chpt 11雜環(huán)化合物

1、 第十一章第十一章 雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求：1.掌握幾種常見雜環(huán)化合物命名2.掌握吡咯、吡啶的結(jié)構(gòu)3.掌握吡咯、吡啶的化學(xué)性質(zhì)4.了解幾種常見雜環(huán)化合物以及生物堿的一般性質(zhì)含義：on常見的雜原子：o , s , nsch2-cch2-cooo內(nèi)酸酐 本章所要討論的是環(huán)比較穩(wěn)定，且具有不同程度芳香性芳香性的化合物。 雜環(huán)化合物的種類繁多，數(shù)量很大，在自然界分布廣泛，其中很多具有重要的生理活性。一、一、 雜環(huán)化合物的分類和命名雜環(huán)化合物的分類和命名(一一)、分類、分類on環(huán)的數(shù)目單雜環(huán)稠雜環(huán)六員雜環(huán)兩個(gè)單雜環(huán)稠合五員雜環(huán)nh苯與單雜環(huán)稠合nnnhnnh2第一節(jié)第一節(jié) 雜環(huán)化合物雜環(huán)

2、化合物（二）、雜環(huán)化合物的命名（二）、雜環(huán)化合物的命名譯音命名法譯音命名法o呋喃(furan)s 噻吩(thiophene)nh 吡咯(pyrroe)n 吡啶(pyridine)nh 吲哚(indole)nn 嘧啶pyrimidine 對(duì)于環(huán)上有取代基的雜環(huán)化合物取代基的雜環(huán)化合物，命名時(shí)以雜環(huán)為母體，然后把雜環(huán)上的原子依次編號(hào)而確定取代基的位次。編號(hào)的原則：編號(hào)的原則： (1) 含一個(gè)雜原子的單環(huán)，一般從雜原子開始依次用，將環(huán)上的原子編號(hào)，也可以用希臘字母、 編號(hào)，靠近雜原子的碳原子為位，依次為位、位：och3h3c2,5-二甲基呋喃nhch3h3c， -二甲基吡咯2, 5-二甲基吡咯 （2

3、） 含有兩個(gè)或兩個(gè)以上相同雜原子的單雜環(huán)編號(hào)時(shí)，把連有氫原子的雜原子編為1，并使其余雜原子的位次盡可能小 。nn h1234ch3 4 甲基咪唑 nnh3c123456 5-甲基嘧啶123456nnnhnnh27896-氨基嘌呤 （3）如果環(huán)上有多個(gè)不同雜原子時(shí)，按氧、硫、氮的順序編號(hào) nsh3ch3c543214,5二甲基噻唑 (4 ) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的雜環(huán)化合物是將雜環(huán)當(dāng)做取代基來命名。ocho-呋喃甲醛2-呋喃甲醛ncooh3- 吡啶甲酸 -吡啶甲酸 (5) 當(dāng)環(huán)上連有不同取代基時(shí)，編號(hào)根據(jù)順序規(guī)則及最低系列原則。 2-甲基-5-乙基呋喃 4-吡啶甲酸och3c2h5ncoo hochoo2n

4、nchch3o5-硝基-2-呋喃甲醛 2-乙?；量?(6) 稠雜環(huán)的編號(hào)一般和稠環(huán)芳烴相同，但有少數(shù)稠雜環(huán)有特殊的編號(hào)順序。嘌呤 2,6,8-三羥基嘌呤 8654321n7h7654321n吲哚 異喹啉98798654321hnn7654321hnnhoohnnohnn2.雙鍵氫化產(chǎn)物的命名雙鍵氫化產(chǎn)物的命名nh四氫吡咯nh252，5-二氫吡咯nh六氫吡啶二、二、 雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)1、五元雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)、五元雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)以吡咯吡咯為例：nhn : 2s22p32s2psp2雜化sp2pnhhhhh吡咯符合休克爾規(guī)則，具有芳香性。 ohhhh呋喃噻吩shhhhnh吡咯(p

5、yrroe)1.061.100.68富電子的芳雜環(huán)，親電取代易發(fā)生富電子的芳雜環(huán)，親電取代易發(fā)生，相當(dāng)于苯酚或苯胺，取代在位。2、六元雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)、六元雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)n2s2psp2雜化sp2pn 吡啶(pyridine)符合休克爾規(guī)則，具有芳香性具有芳香性。n吡啶0.820.950.851.59缺電子的芳雜環(huán)，親電取代難發(fā)生缺電子的芳雜環(huán)，親電取代難發(fā)生，相當(dāng)于硝基苯，取代在位。三、三、 雜環(huán)化合物的化學(xué)性質(zhì)雜環(huán)化合物的化學(xué)性質(zhì)1、親電取代反應(yīng)、親電取代反應(yīng)五元雜環(huán)屬于富電子芳雜環(huán)，親電取代反應(yīng)比苯容易五元雜環(huán)屬于富電子芳雜環(huán)，親電取代反應(yīng)比苯容易。發(fā)生親電取代反應(yīng)的活性順序是：發(fā)生親

6、電取代反應(yīng)的活性順序是： 吡咯吡咯呋喃呋喃噻吩苯吡啶噻吩苯吡啶六元雜環(huán)吡啶屬于缺電子芳雜環(huán)，親電取代反應(yīng)活性比六元雜環(huán)吡啶屬于缺電子芳雜環(huán)，親電取代反應(yīng)活性比苯小，與硝基苯類似苯小，與硝基苯類似 ，且取代反應(yīng)一般發(fā)生在，且取代反應(yīng)一般發(fā)生在位。位。(1).鹵代鹵代nh+ br2nhbr0oc乙醇nh+ i2 + naohnh+ nai + h2oiiii四碘吡咯n+ br2300催化nbr(2). 硝化硝化nh+ ch3coono2乙酰硝酸酯乙酐-10nhno2n+300hno3（濃）濃h2so4（一天）nno2呋喃和吡咯對(duì)酸都很敏感，強(qiáng)酸可使其開環(huán)而形成聚合物，因此不能用混酸硝化。o+ ch

7、3coono2+ ch3cooh530 (ch3co)2oono3 -硝基呋喃(3). 磺化磺化n+h2so4 發(fā)煙h2so4220nso3h(4). 付付克反應(yīng)克反應(yīng)nh+ (ch3co)2o150200nhcoch3 -吡咯磺酸nh+ so3nh吡啶so3h2、加成反應(yīng)、加成反應(yīng)nh2 pthacnhnhh2 pt180nhnhhacznnh產(chǎn)物為仲胺，產(chǎn)物為仲胺，不具有芳香性不具有芳香性 3、氧化反應(yīng)、氧化反應(yīng)五元雜環(huán)是富電子的芳雜環(huán)，和氧化劑作用，常導(dǎo)致環(huán)的破裂或發(fā)生聚合作用得到焦油狀聚合物。六元雜環(huán)是缺電子的芳雜環(huán)，一般對(duì)氧化劑相當(dāng)穩(wěn)定。對(duì)氧化劑相當(dāng)穩(wěn)定。 nch3hno3ncooh

8、hno3n回流ncoohcooh4、酸堿性、酸堿性在吡咯分子中，由于氮上未共用的孤對(duì)電子參與環(huán)上的共軛體系，使氮上電子密度降低而減弱對(duì)質(zhì)子的吸引力，使得這個(gè)氫原子能以質(zhì)子的形式解離，所以吡咯表現(xiàn)出吡咯表現(xiàn)出一定的弱酸性（一定的弱酸性（pk）。）。 nh+kohnk+ h2o 在吡啶分子中，氮原子上的未共用電子對(duì)未參與環(huán)上的共軛體系，與質(zhì)子的結(jié)合能力比較強(qiáng)，因此 吡啶顯堿性，與酸能形成鹽。吡啶顯堿性，與酸能形成鹽。n+hclnhcl-吡啶鹽酸鹽 苯胺 吡啶 三乙胺pkb 9.4 8.64 3.4四、重要雜環(huán)化合物四、重要雜環(huán)化合物(一一)、 呋喃及其衍生物呋喃及其衍生物 呋喃呋喃 呋喃與鹽酸浸過

9、的松木片呈綠色，可用來鑒定呋喃的存在?？啡啡?呋喃甲醛）呋喃甲醛）與苯胺在醋酸存在下呈深紅色，可用來鑒定糠醛。糠醛具有呋喃和無-h的醛的（如甲醛）的雙重化學(xué)性質(zhì)。o濃naohchoo+coonaoch2oh(二二)、吡咯及其衍生物、吡咯及其衍生物 吡咯吡咯 吡咯衍生物吡咯衍生物卟啉化合物卟啉化合物 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu):是由四個(gè)吡咯環(huán)或氫化吡咯環(huán)的碳原子通過四個(gè)次甲基（）交替連接組成的大環(huán)，這個(gè)大環(huán)叫卟吩環(huán)，含卟吩環(huán)的化合物叫做卟啉化合物。與鹽酸浸過的松木片呈紅色，可用來鑒定吡咯吡咯及其低級(jí)的同系物的存在。nhnhnn卟吩環(huán)血紅素：中心離子是fe ; 葉綠素：中心離子是mgnnnnfech=

10、ch2ch3chch3ch2ch2ch2ch3ch2ch2coohch3cooh血紅素分子結(jié)構(gòu)葉綠素分子結(jié)構(gòu)nnnnmgrch2ch3ch3chch3ch2ch2ch3hocooch3ch2coor=-ch3為葉綠素ar=-cho為葉綠素bo-ch3ohhohhoch2hhpo2och3chch2nhcoch2ch2ch3ch3nnch3h2ncoch2ch3cnh2ncoch2ch3ch2conh2ch3ch2ch2conh2ch3ch3h2ncoch2ch2ch3ch2ch2conh2connnn維生素b12分子結(jié)構(gòu) 噻唑是含一個(gè)硫原子和一個(gè)氮原子的五元雜環(huán)，無色，有吡啶臭味的液體，沸點(diǎn)1

11、17，與水互溶，有弱堿性，是穩(wěn)定的化合物。 一些重要的天然產(chǎn)物幾合成藥物含有噻唑結(jié)構(gòu)，如青霉素、維生素b1等。青霉素青霉素snchconhc rohoocch3ch3r =ch2ch2och ch ch2s ch3r =r =gvo常用青霉素為青霉素為青霉素為青霉素(三三)、 噻唑及其衍生物噻唑及其衍生物 維生素維生素b b1 1（vbvb1 1）nnch2nsch3ch2ch2ohnh3clch3cl噻唑環(huán)對(duì)糖類的新陳代謝有顯著的影響，人體缺乏時(shí)可以引起腳氣病ncooh -吡啶甲酰胺-吡啶甲酸 煙酸nconh2 -吡啶甲酰胺 煙酰胺nconh2nnch3煙堿（尼古?。?四四)、 六元雜環(huán)化合

12、物六元雜環(huán)化合物1、吡啶及其衍生物、吡啶及其衍生物 -吡啶甲酸 -吡啶甲酰胺（煙酸或尼克酸） 煙酰胺或尼克酰胺）ncoohnconh2維生素pp 維生素b6nhoh3cch2ohch2nh2nhoh3cch2ohchonhoh3cch2ohch2oh吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺nconhnh2ncooh -吡啶甲酸 -吡啶甲酰肼（異煙酸） （異煙酰肼或雷米封）2、嘧啶及其衍生物、嘧啶及其衍生物nnohho尿嘧啶 unnnh2ho胞嘧啶 chnnhoonnhonh2nnohho胸腺嘧啶tch3hnnhooch3五、稠雜環(huán)化合物五、稠雜環(huán)化合物(一一)、吲哚及其衍生物、吲哚及其衍生物nh1234567吲

13、哚nhch3 -甲基吲哚（糞臭素）nhch2cooh -吲哚乙酸 iaanhch2ch2nhacch3o腦白金melatoninenhch2ch coohnh2nhch3色氨酸構(gòu)成蛋白質(zhì)的重要成分甲基吲哚（糞臭素）很稀時(shí)有茉莉香味分解(二二)、嘌呤的重要衍生物、嘌呤的重要衍生物123456nnnhnnh2789 腺嘌呤6-氨基嘌呤nnnhnohh2n 鳥嘌呤2-氨基-6-羥基嘌呤hnnnhnh2no（三）喹啉的衍生物（三）喹啉的衍生物喹啉的衍生物在自然界存在很多，如奎寧、氯喹、罌粟堿、嗎啡等。nch3ochhonch ch2奎寧（金雞鈉堿） 存在于金雞鈉樹皮中，有抗瘧疾療效nnclnhchho

14、(ch2)3-nc2h5c2h5ch2och3och3ch3och3o氯喹（合成抗瘧疾藥）罌粟堿hooohnch312345678嗎啡含一個(gè)被還原了的異喹啉環(huán)，是從鴉片中提取出來的。嗎啡的鹽酸鹽是很強(qiáng)的鎮(zhèn)痛藥，能持續(xù)6小時(shí)，也能鎮(zhèn)咳，但易上癮。將羥基上的氫換成乙酰基，即為海洛因，不存在于自然界。海洛因比嗎啡更易上癮，可用來解除晚期癌癥患者的痛苦。第二節(jié)第二節(jié) 生物堿生物堿 2生物堿的提取方法 一、生物堿的存在及提取方法一、生物堿的存在及提取方法1生物堿的存在 （2）有機(jī)溶劑提取法 （1）稀酸提取法 生物堿是一類存在于植物體內(nèi)，對(duì)人和動(dòng)物有強(qiáng)烈生理作用的含氮堿性有機(jī)化合物。二、生物堿的一般性質(zhì)二、生物堿的一般性質(zhì) 生物堿分子中含有手性碳原子，具有旋光性，自然界中存在的一般是左旋體。 生物堿在中性或酸性溶液中能與許多試劑生成沉淀或發(fā)生顏色反應(yīng)，這些試劑叫做生物堿試劑，用于檢驗(yàn)、分離生物堿。生物堿試劑可分兩類：1沉淀試劑 它們大多是復(fù)鹽、雜多酸和某些有機(jī)酸，例如，碘-碘化鉀、碘化汞鉀、磷鉬酸、硅鎢酸、氯化汞、苦味酸和鞣酸等。不同生物堿能與不同的沉淀試劑作用呈不同顏色的沉淀。2顯色試劑 它們大多是氧化劑或脫水劑，例如，高錳酸鉀、重鉻酸鉀、濃硝酸、濃硫酸、釩酸銨或甲醛的濃硫酸溶液等。它們能與不同的生物堿反應(yīng)產(chǎn)生不同的顏色。 顯色劑在色譜分析上常作為生物堿的鑒定試劑。三、重要的