§10.1 杂环化合物的分类和命名
10.1.1 分类
倒频1、按照环的多少分类
魔堂单杂环：噻吩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。
主题词表
⏹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：杂原子戴套袖的孙犁先生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。
⏹杂原子共轭效应是推电子的，诱导效应是吸电子的。
⏹由于6个π电子分布于5个原子上，整个环的π电子几率密度比苯大，是富电子芳环。
芳香性顺序：苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃，这与杂原子电负性顺序相反，从离域能数据也得出这一结论。
三种杂环都具有共轭二烯烃结构，芳香性最弱的呋喃可以顺利地进行双烯合成反应。
2、物理性质
呋喃：无液体，难溶于水，有氯仿的气味。与盐酸浸过的松木片反应，显绿。
吡咯：无液体，有苯胺的气味，难溶于水。与盐酸浸过的松木片反应，显红。
噻吩：无液体，不溶于水。在硫酸存在下和吲哚醌作用，显蓝。
10.2.2 质子化反应
呋喃、噻吩、吡咯在酸的作用下可质子化，反应主要发生在α-C上。
⇨由于α-C的质子化反应，吡咯在强酸作用下会因聚合而被破坏。
在稀的酸性水溶液中，呋喃的质子化在氧上发生并导致水解开环。
10.2.3 亲电取代反应
1、亲电取代的活性
a、杂原子对环上电子的贡献为：N最多，O其次，S最少；
b、亲电取代反应的活性为：吡咯＞呋喃＞噻吩＞苯＞吡啶。
c、由于呋喃、吡咯、噻吩环上的π电子云分布不匀，亲电取代反应主要发生在α-位上。
（1）芳香性对亲电取代的影响
⏹噻吩、吡咯的芳香性较强，所以易取代而不易加成；
⏹呋喃的芳香性较弱，更像二烯醚，亲电取代往往是通过加成-消除的方式进行的。
（2）环的稳定性对亲电取代的影响
⏹吡咯在强酸性溶液中容易聚合或开环，因此亲电取代反应不能在强酸性溶液中进行。
⏹噻吩对酸不如吡咯和呋喃敏感，可以用硫酸磺化，用混酸硝化。
2、卤化反应 ①低温；②溶剂稀释等温和条件
3、硝化反应 ①乙酰基硝酸酯作催化剂；②低温
⏹应在较低的温度下，使用温和的硝化剂乙酰硝酸酯。
⏹呋喃比较特殊，先生成稳定的或不稳定的2,5-加成产物，然后加热或用吡啶除去乙酸，得到硝化产物。
原因：呋喃芳香性较弱。
4、磺化反应 ①吡咯、呋喃：吡啶与三氧化硫的加合物作磺化剂；
②噻吩：R.T.下硫酸直接磺化
吡咯、呋喃不太稳定，所以须用温和的磺化试剂磺化，常用吡啶与三氧化硫的加合化合物作磺化试剂。
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