chapt雜環(huán)化合物PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1chapt雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物含義：ON常見(jiàn)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。第1頁(yè)/共45頁(yè)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)化合物第2頁(yè)/共45頁(yè)第3頁(yè)/共45頁(yè)（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

2、(thiophene)NH 吡咯(pyrroe)N 吡啶(pyridine)NH 吲哚(indole)NN 嘧啶pyrimidine第4頁(yè)/共45頁(yè) 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(kāi)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, 5-二甲基吡咯第5頁(yè)/共45頁(yè) （2） 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

3、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-氨基嘌呤第6頁(yè)/共45頁(yè) （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(lái)命名。OCHO-呋喃甲醛2-呋喃甲醛NCOOH3- 吡啶甲酸 -吡啶甲酸第7頁(yè)/共45頁(yè) (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 HOCHOO2NNCHCH3O5-硝基-2-呋喃甲醛

4、2-乙?；量?第8頁(yè)/共45頁(yè) (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98798654321HNN7654321HNNHOOHNNOHNN第9頁(yè)/共45頁(yè)2.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六氫吡啶第10頁(yè)/共45頁(yè)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SP2P第11頁(yè)/共45頁(yè)NHHHHH吡咯符合休克爾規(guī)則，具有芳香性。 OHHH

5、H呋喃噻吩SHHHH第12頁(yè)/共45頁(yè)NH吡咯(pyrroe)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SP2P第13頁(yè)/共45頁(yè)N 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。第14頁(yè)/共45頁(yè)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

6、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。第15頁(yè)/共45頁(yè)(1).鹵代鹵代NH+ Br2NHBr0oC乙醇NH+ I2 + NaOHNH+ NaI + H2OIIII四碘吡咯N+ Br2300催化NBr第16頁(yè)/共45頁(yè)(2). 硝化硝化NH+ CH3COONO2乙酰硝酸酯乙酐-10NHNO2N+300H

7、NO3（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(kāi)環(huán)而形成聚合物，因此不能用混酸硝化。O+ CH3COONO2+ CH3COOH530 (CH3CO)2OONO3 -硝基呋喃第17頁(yè)/共45頁(yè)(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SO3H第18頁(yè)/共45頁(yè)2、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第19頁(yè)/共45頁(yè) 3、氧化反應(yīng)、氧化反應(yīng)五元

8、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。 NCH3HNO3NCOOHHNO3N回流NCOOHCOOH第20頁(yè)/共45頁(yè)4、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)吡咯表現(xiàn)出一定的弱酸性（出一定的弱酸性（pK）。）。 NH+KOHNK+ H2O第21頁(yè)/共45頁(yè) 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

9、。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第22頁(yè)/共45頁(yè)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(guò)的松木片呈綠色，可用來(lái)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(lái)鑒定糠醛?？啡┚哂羞秽蜔o(wú)-H的醛的（如甲醛）的雙重化學(xué)性質(zhì)。O濃NaOHCHOO+COONaOCH2OH第23頁(yè)/共45頁(yè)(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(guò)四個(gè)次甲基（）交

10、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(guò)的松木片呈紅色，可用來(lái)鑒定吡咯吡咯及其低級(jí)的同系物的存在。第24頁(yè)/共45頁(yè)NHNHNN卟吩環(huán)血紅素：中心離子是Fe ; 葉綠素：中心離子是Mg第25頁(yè)/共45頁(yè)NNNNFeCH=CH2CH3CHCH3CH2CH2CH2CH3CH2CH2COOHCH3COOH血紅素分子結(jié)構(gòu)第26頁(yè)/共45頁(yè)葉綠素分子結(jié)構(gòu)NNNNMgRCH2CH3CH3CHCH3CH2CH2CH3HOCOOCH3CH2COOR=-CH3為葉綠素aR=-CHO為葉綠素b第27頁(yè)/共45頁(yè)O-CH3OHHOHHOCH2HHPO2OCH3CHCH2NHCO

11、CH2CH2CH3CH3NNCH3H2NCOCH2CH3CNH2NCOCH2CH3CH2CONH2CH3CH2CH2CONH2CH3CH3H2NCOCH2CH2CH3CH2CH2CONH2CoNNNN維生素B12分子結(jié)構(gòu)第28頁(yè)/共45頁(yè) 噻唑是含一個(gè)硫原子和一個(gè)氮原子的五元雜環(huán)，無(wú)色，有吡啶臭味的液體，沸點(diǎn)117，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SNCHC ONHC 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

12、衍生物噻唑及其衍生物 第29頁(yè)/共45頁(yè)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)可以引起腳氣病第30頁(yè)/共45頁(yè)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)化合物六元雜環(huán)化合物1、吡啶及其衍生物、吡啶及其衍生物第31頁(yè)/共45頁(yè) -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B6NHOH3CCH2OHCH2NH2NHOH3CCH2OHCHONHOH3CC

13、H2OHCH2OH吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺第32頁(yè)/共45頁(yè)NCONHNH2NCOOH -吡啶甲酸 -吡啶甲酰肼（異煙酸） （異煙酰肼或雷米封）第33頁(yè)/共45頁(yè)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第34頁(yè)/共45頁(yè)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吲哚NHCH3 -甲基吲哚（糞臭素）NHCH2COOH -吲哚乙酸 IAA第35頁(yè)/共45頁(yè)NHCH2CH2NHAcCH3O腦白金MelatonineNHCH2CH COOHNH2

14、NHCH3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)有茉莉香味分解第36頁(yè)/共45頁(yè)(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(niǎo)嘌呤2-氨基-6-羥基嘌呤HNNNHNH2NO第37頁(yè)/共45頁(yè)（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(shù)皮中，有抗瘧疾療效NNClNHCHHO(CH2)3-NC2H5C2H5CH2OCH3OCH3CH3OCH3O氯喹（合成抗瘧疾藥）罌粟堿第38頁(yè)/共45頁(yè)HOOOH

15、NCH312345678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(lái)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?；?，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(lái)解除晚期癌癥患者的痛苦。第39頁(yè)/共45頁(yè)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。第40頁(yè)/共45頁(yè)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。第41頁(yè)/共45頁(yè)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。第42頁(yè)/共45頁(yè)三、重要的生物堿