Hóa học các hợp chất dị vòng dùng cho sinh viên và nghiên cứu sinh ngành hóa học

-NGUYEN MINH THAO các hợp chất dị vòng (Dùng cho Sinh viên và Nghiên cứu sinh ngành Hóa học) NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC GS. NGUYEN MINH THẢO HOA HOC CAC HOP CHAT Di VONG (Dùng cho Sinh viên, Học viên cao học và Nghiên cứu sinh ngành Hoá học) (Tái bản lần thứ nhất) NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC MỞ ĐẦU , từ lâu hóa học các hợp chất dị vòng đã Cùng với sự phát triển của hóa học hữu cơ nói chung khoa học, kĩ thuật, cũng như trong đời sống. được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều ngành mới được phát triển một cách mạnh mẽ và Nhưng chỉ trong khoảng vài chục năm trở lại đây nó tiết trên cơ sở trí thức khoa học hiện đại. Ngày được nghiên cứu một cách hệ thống, đầy đủ và chỉ cứu đã vượt quá xa số các hợp chất không nay, số các hợp chất dị vòng được tổng hợp và nghiên về các hợp chất dị vòng đã chiếm hơn nửa vòng và vòng cacbon.

Thực tế hàng năm số công trình bố trong các tạp chí chính thức trên thế tổng số các công trình về hóa hữu cơ nói chung được công đã trở thành một môn học quan trọng, giới. Chính vì vậy mà "Hóa hợc các hợp chất di vàng" đặc biệt đối với những, người làm việc trong, không thể thiếu được đối với các nhà hóa học hữu cơ, nhuộm, hóa thực vật, hóa sinh và nghiên các lĩnh vực tổng hợp hữu cơ, hóa dược, sản xuất phẩm cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học. hóa học hữu cơ, cũng như tất cả Để giúp cho nghiên cứu sinh, sinh viên thuộc chuyên ngành khảo, chúng tôi biên soạn và cho xuất những ai quan tâm có tài liệu học tập, nghiên cứu và tham Trong quá trình biên soạn chúng tôi đã bản cuốn giáo trình "Hóa học các hợp chat di vòng" này. nhiều tác giả, cố gắng đưa các thành tựu tham khảo chương trình và giáo trình của nhiều nước và tính khoa học, hiện đại và sát với mục mới và những hiểu biết mới vào giáo trình nhầm đảm bảo chắn không tránh được các thiếu sót.

tiêu đào tạo hiện nay. Tuy nhiên, trong lần xuất bản đâu chắc đóng góp của các bạn đồng nghiệp và Tác giả mong nhận được nhiều ý kiến nhận xét, phê bình và bạn đọc nói chung để lân xuất bản sau hoàn thiện hơn. TÁC GIÁ Chương một ĐẠI CƯƠNG VỀ CÁC HỢP CHẤT DỊ VÒNG I - ĐỊNH NGHĨA, CÁCH GỌI TÊN VÀ ĐÁNH SỐ 1. Định nghĩa có các nguyên tử trong bộ khung Như chúng ta đã biết, các nguyên tố không phải là cacbon hay TItƠ,.

phân tử chất hữu cơ được gọi chung là đị rố. Thí dụ: oxi, lưu huỳnh chất hữu cơ mà phân tử của chúng _. Thông thường người ta gọi các hợp chất đị vòng là các hợp tố. có cấu tạo vòng kín và trong vòng có chúa một hay nhiều dị mãn định nghĩa trên nhưng lại Trong thực tế, có một số hợp chất hữu cơ mặc đù cũng thoả oxit, anhidrit sucxinic, anhidrit không được xếp vào đấy các hợp chất dị vòng.

Thí dụ: etilen này dễ bị vỡ vòng, không bên vững phtalic, phtalimit, y-lacton, cdc lactam vong kín,. Các hợp chất biểu lộ tính thơm. Vì vậy, một dưới tác dụng của nhiệt hay tác nhân oxi hóa và hoàn toàn không axit sucxinic, axit orthophtalic, cách tương ứng chúng chỉ được coi như dẫn xuất của etilen giicol, các axit y-halogen cacboxylic và œ-aminohexanoic,. COOH tru cooH HOCH;-CH;OH Glicol CH;-COOH ⁄ COOH Axit sucxinic Axit œphtalic ‡ " 2 c2 i ° GH¿-2 ⁄CH 2 `o CxS ⁄ ‘oO -C y CH,Ix cS” Etili enoxiti Anhidrit suexinic Anhiddt phlie y-CHy-COOH HyN-(CH,);COOH C1-CHyaxit-CHy-clobutyric axit 0-aminohexanoic Co o NH @-aminocaprolactam 0 yelacton Vậy các hợp chất đị vòng mà chúng ta nghiên cứu ở đây là các hợp chất hữu cơ mã phân rử của chúng có cấu tao vòng kín, có chứa một hay nhiễu dị tố trong vòng, có tính bên tương đối đưới tác đụng của nhiệt hay tác nhân oxi hóa và có tính thơm ở mức độ nhất định.

Ngoài ra, các dẫn xuất polihidro hay các chất vòng no tương ứng của chúng cũng được xếp vio day các hợp chất đị vòng. Cách gọi tên 1. Cách gọi tên thông thường Cũng như các hợp chất hữu cơ nói chung, tên thông thường của các hợp chất dị vòng được hình thành dựa trên tính chất đặc thù, phương pháp chế tạo, nguồn gốc thiên nhiên hay xuất sứ lịch sử của chúng. Chẳng hạn, "furan" là tên di vòng thơm 5 cạnh chứa một dị tố oxi.

Tên gọi này được xuất phát từ tiếng Hy-Lạp "furfur" nghĩa là "cám". Sở đĩ như vậy vi furan có thể nhận được từ furfural ma furfural lai được điều chế từ sự thủy phân "cám" lõi ngô, vỏ trấu, vỏ hạt hay than cay tau sậy khác. Bột lõi ngõ ———— Ch C3 CHO o furfural furan Trong thực tế, rất nhiều các hợp chất dị vòng đơn giản khác đều được gọi bằng tên thông thường, như: Pirol, Thiophen, Inđol, cacbazol. Imiđazol, Piridin, Piriđazin, Quinolin, Acriđin,.

Cách gọi tên hệ thống Cách gọi rên hệ thống cho ta quy tắc chung để gọi tên một cách chính xác và dễ hiểu tất cả các kiểu đị vòng. Tên gọi theo hệ thống được xây dựng bằng cách ghép một từ cơ bản nói lên số cạnh của vòng với một hay nhiều tiếp đâu ngữ để chỉ số lượng và tên các đị tố trong vòng và một tiếp vĩ ngữ nói lên mức độ bão hòa của vòng. Bảng dưới đây hệ thống cho ta những từ cơ bản và các tiếp Vĩ ngữ trong tên gọi của các di vòng từ ba đến mười cạnh. Những tiếp đầu ngữ ghép vào các từ trên để chỉ tên các dị tố là: oxa - chỉ oxi, thia - chi luu huynh, aza - chi nito, selena - chỉ selen,.

Ngoài ra để nói lên số lượng các dị tố cùng tên trong vòng người ta còn ghép thém vào tiếp đầu ngữ trên các rừ chỉ số lượng nhữ đi, trí-, tetra-,. Khi đị vòng chứa hai hay nhiều dị tố khác nhau thì tiếp đầu ngữ phải bắt đâu từ dị tố ở nhóm cao nhất trong bằng tuân hoàn các nguyên tố và có số nguyên tố nhỏ nhất trong nhóm ấy. Như vậy thứ tự gọi tên phải là O, 5, Se, Te, N, P, As, Sb, Si, 5n, Pb, Hg,. Tir co bản và tiếp vĩ ngữ « S6 cạnh | Từ cơ vòng bản.

Vòng chứa nitơ Vòng không chứa nitơ chưa bão hòa * bão hòa chưa bão hòa * Bão hòa 3 -ir- -irin -iridin -iren -iran 4 -et- -et -etidin -et -etan 5 -ol- -ol -olidin -ol -olan 6 -in- -in x* -in -an 7 ~ep- -epin am -epin -epan 8 -ok- -okin ** -okin -okan 9 -on- -onin ** -onin onan 10 -ek- -ekin ** -ekin -ekan * Chưu bão hòa nghĩa là ứng với số nối đôi lớn nhất có thể có trong vòng. ** Thêm "pehidro" vào từ cơ bản và tiếp vĩ ngữ của các hợp chất chưa bão hòa tương ứng. Tiếp vĩ ngữ thay đổi để chỉ mức độ bão hòa của vòng. Chẳng hạn, vòng 5 cạnh chứa nitơ chưa bão hòa có đuôi -ol, nhưng bão hòa lại có đuôi oliđin.

Vòng 5 cạnh không chứa nitơ nếu chưa bão hòa có đuôi -ol, nhưng bão hòa lại có đuôi -olan. Vòng 6 cạnh không chứa nitơ, nếu chưa bão hòa có đuôi -in, nhưng nếu bão hòa lại có đuôi -an,. Đôi khi cũng dùng các tiếp đầu ngữ đihiđro, tetrahidro,. để nói lên mức độ bão hòa của vòng.

Ngoài ra, trong các tài liệu chuyên môn chúng ta cũng thường gặp cách kí hiệu các vị trí trong vòng có nối đôi hoặc đã bão hòa hiđro như sau: Thí dụ: HN 3 4 | SN „Ñ2 A} =1,2,4-Triazolin ủ 1 (nghĩa là ở vị trí 2 có nối đôi), ao › 2H-azepin (nghĩa là ở vị trí 2 bão hòa hiđro) Ss N Đối với các hệ ngưng tụ của một hay hai vòng benzen với một dị vòng thì gọi tên bằng cách ghép chữ "benzo" hay "đibenzo" với tên của dị vòng. Thí dụ: “ Benzo furan Dibenzofuran 1. Cách đánh số Nếu dị vòng chỉ chứa một dị tố thì số 1 dành cho dị tố và tiếp tục đánh số ngược chiều kim đồng hồ. Quy tắc này cũng được áp dụng đối với hệ vòng kiểu benzo gồm một vòng benzen ghép với một dị vòng chứa một đị tố.

Đôi khi người ta còn dùng các chữ cái Arập như œ, Ð, y, để chỉ các vị trí trong vòng. Thí du: oe Oe 4 4 15 2 3; 6 “2q 3 a Z a 7 Z, ở đây Z = O, S,NH. Nếu một vòng chứa nhiễu dị tố giống nhau thì phải đánh số như thế nào để các dị tố có chỉ số nhỏ nhất có thể được và tổng các chỉ số mà dị tố chiếm là một số nhỏ nhất. Thí dụ : 4 Ch, ÁN, N Usi 5 N 2 53 6 we 2 H 1/2A-Triazol 1,2,4-Triazin Nếu vòng chứa các dị tế khác nhau thì số 1 dành cho dị tố đứng trước trong cách gọi tên theo hệ thống và phải đánh số theo chiều nào để sao cho tổng các chỉ số mà dị tố chiếm là một số nhỏ nhất.

Thí dụ: ` 4U) 5 s 2 3 UY 5 on? 1,3-Thiazol (hay thiazol) 1,2-oxazol (hay isoxazol) Đối với các hệ ngưng tụ kiểu đibenzo thì cách đánh số không bắt đâu từ dị tố mà bắt đầu từ đỉnh trên của vòng bên phải rối tiến theo chiêu kim đông hồ quanh hệ đa vòng. Nhưng cũng có người đánh số bắt đầu từ đỉnh dưới của vòng bên phải và tiến ngược chiều kim đông hỗ quanh hệ đa vòng (như đối với cacbazol và đibenzothiophen). Thí dụ : H 9 1 5 4 4 2 NỊ0 } TỚI, 7 6 ° 4 337 a 1 2; 7 § s 1 CLO! 2;7 6 os: 3 4 3 Dibenzofuran Cacbazol Dibenzothiophen Phenthiazin 1. Cách gọi tên và đánh số các hệ đa dị vòng ngưng tụ phức tạp Đối với các hệ đa dị vòng ngưng tụ phức tạp người ta thường phải đề ra một số quy định chung sau đây: Để đánh số đường vòng quanh bên ngoài của các hợp chất đa dị vòng cần biểu diễn cấu trúc của chúng với quy tắc định hướng như sau: - #ố lớn nhất của các vòng cần được đặt theo đường nằm ngang.

Thí dụ: Định hướng đúng Định hướng không đúng - Khi có mặt một vài vòng, số lớn nhất của chúng cần được phân bố sao cho vòng cao hơn bên phải nằm phía trên trục hoành. Thí dụ: Không đúng Sự đánh số bắt đâu từ vòng được phân bố xa nhất, ở phía trên, bên phải rôi theo chiều kim đồng hồ, bỏ qua các điểm nối. Thí dụ: 1X 8 NUN 1 .