_
第10章
杂环化合物
§10.1 杂环化合物的分类和命名
10.1.1 分类
1、按照环的多少分类
❖ 单杂环：常见的是五元杂环和六元杂环，环上的杂原子有一个或两个。
五元杂环：
六元杂环：
吡喃没有芳香性，生成盐后则具有芳香性。
❖ 稠杂环：由苯环与单杂环或两个以上单杂环稠合而成的。
10.1.2 命名
常见的基础杂环多数是具有芳香性的，命名时作为杂环化合物的母核。
1、音译法
中文名称采用音译法，用带口字旁的同音汉字表示。
对于无特定名称的杂环化合物，中国化学会1980年颁布的有机化学命名原则规定：
采用“杂”字作介词，把杂环看作是相应的碳环母核中碳原子被杂原子置换后的衍生物来命名。
国外现在采用的Hantzsch-Widman系统，规范了10元以下一般杂环的词尾词干的书写 _
格式。
❖ 为了正确表明取代基位置，需将杂环母核编号，编号规则主要有：
（1）含一个杂环原子的单杂环，从杂原子开始编号。
有时也使用希腊字母，把靠近杂原子的位置叫做α位，其次是β位，再其次是γ位。
（2）含两个及以上相同杂环原子的单杂环，编号从连有氢原子的杂原子开始，并使另一杂原子所在位次保持最小。
（3）含两个及以上不同杂环原子的单杂环，编号从价数小杂原子开始，价数相同时则从原子序数小的开始。
因此，常见杂原子编号优先顺序为O、S、N。
一般常见的稠杂环有特定的编号，或是沿用习惯。
§10.2 五元杂环化合物
10.2.1 结构和物理性质
1、结构
这三种杂环上的原子都是sp2杂化，为平面结构。
每个碳原子垂直于环平面的p轨道有一个电子，杂原子垂直于环平面的p轨道有二个电子。
_
❖
三种杂环π电子数都是6个，符合休克尔规则，都具有一定的芳香性。
❖ 结构特点：杂原子sp2杂化，未成键电子对在2p轨道上，参与共轭。
从吡咯的共振式看出，杂原子氮上部分负电荷分布到了碳原子上。
杂环化合物大全
【药师学习百科】——第5期20090609
杂环一概念与碳环相对，指的是成环的原子不仅包括碳，还包括氮、氧或硫等原子。简单的杂环环系从3到10元不等；可以是脂环（如四氢呋喃），也可以是芳环（如吡啶）。复杂的杂环系可以由2个或更多简单环并合而成（如吲哚）。
杂环化合物的系统命名法如下
把杂环看作碳环中碳原子被杂原子替换而形成的环，称为“某杂（环的名称）”；
给杂原子编号，使杂原子的位置号尽量小。
其他官能团视为取代基。
杂环化合物大全
(部分学员对基本杂环方面知识还有所欠缺，本人特整理此表，志于全面，欢迎补充）
环数 名称 分子式 结构式 衍生物
单环
三元环 吖丙啶 C2H5N
环氧乙烷 C2H4O
环氧丙烷
环硫乙烷 C2H4S
四元环 吖丁啶 C3H7N
恶丁烷 C3H6O
噻丁环 C3H6S
五元环 含一个杂原子 呋喃 C4H4O
四氢呋喃
呋喃甲醛
吡咯 C4H5N 四氢吡咯
噻吩
C4H4S
四氢噻吩
含两个杂原子 吡唑 C3H4N2
咪唑 C3H4N2
恶唑
噻唑
异恶唑
异噻唑
六元环 含一个杂原子 吡啶 C5H5N
六氢吡啶
烟酸
烟酸胺
异烟肼
吡喃 C5H6O
噻喃 C5H6S
含两个杂原子 哒嗪
嘧啶
吡嗪
哌嗪
七元环及以上 杂䓬 䓬指环庚三烯正离子
……
稠环
五元及六元稠杂环 吲哚
苯并咪唑
咔唑
喹啉
异喹啉
蝶啶
7H-嘌呤
吖啶
吩嗪
吩噻嗪
非杂环
环戊二烯
或称茂 C5H6
萘
蒽
菲
蒽醌
……
1 第十五章 杂环化合物
第一节 分类和命名
杂环化合物：含杂原子的芳香环状化合物。杂原子：N、S、O
一、 分类
按环的大小：五元、六元
按杂原子的多少：1个，2个，3个
按成环的形式：单杂，稠杂环
二、 命名
1、 有特定名称的杂环
① 五元杂环
② 六元杂环
③ 稠杂环
2
2、 母核的编号
原则：①从杂原子开始编号，使杂原子的位次和最小，然后编取代基
②有多个杂原子从优先的的杂原子开始编号：O→S→NH→N
③一些稠杂环有特定的编号方式，稠合边一般不编号
3、 命名举例：
4、 几点说明
① 如果杂环中含有最多数目的非聚集双键，剩余的饱和氢原子称为
3 指示氢或标氢或额外氢。
② 未达到最大可能数目的非聚集双键，这样的饱和氢原子称为外加氢
③ 含活泼氢的杂环可能具有互变异构体，必要时需注明即结构不唯一，如果氮上有取代基无活泼氢则无互变异构
5、 无特定名称的稠杂环母核的命名原则
格式：附加环并[ ]母环
附加环以1,2,3……编号（原子号）
母环（基本环）以a,b,c……编号，固定拼合位置
母环的选择原则：
① 杂环优先
② 次序优先 N→O→S
③ 环大者优先
④ 杂原子数目多种类多的优先
命名举例：
4
第二节 六元杂环
一、 含一个杂原子的六元杂环
1、 吡啶
① 结构与芳香性：芳香性，碱性，亲核性，吡啶型N
② 化学性质
a) 水溶性：与水混溶
b) 碱性和亲核性：吡啶碱性略强于苯胺
c) 亲电取代反应和亲核取代反应
5
d) 氧化还原反应：苯环易氧化，吡啶易还原
6
吡啶氮氧化物：
① 反应位置在α和γ位
② 双重反应机制，易亲电取代及亲核取代
二、喹啉和异喹啉
亲电取代反应易发生在苯环上，亲核取代易发生在吡啶环上
氧化反应易发生在苯环上，还原反应易发生在吡啶环上
亲电取代：
亲核取代：
7
氧化反应
还原反应
三、 含两个杂原子的六圆环（哒嗪，嘧啶，吡嗪）
杂环化合物大全
【药师学习百科】——第5期20090609
杂环一概念与碳环相对，指的是成环的原子不仅包括碳，还包括氮、氧或硫等原子。简单的杂环环系从3到10元不等；可以是脂环（如四氢呋喃），也可以是芳环（如吡啶）。复杂的杂环系可以由2个或更多简单环并合而成（如吲哚）。
杂环化合物的系统命名法如下
把杂环看作碳环中碳原子被杂原子替换而形成的环，称为“某杂（环的名称）”；
给杂原子编号，使杂原子的位置号尽量小。
其他官能团视为取代基。
杂环化合物大全
(部分学员对基本杂环方面知识还有所欠缺，本人特整理此表，志于全面，欢迎补充）
环数 名称 分子式 结构式 衍生物
单环
三元环 吖丙啶 C2H5N
环氧乙烷 C2H4O
环氧丙烷
环硫乙烷 C2H4S
四元环 吖丁啶 C3H7N
恶丁烷 C3H6O
噻丁环 C3H6S
五元环 含一个杂原子 呋喃 C4H4O
四氢呋喃
呋喃甲醛
吡咯 C4H5N
四氢吡咯
噻吩
C4H4S
四氢噻吩
含两个杂原子 吡唑 C3H4N2
咪唑 C3H4N2
恶唑
噻唑
异恶唑
异噻唑
六元环 含一个杂原子 吡啶 C5H5N
六氢吡啶
烟酸
烟酸胺
异烟肼
吡喃 C5H6O
噻喃 C5H6S
含两个杂原子 哒嗪
嘧啶
吡嗪
哌嗪
七元环及以上 杂䓬 䓬指环庚三烯正离子
……
稠环
五元及六元稠杂环 吲哚
苯并咪唑
咔唑
喹啉
异喹啉
蝶啶
7H-嘌呤
吖啶
吩嗪
吩噻嗪
非杂环
环戊二烯
或称茂 C5H6
萘
蒽
菲
蒽醌
……
简易药化学习法
一、大多数药物可根据药名提示联想其具有的结构（药名与结构）
二、通过具有的结构认识化学名，即看见化学名，知道是什么药物。
三、根据结构分析得出理化性质。
由此，基本上就掌握了该药的主要性质。有少部分药物的药名与结构之间找不出任何的联系，这种情况只好下工夫记忆了。
