C23 Dv-dai Cuong

CHƯƠNG 23 HỢP CHẤT DỊ VÒNG

Một số hợp chất dị vòng

ĐẠI CƯƠNG VỀ HỢP CHẤT DỊ VÒNG ĐỊNH NGHĨA: Hợp chất dị vòng là những hợp chất hữu cơ có cấu tạo vòng và trong vòng chứa một hay nhiều dị tố. - Các dị tố thường gặp là: N, O, S... VD: C6H5H2COC

NH

H

S

CH3

N O

S

CH3

H

Penicilin

COOH H

O

O

N H O

Saccharin

PHÂN LOẠI Hợp chất dị vòng được chia làm 3 loại: - Theo dị tố: tố N, O, S…..

N H

S Thiophen

O

f uran

pyrol

- Theo vòng: vòng 3, 4, 5, 6,…… vòng N H

Aziridin

N H

Azetidin

N H

Pyrol

N

Pyridin

- Theo mức độ chưa no của vòng: +) Dị vòng thơm: có cấu trúc e: (4n + 2)e π Pyridin : N

N

N

+) Dị vòng không thơm: dị vòng no hoặc không no

N H

N H

2,3-dihydropyrol

Pyrolidin

N H

Piperidin

DANH PHÁP 1. DANH PHÁP THÔNG THƯỜNG VD:

H N

H N

N

PYRAZOL N

S

O

PYROL

FURAN

THIOPHEN

H N

N

H N

N IMIDAZOL

PYRIDIN

PIPERIDIN

N

N

N N

PYRIDAZIN

H N

PYRIMIDIN

N PYRAZIN

PYROLIDIN

HN NH PIPERAZIN

7

7

H 7a N 1

6

1

7a

7

6

3a

4

5 3

8 7

8a

1

8

N 2 3

4a

7

9 8

4

5

6

9a

5

5

3 4

QUINOLIZIN

1 8a

N

4a

4a

8

2

N

4

2

7

N3

6 5

4

N

8

N 7H

8a

4a

PURIN

6

N

2 3

N 4

QUINOXALIN

3

2

N1

5

4

1

3

9 2

N

QUINOLIN

QUINAZOLIN

1

N

7

3

6

ISOQUINOLIN

8a

3

6

ISOINDOL

6

5

3a

4

INDOL

1

NH 2

2 5

8

4 3a

5

2N 1N H

6 4a

7

INDAZOL

2. DANH PHÁP HỆ THỐNG 2.1. DANH PHÁP DỊ VÒNG ĐƠN VÒNG: Tên gồm hai phần: tiếp đầu ngữ + tiếp vị ngữ a) Tiếp đầu ngữ: chỉ tên dị tố: O: oxa; S: Thia; N: aza… - Vòng có nhiều dị tố giống nhau: ghép thêm vào tiếp đầu ngữ để chỉ số lượng các dị tố: di, tri, tetra…. - Vòng có nhiều dị tố khác nhau: ưu tiên dị tố ở nhóm cao nhất trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Thứ tự ưu tiên: O, S, N….

b) Tiếp vị ngữ: Số cạnh của vòng và mức độ chưa no của vòng. Vòng có Nitơ

Vòng không chứa Nitơ

Số cạnh từ cơ của vòng bản Có số liên kết Bão hoà Có số liên kết đôi tối đa đôi tối đa

Bão hoà

3

- ir -

Irin

iridin

iren

iran

4

- et -

et

etidin

et

etan

5

- ol -

ol

olidin

ol

olan

6

- in - ep - oc -

in

∗

in

an

epin

∗

epin

epan

ocin

∗

ocin

ocan

7 8

∗: “pehydro” + tên dị vòng không no VD: NH

aza + irin = azirin

Tên dị vòng = tên dị tố chưa no của vòng N

aza

+

et =

+ số cạnh của vòng và mức độ

azet NH

aza N

aza + in = Pyridin

+

etidin =

azetidin

azin NH perhydro

+ =

azin perhydroazin

O

Oxa +

epin

=

oxepin

O

Oxa +

epan =

oxepan

1

7

O

2 3

6

2,3-dihydro

+

oxepin =

2,3-dihydro oxepin

4 5

S Thia

S Thia

+ olan thiophan

=

thiolan

+ ol thiophen

=

thiol

Tên dị vòng = tên dị tố chưa no của vòng

+ số cạnh của vòng và mức độ

c) Cách đánh số trong dị vòng +) Vòng chứa một dị tố: Số 1 dành cho dị tố và tiếp tục đánh số theo quy tắc sự sai khác đầu tiên của nhóm thế là nhỏ nhất. VD: 4 5

6

CH3

3

N

2

1

3-methyl pyridin

4

3

H3C

CH3

5

2

S 1

2,4-dimethyl thiophen

C2H5

5

4

3

2 1

CH3

N CH3

4-ethyl-1,2-dimethyl pyrol

+) Vòng chứa hai dị tố khác nhau: đánh số 1 cho dị tố được ưu tiên trong cách gọi tên, và tiếp tục sao cho sự sai khác đầu tiên của vị trí dị tố là nhỏ nhất . Thứ tự ưu tiên: O > S > N +) Vòng chứa hai dị tố nitơ: ưu tiên Nitơ bậc 2 > Nitơ bậc 3 3

4 5

N 1

2

O 1,3 + oxa + aza + ol = 1,3-oxazol

4

3N 2

1

5

N H 1,3 + di + aza + ol = 1,3-diazol

Tên gốc của dị vòng Quy tắc chung: tên dị vòng + vị trí gốc +yl N

VD: 1

2

N

N H

Pirimidin-2-yl

Pyrol-2-yl

3

4

N 1

N H

Imidazol-4-yl

Một số trường hợp đặc biệt 3

1

2

1

1

O

S

2-furyl

2-thienyl

1

O furfuryl

2

2

N

2

2-pyridyl

CH2

S thenyl

CH2

2.2. DANH PHÁP HỆ DỊ VÒNG NGƯNG TỤ: +) Tên của hệ dị vòng ngưng tụ được tạo thành bằng cách phối hợp tên của các vòng thành phần. - Chọn một vòng là vòng cơ bản, tên của vòng cơ bản được giữ nguyên. - Các vòng còn được coi như phần thay thế, là phụ và gọi bằng tiếp đầu ngữ. +) Không sử dụng : isothiazol, isoxazol, thiazol, oxazol là tên của vòng cơ bản.

Quy tắc lựa chọn vòng cơ bản - Vòng chứa dị tố là vòng cơ bản. - Vòng chứa dị tố đứng trước trong hệ thống gọi tên. N>O>S - Vòng chứa dị tố có kích thước lớn hơn. - Vòng chứa nhiều dị tố hơn - Vòng chứa nhiều loại dị tố hơn

Tên dị vòng ngưng tụ = tên vòng thế + [vị trí đỉnh thế - vị trí cạnh ngưng tụ của vòng cơ bản] + tên vòng cơ bản. 1. Tên vòng thế và cách đánh số vị trí đỉnh thế: - Vòng thế không chứa dị tố: +) Không phải đánh số đỉnh thế. VD:

+) Tên của vòng thế được đổi đuôi thành “o” H N

N S benzothiophen

benzopyridin (quinolin)

O benzofuran

benzopyrol (indol)

- Vòng thế chứa dị tố: +) Đánh số theo quy định bình thường của dị vòng khi nó đứng riêng một mình, ưu tiên sao cho số chỉ vị trí của vòng thế có giá trị nhỏ nhất. +) Tên của vòng thế được thêm đuôi “o” +) Đối với những vòng có tên gốc đặc biệt thì tên của vòng thế khi đó sẽ là đổi đuôi tên gốc từ “yl” thành “o”. 2. Tên vòng cơ bản và cách đánh vị trí cạnh ngưng tụ - Tên vòng cơ bản được giữ nguyên. - Cạnh của vòng cơ bản được kí hiệu bằng chữ, bắt đầu từ cạnh có chứa dị tố sao cho cạnh ghép gần chữ cái “a” nhất.

3. Cách đánh số trong vòng ngưng tụ. +) Đánh số bắt đầu từ đỉnh vòng (ưu tiên sao cho sự sai khác đầu tiên của vị trí dị tố là bé nhất, tương tự cách đánh số của vòng naphtalen). - Bỏ qua nguyên tử carbon chung của hai vòng VD: 5

6 7

NO 2

4

3 1

2

N

8

CH3

8-methyl-4-nitroisoquinolin

5

4

6

3C H 2 5 1

2

O 3-ethylbenzofuran 7

7 6

8

5 CH 3

NO2 1 2 N 3 4

5-methyl-1-nitroisoquinolin

CH3 5 4 N 6 3 2

7 O 1 S 8 4-methyl-3,4-dihydro-[1,2]oxathiino[4,3-b]pyridin

CH3 3 2

4

5

6

8 7 O 1 S N 4-methyl-3,4-dihydro-[1,2]oxathiino[3,4-b]pyridin

CẤU TRÚC VÀ HOÁ TÍNH CỦA DỊ VÒNG CẤU TRÚC *) Dị vòng thơm

TÍNH CHẤT *) Tính thơm

Cấu trúc vòng phẳng Hệ thống eπ tương tự như -Dễ tham gia p/ư thế ái hệ thống thơm:(4n + 2)e π điện tử VD -Khó tham gia p/ư cộng O

N

*) Dị vòng không thơm: Cấu trúc kiểu cyclan N VD N H

Piperidin

-Khó bị oxi hoá

*) Tính chất dị tố - Tùy sự tham gia của electron p của dị tố vào hệ thống thơm