基础杂环化学
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1.2 杂环化合物的概念

分子是构成化学物质的基本单位,有机分子的结构主要由原子的个数、类型和原子之间的共价键决定。从三维结构或共价键的连接情况看,化合物的类型有两类:链状和环状。化合物的分类见图1-1。

图1-1 化合物的分类

在环状有机化合物中,如果构成环的原子相同称为等元素环状化合物,当原子为碳原子时叫作碳环化合物,它们是最常见的等元素环状化合物,例如脂环族化合物环己烷、环己烯,芳香族化合物苯环、萘环等。氮环化合物五氮唑是非碳环的等元素环状化合物。

至少由两种原子构成的环状化合物称为杂环化合物,环本身叫作杂环。只要环中含有碳原子,就叫作有机杂环化合物,环中的其他原子统称为杂原子。例如呋喃、4H-1,4-噻嗪。除了常见的有机杂环化合物之外,还有不含碳原子的杂环化合物称为无机杂环,例如2,4,6-三氮杂环己硼烷。有机杂环化合物的种类多样、数量庞大、应用广泛,是有机化学中最活跃的研究领域。

最常见的杂原子有氮(N)、氧(O)、硫(S),其次有磷(P)和硒(Se),还有一些含有碲(Te)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、硼(B)杂原子的杂环。理论上讲,除了碱金属原子,其他原子都可以作为环原子。