杂环总结.docx

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杂环总结

一，绪论

1，杂环化合物的定义

杂原子：

非碳原子，如：

氧、硫、氮等。

杂环：

由碳原子和杂原子构成的环。

杂环化合物：

环中至少含有一个杂原子的化合物。

2,杂环化学：

是研究杂环化合物的分子结构、物理和化学性质、制法及其应用的一门学科，是有机化学的组成部分。

3，杂环化合物分类

按环的大小：

主要有五元环、六元环

按杂原子的数目：

一个、两个…杂原子

按环的形式：

单杂环、稠杂环

4.根据杂环有无芳香性可分为：

（1）芳香杂环芳

符合休克尔规则（HuckelRule），即具有（4n十2）个离域电子的杂轮烯。

富电子杂环：

呋喃，吡咯，噻吩等。

乏电子杂环：

吡啶，嘧啶。

（2）非芳香杂环---脂杂环

所有饱和的、部分饱和的杂环以及反芳香性的杂轮烯。

杂环化合物的俗称：

4,杂环化合物命名

从杂原子开始编号，并使取代基位次最小

例如：

靠近杂原子的碳为a位，接下去依次b,g¼

5，含两个或多个相同杂原子的单环体系

若同一环上有多个相同的杂原子，应使杂原子所在位次的编号最小;用二、三、四等作为词头来表示喊相同杂原子的个数。

6.含两个或多个不同杂原子的单环体系

含多个杂原子，按标2.1中的顺序列出（O、S、N次序）；使各杂原子的位次的编号最小；带取代基的或有H的杂原子为1号。

例：

7.由单键连接的相同环系

根据环的个数可用词头二，三，四等来表示。

8.含一个苯的双环体系

稠环体系：

至少有两个相邻的原子被两个或更多个环所共用的体系。

有一些苯并稠杂环的俗名：

只有杂环有俗名，则用词头“苯并”和杂环的俗名相结合来命名。

9杂环没有俗名，需要看做整体来进行编号。

①使尽可能多的环放在横坐标上;

②使环中最大的编号在纵坐标的最上边。

10稠杂环编号，一般也从杂原子开始：

其编号与芳稠环相似，共用的碳原子不编号，共用的杂原子要编号。

稠杂环的命名，往往有两种编号，一种表示取代基的编号（周边编号），别一种是标明稠合位置（共用边）的编号。

例：

5-苯基咪唑并[2,1-b]噻唑

11，含两个或多个杂原子的双环和多环体系。

（1）通常把稠杂环看作是二个单杂环并合在一起；

（2）一个环选定为基本环（或母体），它的名称作为“词尾”；

（3）别一个环则为附加环（或取代环），其名称作为“词首”，

（4）中间加一个“并”字。

例：

12确定基本环，原则是：

（1）只有一个含氮组分时，含氮的组份作为基本环；

（2）当含有其他杂原子（不含氮）的组分时，选择含有在表2.1中先列出的杂原子的环系作为基本环；

（3）选择含环尽可能多、并有俗名的组分作为基本环；

（4）选择最大的环作为基本环；

（5）选择含杂原子最多的环作为基本环；

（6）选择含杂原子类型最多的环作为基本环；

（7）选择含杂原子数最多、且杂原子在表2.1中先行列出的组分作为基本环；

（8）选择环中所含杂原子标号最小的组分作为基本环。

例：

10.氢原子的表示

（1）杂环体系中仅由于所连氢原子的位置的不同则会存在一种或多种结构异构体。

（2）该氢原子被称为标记氢，必须使其标号尽可能最低。

（3）在名字的前边标出对应的氢原子的位置，再接一个斜体大写H原子来标识。

例：

二，三元杂环化合物

1，三元杂环化合物的分类

（1）饱和

含一个杂原子的三元杂环

含多个杂原子的三元杂环

（2）不饱和

2，含一个杂原子的饱和三元杂环

通论

1.结构和物理性质

例：

（1）链状醚、硫醚、仲胺比饱和三元杂环的健角小，因此有较大的张力。

（2）三元杂环的构象都是平面形。

氢原子的重叠也是它们产生张力的一个原因。

（3）饱和三元杂环的C-C键具有双键的某些性质。

键长碳一碳单键1.54Å和双键1.34Å之间。

（4）饱和三元杂环的杂原子都有孤电子对，容易受亲电试剂进攻。

（5）环有偶极矩，亲电试剂和亲核试剂都容易与它们反应。

二.化学性质和反应

1.成盐反应

2.开环反应

亲电试剂或亲核试剂都能使三元杂环开裂；

当碳原子上有不同的取代墓时，负离子或亲核基团进攻哪个碳原子与介质、催化剂、取代基和试荆性质有关。

（1）在碱性条件下的亲核开环反应

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）

（8）

（9）

（10）

（11）

（12）

（13）

（14）

（2）酸催化开环反应

3.重排反应

（1）立体有择重排

（2）扩环重排反应

4.消除反应

5.聚合反应

三、一般合成方法

1.分子中的环化法

2.在碳碳双键中插入杂原子的方法

过酸的环氧化反应：

过酸的环氧化反应是亲电加成反应。

四，环氧乙烷的化学性质

1．异构化成碳基化合物

在催化量的Lewis酸存在下，如BF3,MgI2或Ni络合物，环氧乙烷类化合物可异构化成羰基化合物。

环氧乙烷本身生成乙醛:

取代的环氧乙烷生成混合产物，如：

2．亲核开环反应亲核试剂，如氨或胺，可使环氧化物开环生成氨基醇:

3，通过SN2机理可在饱和碳原子上发生立体选择性的亲核取代反应。

Sn2反应导致反应的中心碳原子的构型发生反转，称为Walden转化。

Sn1会导致产物的重排。

这是因为碳正离子发生了向更稳定的碳正离子重排。

4，环氧乙烷类化合物，在三苯基磷存在下与卤素反应，或在乙酸存在下与卤化锂反应，都可以生成ß-卤乙醇类化合物，例如:

5．酸催化水解生成1，2-二醇

在该反应中，首先发生的是酸碱平衡，然后进行亲核开环反应。

6．还原成醇

环氧化物用硼氢化钠还原得到醇，该反应可以看作是氢化物负离子作为亲核试剂的开环反应。

7.脱氧成烯

五、环氧化合物的合成方法

1.卤代醇环化脱卤化氢

在碱性条件下，β-卤代醇脱质子生成对应的共轭碱，进而发生分子内取代卤原子的反应，后者为速率决定步骤。

2.烯烃的环氧化

在Prileschajew反应中，常用的是过氧苯甲酸，间氯过氧苯甲酸或单过氧邻苯二甲酸。

3.Darzens反应（缩水甘油酸酷合成法）

在乙醇钠存在下，a-卤代酸酯与羰基化合物反应生成2一乙氧羰基环氧化合物，该类产物也称作缩水甘油酸酯。

4．Corey合成法

该合成方法是由卤化三烷基锍盐或卤化三烷基亚砜盐衍生的S一叶立德与羰基化合物反应（Corey1962）。