(biāo)明氫化(飽和)的程度，而且要標(biāo)示岀氫化的位置，用中文數(shù)字標(biāo)明其數(shù)目，用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明其位置，全氫化物可只標(biāo)明數(shù)目。例如:四氫呋喃六氫吡啶2,3-二氫吡咯2,5-二氫吡咯2稠雜環(huán)命名方法(1 )對(duì)于一些簡(jiǎn)單的稠雜環(huán)，可以直接采用與單雜環(huán)相同的命名方法，例如:quinoline3 26indole吲哚喹啉purinecarbazole嘌呤咔唑(2)對(duì)于大多數(shù)稠雜環(huán)的命名方法，是確定稠雜環(huán)中的主體環(huán)(當(dāng)然必須是分子中的雜環(huán)部分) 并以它的名字作為整個(gè)稠環(huán)分子的基本名稱，其它與之駢合的環(huán)的名字都看成是這個(gè)專主體環(huán)的前綴

16、而放在主體環(huán)名稱的前面，如下式所示。ben zothiazole 苯駢噻唑當(dāng)稠環(huán)中的主體環(huán)和駢合環(huán)具有非專一位置時(shí)，則要標(biāo)明用以駢合的主體環(huán)的邊號(hào)。邊序號(hào)是用a,b,c,d,表示的，并規(guī)定1-2位間的鍵（邊）為a,2-3位間者為b等，按順序標(biāo)記。最后把駢合邊的邊序號(hào)放在駢合環(huán)和主體環(huán)的名稱之間，并以方括號(hào)括起來(lái)。例如：苯喹啉苯駢g喹啉（3）在稠雜環(huán)分子中，若含有兩個(gè)或多個(gè)有可能被選擇作為主體環(huán)時(shí)（即在雜環(huán)駢雜環(huán)分子中）通常是優(yōu)先選擇最大的含氮雜環(huán)作為主體環(huán)，其次是含氧的和含硫的雜環(huán)等等。但總體環(huán)（即整個(gè)稠 環(huán)分子）的編號(hào)仍然是按 O,S,N的順序優(yōu)先選擇起算點(diǎn)。在這樣的分子中，駢合邊位置的標(biāo)示

17、也 比苯駢雜環(huán)的情形要復(fù)雜。首先要將主體環(huán)和所有駢合環(huán)分別各自編號(hào)，然后標(biāo)明主體環(huán)的邊序號(hào) a,b,c,d,駢合邊的位置是用主體環(huán)上的邊序號(hào)和駢合環(huán)的編號(hào)一起表示的，并且都放在方括號(hào)內(nèi)。但是 在方括號(hào)列出的駢合環(huán)的駢合邊的位置號(hào)碼，必須要和主體環(huán)的邊序號(hào)的走向順序一致。碳環(huán)類比命名法這種命名方法的基本出發(fā)點(diǎn)是把所有的雜環(huán)化合物都看成是在碳環(huán)環(huán)節(jié)原子中摻雜進(jìn)去一個(gè)或多個(gè)雜原子的結(jié)果。所以，各種雜環(huán)化合物的名稱，只要在相應(yīng)的碳環(huán)化合物的名字中加上某雜就行了。如吡啶又可以名之為氮雜苯，咲喃可以名之為氧雜茂等等。類別碳環(huán)化合物雜環(huán)化合物結(jié)構(gòu)名稱雜原子單雜原子化合物多雜原子化合物三込環(huán)丙烷OO21氧雜環(huán)

18、丙烷AHNNH翅1知旳,網(wǎng)就1巫R(shí)A精彩文檔0氣氮雜環(huán)丙烷18.2雜環(huán)化合物的分類雜環(huán)化合物的數(shù)量十分龐大，種類非常復(fù)雜，通常是根據(jù)雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)特征 進(jìn)行分類，大致有三種分類方法。1 .按照雜環(huán)分子中所含電子的狀態(tài)和數(shù)量來(lái)分類；可以分為四種類型：(1) 以苯分子為參比標(biāo)準(zhǔn)，凡是環(huán)中的電子密度比苯大，并像苯一樣有一個(gè)連續(xù)封閉的共軛體系的雜環(huán)環(huán)系，稱為超電子環(huán)系(-excessive )。例如呋喃環(huán)系、吡啶環(huán)系等。它們?cè)谛再|(zhì)上的主要特征是親電取代反應(yīng)的反應(yīng)性 比苯還大。(2) 雜環(huán)分子中雖然存在一個(gè)像苯一樣的連續(xù)封閉的共軛體系，但環(huán)中的電子密度比苯中的小，這類雜環(huán)環(huán)系稱為缺電子環(huán)系(-deficient )。顯然，這類雜環(huán)的親電取代反應(yīng)性要比苯小，例如吡啶