杂环化学

第一章 绪论 1

参考文献 5

第二章 芳香杂环 6

2.1 常见的结构类型 6

1.1 六原子，六-π-电子杂环 6

1.2 五原子，六-π-电子杂环 9

1.3 稠合苯并环系 12

1.4 其它稠杂环 14

2.2 杂环芳香性的判据 15

2.1 键长 15

2.2 环电流效应及1HNMR谱中的化学位移 17

2.3 确定电子结构的其它物理手段 19

2.4 芳香性的热化学测定：经验共振能 21

2.5 分子轨道和离域能 23

2.6 计算共振能 24

2.7 结论 26

2.3 芳香性质及其它类型的不饱和杂环 26

3.1 遵循休克尔规则的单环体系 26

3.2 其它不饱和杂环 28

2.4 芳杂族化合物的互变异构现象 29

总结 32

习题 33

参考文献 34

第三章 非芳香杂环 37

3.1 前言 37

3.2 键角张力 38

2.1 角张力和小环杂环中的键合 38

2.2 小环中键角张力的影响 41

2.3 大环中的键角张力 43

3.3 扭转能垒 44

3.1 单键 44

3.2 双键和部分双键 46

3.4 键长和范德华半径的影响：柔性杂环的构象优势 47

4.1 饱和六员杂环 48

4.2 四员和五员杂环 51

3.5 饱和杂环中其它类型的相互作用 52

5.1 “跨键”轨道的相互作用：异头效应 52

5.2 吸引的“跨空间”相互作用 57

总结 58

习题 59

参考文献 61

第四章 环合成 64

4.1 前言 64

4.2 环化反应 66

2.1 反应类型 66

2.2 饱和碳原子上的取代 71

2.3 对羰基的分子内亲核加成 75

2.4 亲核试剂对其它双键的分子内加成 78

2.5 对三键的环化 79

2.6 自由基环化 84

2.7 卡宾和氮烯环化 87

2.8 电环化反应 87

4.3 环加成反应 96

3.1 反应类型 96

3.2 1，3-偶极环加成 97

3.3 杂-Diels-Alder反应 109

3.4 〔2+2〕环加成 115

3.5 螯键反应 119

3.6 烯反应 120

总结 121

习题 122

参考文献 125

第五章 三员环和四员环化合物 127

5.1 前言 127

5.2 氮丙啶 127

2.1 前言 127

2.2 环合成 128

2.3 氮上的官能化 130

2.4 开环反应 131

2.5 裂解反应 132

5.3 环氧乙烷 133

3.1 前言 133

3.2 环合成 134

3.3 反应 136

5.4 硫杂丙环 137

5.5 2H-氮杂丙烯啶 139

5.6 二氮杂环丙烷和3H-连氮杂环丙烯 143

5.7 氧氮杂环丙烷 145

5.8 氮杂环丁烷和氮杂环丁酮 146

5.9 其它四员杂环 149

9.1 氧杂环丁烷 149

9.2 硫杂环丁烷 150

9.3 一些不饱和四员杂环 151

总结 152

习题 153

参考文献 155

第六章 含一个杂原子的五员环化合物 158

6.1 前言 158

6.2 吡咯 159

2.1 前言 159

2.2 环合成 160

2.3 酸性和金属化反应 163

2.4 氮上的取代 163

2.5 碳上的取代 164

2.6 加成和环加成反应 170

2.7 取代吡咯的性质 172

2.8 卟啉和相关的吡咯天然产物 174

6.3 呋喃 176

3.1 前言 176

3.2 环合成 177

3.3 亲电取代反应 178

3.4 亲核取代反应 181

3.5 环加成反应 182

3.6 开环反应 185

3.7 取代呋喃的性质 186

6.4 噻吩 187

4.1 前言 187

4.2 环合成 188

4.3 亲电取代 189

4.4 亲核取代和自由基取代 192

4.5 加成和环加成反应 194

4.6 还原脱硫 195

4.7 光化学异构化 195

4.8 取代噻吩的性质 197

6.5 吲哚及相关化合物 197

5.1 前言 197

5.2 环合成 199

5.3 酸性：金属化吲哚 204

5.4 同亲电试剂反应 205

5.5 氧化和还原 208

5.6 取代吲哚的性质 210

6.6 其它苯并[b]-稠合杂环 212

6.1 苯并[b]呋喃 212

6.2 苯并[b]噻吩 214

6.3 咔唑 216

6.7 苯并〔c〕-稠合杂环 217

7.1 前言 217

7.2 合成 218

7.3 化学性质 219

7.4 酞菁 220

总结 220

习题 222

参考文献 225

第七章 含两个或多个杂原子的五员杂环化合物 233

7.1 前言 233

7.2 咪唑 236

2.1 前言 236

2.2 环合成 238

2.3 反应 239

7.3 吡唑、三唑和四唑 243

3.1 前言 243

3.2 环合成 243

3.3 取代反应 246

3.4 环断裂 249

7.4 苯并二唑和苯并三唑 253

7.5 ？唑、噻唑及其苯并衍生物 256

5.1 前言 256

5.2 环合成 257

5.3 化学性质 259

7.6 异？唑、异噻唑及其苯并衍生物 265

6.1 前言 265

6.2 环合成 266

6.3 化学性质 268

7.7 ？二唑、噻二唑，及相关环系 272

7.1 前言 272

7.2 环合成 274

7.3 化学性质 275

7.8 内铵盐和介离子化合物 2179

8.1 N-氧化物和N-酰亚胺 279

8.2 介离子化合物 280

总结 285

习题 286

参考文献 291

第八章 含一个杂原子的六员环化合物 298

8.1 前言 298

8.2 吡啶 298

2.1 前言 298

2.2 环合成 302

2.3 吡啶化学的一般特点 307

2.4 碱性 310

2.5 氮上的烷基化、酰化及配位作用 312

2.6 碳上的亲电取代 313

2.7 亲核取代 316

2.8 脱氢吡啶 321

2.9 自由基取代 322

2.10 吡啶和吡啶？盐的还原：二氢吡啶 323

2.11 光化学异构化 325

2.12 吡啶N-氧化物，N-酰亚胺和N-叶立德 326

2.13 羟基吡啶和氨基吡啶 328

2.14 烷基吡啶和烯基吡啶 330

2.15 吡啶羧酸 331

8.3 喹啉和异喹啉 332

3.1 前言 332

3.2 喹啉的合成 333

3.3 异喹啉的合成 336

3.4 喹啉和异喹啉化学的一般特点 337

3.5 亲电取代 340

3.6 亲核取代 342

3.7 亲核加成 343

3.8 氧化断裂 344

3.9 N-氧化物和N-酰亚胺 345

3.10 取代基的性质 346

3.11 花菁染料 346

8.4 其它稠合吡啶 347

4.1 喹嗪 347

4.2 吖啶 349

4.3 菲啶 351

4.4 中氮茚 351

8.5 含氧环系 353

5.1 吡喃？盐 353

5.2 2H-吡喃-2-酮 356

5.3 4H-吡喃-4-酮 360

5.4 苯并稠合环系 362

总结 366

习题 367

参考文献 370

第九章 含两个或多个杂原子的六员环化合物 375

9.1 前言 375

9.2 二嗪、三嗪和四嗪化学的一般特点 375

9.3 嘧啶和嘌呤 380

3.1 前言 380

3.2 嘧啶的合成 382

3.3 嘌呤的合成 385

3.4 嘧啶的反应 388

3.5 嘌呤的反应 393

3.6 核酸中的嘧啶和嘌呤 394

9.4 其它二嗪，三嗪和四嗪 395

4.1 前言 395

4.2 环合成方法 397

4.3 化学性质 399

9.5 一些稠合环系 402

5.1 前言 402

5.2 环合成 403

5.3 化学性质 406

9.6 ？嗪和噻嗪 408

6.1 前言 408

6.2 1，3-？嗪 409

6.3 吩噻嗪 411

总结 412

习题 413

参考文献 415

第十章 七员环化合物 419

10.1 前言 419

10.2 氮杂？ 420

10.3 氧杂？和硫杂？ 422

10.4 二氮杂？和苯并二氮？ 425

总结 428

习题 428

参考文献 430

第十一章 命名原则 432

11.1 前言 432

11.2 常见环系的俗名 433

11.3 单环化合物系统（Hantzsch-Widman）命名原则 435

11.4 稠合环系的命名原则 438

11.5 置换命名原则 442

总结 443

习题 444

文献 445

部分习题的答案及参考文献 446

索引 451