复旦药学院2005级课件有机化学02杂环命名

杂环化合物的命名Nomenclature引言至今在书籍和文献上往往可以发现一个杂环化合物可出现三个或四个不同的名称常用的杂环命名法俗名(trivial

names)系统命名(systematic

nomenclature)作为环烃衍生物来命名，是推荐使用的名称，但未被广泛接受Hantzsch-Widman

命名法兼用俗名和系统名，并用一套标准的前缀和词干来命名杂环化合物是目前最常用的命名法，特别是芳杂环的命名最权威的杂环化合物命名法是国际纯化学和应用化学联

合会推荐的命名法，并可参考有关该命名法的一些综述：IUPAC,

Nomenclature

of

Organic

Chemistry,

Definitive

Rules,Section

A

to

H,Pergamon

Press,

Oxford,

1979;A.

D.

McNaught,

Adv.

Heterocycl.

Chem.,

1976,

20,

175;A.

D.

McNaught

and

P.

A.

S.

Smith,

in

ComprehensiveHeterocyclic

Chemistry,

Vol.

1.

ed.

O.

Meth-Cohn,

Pergmon

Press,Oxford,

1984,

p7.对于较复杂的稠杂环的命名和环原子的编码，可参考TheRing

Index

和新近的Chemistry

Abstracts

的Index.A.M.

Patterson

and

L.

P.Capell,

The

Ring

Index,

2nd.

ed.,

Am.Chem.Soc.,1960杂环命名法的简介常见环系的俗名(Trivial

names

of common

ring

systems)早期有机化学的研究，一些化合物往往在它们的结构尚未阐明前，就给它们取了名。这种现象一直延伸到现在，特别在天然产物的研究中更为常见。这些俗名常基于它们的来源和特征进行命名。MeN1甲基吡啶（methylpridines)

1,

俗名Picoline,

来源于拉丁文picutus,意为焦状物。因为它们得自于煤焦油。OCH2OH2NH3醇类化合物2，俗名糠醇(furfurol),意为糠油(branoil),

因该化合物是从糠的蒸馏物中分离得到化合物3，俗名吡咯(pyrrol),

来源于希腊语，意为火红(fieryred),因为它与松木片一起浸入盐酸，产生火红颜色。许多俗名没有任何结构信息，逐渐被废弃。目前有六十余个俗名或半俗名被IUPAC命名法接受使用，上面所举的三个例子中，只有吡咯被保留使用。被IUPAC保留采纳使用的俗名非常重要，因为它们是构建其它多环杂环化合物系统命名法名称的基础。IUPAC

采纳的常见杂环的俗名，列举如后。环原子的编码从杂原子开始，绕环顺次编码；多环杂环化合物的环原子编码，从与另一环连接点的邻位原子开始编码。NHOSNNHNNONPyrrole

(1H-tautomer)吡咯Furan呋喃Thiophene噻吩NHPyrazole(1H-tautomer)吡唑咪唑Imidazole(1H-tautomer)Furazan呋咱NNNNNNNPyridine吡啶OPyran

(2H-tautomer)吡喃Pyridazine哒嗪Pyrimidine嘧啶Pyrazine吡嗪NHNHN12NH1

N6N347NN

9H1N4Indole

(1H-tautomer)吲哚Isoindole

(2H-tautomer)异吲哚Indolizine中氮吲Indazole吲唑Purine嘌呤NNNNN

2N5N15NQuinazolineQuinoline喹啉1Isoquinol\ine异喹啉Quinolizine

(4H-tautomer)喹嗪喹唑啉N8Pteridine喋啉HHN

9110NN55SN

1011N

5Carbazole(9H-tautomer)咔唑Phenazine吩嗪Phenothiazine

(10H-tautomer)吩噻嗪Phenanthridine菲啶这些饱和杂环的名称不用于稠杂环的命名NHNHONHHNPiperidineChromanPyrrolidine吡咯烷

四氢吡咯哌啶Piperazine哌嗪O1Morpholine吗啉苯并二氢吡喃HN

4单杂环的Hantzsch-Widman系统命名应用得最广泛的单杂环的系统命名法是上世纪由Hantzsch和Widman引入的命名法此后又经过一些修改和扩充,可参考：IUPAC

Commission

on

Nomenclature

of

Organic

Chemistry,Pure

Appl.

Chem.,

1983,

55,

409在该体系中，杂环的名称由前缀(prefixes)和词干(stem)两部分组成，前缀表示存在的杂原子，词干表示环的大小和是否饱和。1983年前对部分饱和杂环所用的词干，已推荐不再应用。不饱和词干表示环中含有最多的非聚集双键，饱和词干表示环中没有双键ElementValencePrefixaOxygenIIOxaSulfurIIThiaSeleniumIISelenaTelluriumIITelluraNitrogenIIIAzaPhosphorusIIIPhosphaArsenicIIIArsaSiliconIVSilaGermaniumIVGermaBoronIIIBoraHantzsch-Widman命名法的常用前缀a

The

final‘a

‘isdropped

when

theprefixisfollowedbya

vowel.Hantzsch-Widman命名法中的词干RingSizeUnsaturated

ringSaturated

ring3ireneairaneb4eteetaneb5oleolaneb6inecinaned7epineepane8ocineocane9onineonane10ecineecanea:

Stem‘irine’

is

normallyused

for

three-membered

ringswhich

contain

nitrogen.b:

The

stems

‘iridine’,

‘etidine’

and

‘olidine’

are

preferred

for

saturated

ringscontainingnitrogen.c:

The

stem‘inine’

isused

with

some

phosphorus,

arsenic

and

boron

heterocyclesd:

The

stem

‘ane’

is

used

ifimmediately

precededby

the

prefixes

‘ox’,‘thi’,‘selen’

or‘tellur’.当环中有二个或更多杂原子时，前缀按表中顺序排列。含有二个或更多同种杂原子时用‘di-’,‘tri-’等表示。编码从杂原子开始，如环中有不同杂原子，按表中从上到下的顺序选择。SONNO

NHOONNNNThiireneOxirane1,3-Diazete1,2-Oxazetidine1,3-Dioxolane1,2,4-TriazineSThiepaneAzocine当环中已有最大数目的非聚集双键后，仍有一个饱和原子时，用编码数字标示该原子的位置并加一个斜体H作为前缀，放

在杂环名称前面。若标示该位置的编码有选择时，选择尽可能最小的数字。HNNONON1H-Azirine2H-Azirine(not

3H-)2H-1,3-Oxazine6H-1,3-OxazineN3H-Azepine(not

5H-)这些名称并不排斥前面表中所列的俗名，如：NH1H-Pyrrole1H-Azole俗名1H-Pyrrole比Hantzsch-Widman系统名称1H-Azole更为常用杂环阳离子、阴离子和杂环作为取代基命名时，需要用不同的后缀表示。如母体的名称以-e结尾，则去掉词尾e，加不同后缀杂环取代基加词尾-yl杂环阳离子加词尾–ium杂环阴离子加词尾–ide少数的取代基有另外的俗名。ONN2-Furyl(furan-2-yl)S3-Thienyl(thiophen-3-yl)N2-Pyridyl(pyridin-2-yl)6-Quinolyl(quinolin-6-yl)3-Isoquinolyl(isoquinolin-3-yl)上面较短的名称比括号中规范的名称更常用NNSNHCH31-

MethylpyridiniumH

HPyrrol-1-iumThiazoliumNNNImidazolide1,4-Dihydropyrididin-1-ide上面较短的名称比括号中规范的名称更常用稠杂环的命名许多杂环具有二个或多个稠环结构一些稠杂环有俗名，但大多数稠杂环没有俗名稠杂环的系统命名中将共用原子考虑为二个环所共有，然后用各个单环的名称组合起来构建稠杂环的名称一些已知的稠杂环体系可查阅“The

Ring

Index”,该书中按环的大小、所含杂原子的数目和种类排列列表。NNNNNONONBenzoxazoleBenzeneOxazolePyrrolo[1,2-a]pyrimidinePyrimidinePyrrole没有俗名的稠杂环的命名组成稠杂环的组分单元，尽可能选择最大的有俗名的环系，例如在一个多环化合物中，若具有一个吲哚结构单元，则应选择吲哚，而不是选择吡咯。如果一个单环组分没有俗名，则用系统命名的名称。如果一个稠杂环由二个或多个组分环系构成，选择一个组分环为母环，其他组分环系为附加环。如下面这个杂环化合物，选择吡啶为母环，吡咯为附加环。NNPyrrolo[1,2-a]pyrimidine母环的选择原则见后3.

附加环的名称作为前缀放在母环名称的前面。附加环名称结尾的‘e’

换成‘o’

。如‘pyrazine’

作为前缀时，写成‘pyrazino’。但也有些例外：在稠环名称中的非标准前缀Heterocycle Name

as

PrefixFuranImidazoleIsoquinolinePyridineQuinolineThiopheneFuroImidazoIsoquinoPyridoQuinoThienoNNOONNNN

123Nabb2N1Imidazo[2,1-b]oxazole母环cde45附加环abcdeN

fN

123

N455N1bImidazo[1,5-b]pyridazine附加环母环4.

附加环和母环间的稠合键（共用边），用方括号中的阿拉佰数字和英文字母表示，放在附加环名称和母环名称之间。阿拉佰数字是附加环自身按命名规则的编码；英文字母是母

环边的编号，母环按命名规则1,2-位原子间的键为a

边，2,3-位间的键为b边，依次类推。括号中阿拉佰数字书写的先后，顺应于母环环边a,b,c…的顺序。5.

母环选择的原则和步骤（1）检查是否存在含氮的组分杂环单元，如有选择含氮杂环为母环NO吡咯为母环若无进入下步选择（2）所有的环均不含氮，选择含Hantzsch-Widman命名法杂原子前缀表中优先处在顶部的杂原子的环为母环前缀表中杂原子的顺序：O,

S,

Se,

Te,

N,

P,

As,

Si,

Ge,

BOS呋喃环为母环（3）如果稠杂环中多个组分环都含氮，选择较大（含环数较多）的有俗名的组分环为母环NN

NQuinoline

为母环（4）如果稠杂环中多个组分环大小不同，选择较大的组分环为母环ONAzepine

为母环（5）如果稠杂环中多个组分环大小相同，检查它们所含杂原

子数目是否相同，若不同选择杂原子较多的组分环为母环HNNOIsoxazole

为母环（6）如果稠杂环中多个组分环大小相同，它们所含杂原子数目也相同，检查是否含有不同种类的杂原子，若是，则选择含Hantzsch-Widman命名法前缀表中处有较高位置的杂原子的组分环为母环NSNOOxazole

为母环（5）如果稠杂环中多个组分环大小相同，它们所含杂原子数目

也相同，含有杂原子种类也相同，选择稠合前杂原子编码具有较小数字的组分为母环NNNPyrazole

为母环N6.

稠杂环周遍原子的编码稠杂环的名称解决后，环上取代基的位置需用周遍原子的编码表示。周遍原子的编码，需将整个稠杂环分子作为整体，重新进行独立的编码。稠合键的一个桥头原子的邻位原子开始编码，并使杂原子的编码尽可能地小。当有选择余地时，应使在Hantzsch-Widman命名法前缀表