Hợp chất dị vòng

Chơng 30
HợP CHấT Dị VòNG
Mục tiêu học tập
1. Giải thích đợc tính thơm của các loại hợp chất dị vòng.
2. Nêu đợc danh pháp và đọc đợc tên theo thông thờng các hợp chất dị vòng.
3. Trình bày đợc công thức cộng hởng dị vòng 5 và 6 cạnh.
1. Định nghĩa
Dị vòng là những hợp chất vòng. Vòng đợc tạo thành không những do các
nguyên tử carbon mà còn có các nguyên tố khác nh oxy O, nitơ N, lu huỳnh S.
Các nguyên tố này gọi là dị tố.

2. Phân loại hợp chất dị vòng
Tùy theo cấu tạo, có thể chia hợp chất dị vòng thành 2 loại chính:
Dị vòng thơm và dị vòng không thơm.
Dị vòng thơm là những dị vòng có cấu trúc điện tử của vòng phù hợp với
công thức Huckel (4n+2) e


Ví dụ:
Pyridin
N
N
.
.
.
.
.
.
N
O
Furan

..
..
..
O
O

Dị vòng không thơm là dị vòng no hoặc cha no:
Ví dụ:
O

O

S

N
H

N
H

N
H


Trong các hợp chất dị vòng thì dị vòng thơm là quan trọng.
Phân loại dị vòng thơm nh sau:

79
2.1. DÞ vßng 5 c¹nh, 6 c¹nh, 7 c¹nh cã 1 dÞ tè
2.1.1. DÞ vßng 5 c¹nh, 6 c¹nh cã 1 dÞ tè

Pyrrol
Thiophen
Furan
NH
S
O
Pyridin
N
2.1.2. DÞ vßng 5 c¹nh, 6 c¹nh ng−ng tô víi vßng benzen




N
O S
Benzofuran Benzothiophen
Benzopyrrol
Benzopyridin (Quinolin)
N
H
2.2. DÞ vßng 5 c¹nh, 6 c¹nh cã nhiÒu dÞ tè
2.2.1. Hai dÞ tè gièng nhau
N
N
N
N
H

N
N
H
N
N
N
N
Pyrazol
Imidazol Pyridazin
Pyrimidin
Pyrazin

2.2.2. Hai dÞ tè kh¸c nhau
N
O
Oxazol
Thiazol
N
S

2.2.3. DÞ vßng 5 c¹nh, 6 c¹nh cã 2 dÞ tè ng−ng tô víi vßng benzen
N
N
N
N
S
N
O
N
N

N
N
N
N
Benzoimidazol
Benzothiazol
Benzoxazol
Benzopyridazin Benzopyrimidin Benzopyrazin

2.3. C¸c dÞ vßng ng−ng tô víi nhau
N
N
N
N
N
N
N
N
N
Purin
Pteridin


80
3. Danh pháp hợp chất dị vòng
3.1. Danh pháp thông thờng
Danh pháp thông thờng xuất phát từ nguồn gốc hoặc tính chất của một hợp
chất có trong thiên nhiên.
N
CH

3


Gọi là Picolin vì chất này lấy từ nhựa than đá (coaltar). Theo
tiếng Latinh Picatus có nghĩa là giống nhựa hắc ín (tarry).
N
CH
2
OH

Đây là một alcol trích ly từ cám (bran) gọi là "furfurol" có
nghĩa là dầu cám.
N
H


Gọi là "Pyrrol". Pyrrol theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là cháy đỏ,
vì mẫu gỗ thông có tẩm acid dễ bốc cháy với picolin.
Tên thông thờng không phản ánh cấu trúc phân tử. Danh pháp thông
thờng của hơn 60 hợp chất dị vòng trở thành phổ biến nh là một quy ớc của hệ
thống danh pháp IUPAC. Sau đây là danh pháp thông thờng của các chất đợc
quy ớc nh là danh pháp quốc tế:
Bảng 30.1: Các hợp chất có tên thông thờng quy ớc.




FurazanImidazolPyrazolThiophen
FuranPyrrol
N

O
N
N
N
H
N
N
H
SON
H



N N
N
N
N
N
N
O
Pyridin Pyridazin Pyrimidin
razin
a
-
Pyran
Py

4
Indolizin
PurinIndazol
IsoindolIndol
2
8
1
1
5
7
6
9
4
3
2
1
N
N
N
N
H
N
N
N
H
NH
N
H
1
4

5
4
8
2
N
N
N
N
N
N
N
N
N
Quinolin
Isoquinolin Quinazolin Pteridin Quinolizin
1
1


81
N
H
Phenanthridin
Phenothiazin
Phenazin
Carbazol
10
9
5
5

2
2
2
1
1
19
5
10
2
1
N
S
N
H
N
N







Đánh số các dị vòng theo quy ớc:

Xuất phát từ dị tố và theo chiều của dị vòng.

Đối với hợp chất đa vòng thì đánh số bắt đầu từ nguyên tử cạnh vòng kết
hợp.
3.2. Danh pháp hệ thống đối với hợp chất đơn vòng

Danh pháp Hantzsh -Widman
Hantzsh-Widman đã đề nghị hệ thống danh pháp đối với hợp chất đơn vòng
đợc ứng dụng rộng rãi nh sau: Tên gọi của dị vòng gồm 2 phần.

Phần tiếp đầu ngữ (Preffixes ): Chỉ tên các dị tố.

Phần thân (stems): Chỉ khung vòng, độ lớn của vòng no hoặc cha no có
số nối đôi lớn nhất.
Bảng 30.2:

Tiếp đầu ngữ chỉ tên các dị tố.
Dị tố

Hóa trị Tiếp đầu ngữ
Oxy
O
II Oxa
Lu huỳnh
S
II Thia
Selen
Se
II Selena
Telur
Te
II Telura
Nitơ
N
III Aza
Phosphor

P
III Phospha
Arsen
As
III Arsa
Silic
Si
IV Sila
Germani
Ge
IV Germa
Bo
B
III Bora
O
O
N
H
N
N
H
H
N
H
N
H
ChromanMorpholinPiperazinPiperidin
Pyrolidin

82

Bảng 30.3: Tên gọi phần thân các vòng đơn

Vòng không có N Vòng có N Độ lớn của vòng
Vòng cha no Vòng no Vòng cha no Vòng no V
3 iren iran irin iridin
4 et etan et etidin
5 ol olan ol olidin
6 in inan in perhydro
7 epin epan epin perhydro
8 ocin ocan ocin perhydro
9 onin onan onin perhydro
10 ecin ecan ecin perhydro


Nguyên tắc đánh số:
+
Nếu dị vòng có nhiều dị tố thì đánh số theo chiều u tiên theo thứ tự các
dị tố sắp xếp trong bảng 30.2: O > S > N > P
+
Nếu dị vòng có nhiều dị tố cùng loại thì bắt đầu từ dị tố cao nhất và dùng
các chữ di, tri, tetra... để chỉ số lợng dị tố cùng loại.
Ví dụ
:


1

3

Khi hệ thống vòng có số nối đôi cực đại đã đợc no hóa dần, cách gọi tên nh sau:
Vị trí của nguyên tố bão hòa đợc đánh số kèm theo tiếp đầu ngữ (preffixe)
H và gọi tên của dị vòng cha no (với số nối đôi cực đại) tơng ứng.
Ví dụ:



3
2
1
1,2-Oxazetidin1, -Diazet
OxiranThieren
ONH
N
N
O
S
Azocin
Thiepan
1,2,4-Triazin
1,3-Dioxolan
S
N
N
N
N
O
O

1
6
2
2
1
3
H
-Azepin
O
N
6
H
-1,3-Oxazin
N
O
N
3
2
H
-1,3-Oxazin
2
H
-Azirin
1
H
-Azirin
N
N
H

83