第一節(jié)雜環(huán)化合物課件

第一節(jié)雜環(huán)化合物第一節(jié)雜環(huán)化合物第一節(jié)雜環(huán)化合物第一節(jié)雜環(huán)化合物第一節(jié)雜環(huán)化合物第一節(jié)雜環(huán)化合物第一節(jié)雜環(huán)化合物第一節(jié)雜1第一節(jié)雜環(huán)化合物第一節(jié)雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物和雜原子雜環(huán)化合物和雜原子一、雜環(huán)化合物指構(gòu)成環(huán)的原子除碳原子外，還含有O、S、N、P等非雜原子的一類環(huán)狀化合物。雜原子：環(huán)中除過碳以外的原子。嘌呤一、雜環(huán)化合物指構(gòu)成環(huán)的原子除碳原子外，還含有二、現(xiàn)實(shí)生活中的地位和作用

①90%以上藥物和60%以上的有機(jī)物為化合物。中草藥有效成分大多是雜環(huán)化合物碳水化合物（它為生命提供能量）葉綠素（它為植物提供綠色）血紅素（它賦予血液以鮮紅顏色）都是雜環(huán)化合物核酸中的雜環(huán)（嘧啶和嘌呤）部分，對(duì)DNA的復(fù)制起著至關(guān)重要的作用，并使生命得以代代相傳部分維生素、抗生素、氨基酸等結(jié)構(gòu)中有雜環(huán)磺胺類藥、呋喃類藥、咪唑類藥等都是雜環(huán)化合物

②雜環(huán)化合物通常是酶和輔酶中催化生化反應(yīng)的活性部位

正因?yàn)殡s環(huán)化合物的存在，自然萬物才有了勃勃生機(jī)雜環(huán)化合物分布廣泛，種類繁多，數(shù)量很大（占有機(jī)物總量三分之一），大多數(shù)具有生理、生化活性.二、現(xiàn)實(shí)生活中的地位和作用①90%以上藥物和60%以上雜環(huán)化合物的分類和命名雜環(huán)化合物的分類和命名一、分類1、按化合物是否有芳香性分為：①非芳香雜環(huán)化合物：沒有芳香特征的雜環(huán)化合物。如環(huán)醚、內(nèi)酯、內(nèi)酰胺等，其性質(zhì)一般不穩(wěn)定，易開環(huán)或與其官能團(tuán)化合物性質(zhì)相似。環(huán)氧乙烷β-丙內(nèi)酯②芳香雜環(huán)化合物：結(jié)構(gòu)上與芳香環(huán)相似，性質(zhì)比較穩(wěn)定。我們主要學(xué)習(xí)芳香雜環(huán)化合物一、分類1、按化合物是否有芳香性分為：①非芳香雜環(huán)化合物：沒2、芳香雜環(huán)化合物分類2、芳香雜環(huán)化合物分類二、命名（一）雜環(huán)母核的命名音譯法：是外文諧音漢字加“口”偏旁表示雜環(huán)母核的名稱。例如：呋喃、噻吩、嘌呤等

當(dāng)環(huán)上有取代基時(shí)，取代基的位次從雜原子算起依次用1,2,3,…(或α,β,γ…)編號(hào)。如雜環(huán)上不止一個(gè)雜原子時(shí)，則從O、S、NH、N順序依次編號(hào)。編號(hào)時(shí)雜原子的位次數(shù)字之和應(yīng)最小。

2.系統(tǒng)命名法呋喃噻吩咪唑嘌呤二、命名（一）雜環(huán)母核的命名音譯法：是外文諧音漢字加“口”偏45 36 21常見雜環(huán)母核的音譯名稱及環(huán)上原子的編號(hào)

呋喃

噻吩

吡咯

噻唑

咪唑

吡唑

34251

34251

34251

43521

43521

435211、五元雜環(huán)2、六元雜環(huán)45 36 2145 36 2145 36 21

吡啶 嘧啶 噠嗪 吡喃4常見雜環(huán)母核的音譯名稱及環(huán)上原子的編號(hào)呋喃噻吩3、稠雜環(huán)

喹啉 異喹啉 吲哚 嘌呤5 46 37 2815 46 37 28145 36 1 2761 5

72

4983OCHOBr

NCH3呋喃-2-甲醛3-溴吡啶1-甲基吡咯①單雜環(huán)的編號(hào)從雜原子開始。3、稠雜環(huán)喹啉 異喹啉 吲哚 SHClCH3C2H52-巰基-5-氯咪唑1-甲基吡唑2-乙基嘧啶②有多個(gè)雜原子時(shí)，按O、S、N-R、NH、N順序編號(hào)③有特定名稱的稠雜環(huán)母環(huán)的編號(hào)，大都按照稠芳環(huán)規(guī)則編號(hào)，但個(gè)別的另有編號(hào)順序（如嘌呤）4 35 214 35 21SHClCH3C2H52-巰基-5-氯咪唑1-甲基吡唑2-乙NCH2CH3練習(xí)：NHNO2NNHCH3NNCH34－乙基吡啶3－硝基吡咯4－甲基咪唑4－甲基嘧啶SNH3C5－甲基噻唑NCH2CH3練習(xí)：NHNO2NNHCH3NNCH34－乙基常見的雜環(huán)化合物常見的雜環(huán)化合物一、呋喃

存在于松木焦油中，無色易揮發(fā)性液體，有溫和香味，平面五邊形結(jié)構(gòu)，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，是制造藥物、燃料、農(nóng)藥等的原料，可作溶劑。

呋喃蒸氣遇有被鹽酸浸濕過的松木片時(shí)，即呈現(xiàn)綠色，叫做松木反應(yīng)，可用來鑒定呋喃的存在。

呋喃有麻醉和弱刺激作用，極度易燃。吸入后可引起頭痛、頭暈、惡心、呼吸衰竭。呋喃環(huán)具芳環(huán)性質(zhì)。

OCHO-呋喃甲醛(又糠醛)是合成的基本原料呋喃唑酮(痢特靈)治療菌痢、腸炎呋喃坦啶(呋喃妥因)治療急性腎炎、腎盂腎炎、前列腺炎、膀胱炎、尿道炎一、呋喃存在于松木焦油中，無色易揮發(fā)性液二、吡咯

存在于煤焦油和骨焦油中，為無色液體。有弱的苯胺氣味，微溶于水，易溶于乙醇和乙醚中。在微量氧的作用下就可變黑；在鹽酸作用下聚合成暗紅色樹脂狀的吡咯紅；其蒸氣遇鹽酸浸濕的松木呈紅色，借此可檢驗(yàn)吡咯及其低級(jí)同系物。①吡咯與脂肪仲胺比較，堿性較弱。吡咯分子中N上的未共用電子對(duì)參與環(huán)的共軛，使N上的電子云密度降低，結(jié)合質(zhì)子的能力減弱。含氮化合物的堿性順序：仲胺＞伯胺＞叔胺＞氨＞苯胺＞吡咯二、吡咯存在于煤焦油和骨焦油中，為無色液體②吡咯顯弱酸性。吡咯分子中N參與共軛，N—H鍵極性增加。吡咯能與固體氫氧化鉀反應(yīng)生成鉀鹽。酸性比醇強(qiáng)而比酚弱③易發(fā)生加成反應(yīng)。芳香性比苯差。

+2H2————→pd200-400KPa②吡咯顯弱酸性。吡咯分子中N參與共軛，N—H鍵極性增加。③易吡咯的衍生物：廣泛存在自然界。如血紅素、葉綠素、VB12血紅素VB12中心離子是Fe2+，功能：輸送氧；CO與血紅素的結(jié)合能力大于O2，故呼吸CO就會(huì)中毒。吡咯的衍生物：廣泛存在自然界。如血紅素、葉綠素、VB12血紅維生素B12：中心離子是Co，存在于動(dòng)物肝臟中，暗紅色針狀結(jié)晶，是治療抗惡性貧血的藥物，是天然產(chǎn)物最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)之一，早在1926年就發(fā)現(xiàn)動(dòng)物肝可以醫(yī)治惡性貧血，從而生物化學(xué)家便開創(chuàng)了對(duì)肝中以醫(yī)治惡性貧血的有效成分的研究。但由于它在肝中含量太少，而且在提純過程中易分解，所以在較長(zhǎng)時(shí)期無進(jìn)展。直到1948年才分出了純的暗紅色B12晶體，因此，關(guān)于B12的結(jié)構(gòu)又成為有機(jī)化學(xué)研究對(duì)象之一。至1954年，用X-射線衍射的方法才確定了上述結(jié)構(gòu)。此后又經(jīng)過十幾年以及十幾個(gè)國(guó)家科學(xué)工作者的努力，于1972年完成了VB12的全合成。維生素B12：中心離子是Co，存在于動(dòng)物肝臟中，暗紅色針狀結(jié)三、噻吩

與苯共存于煤焦油中，為無色液體，有特殊氣味，微溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。比苯易發(fā)生鄰位取代反應(yīng)。如室溫下能發(fā)生磺化反應(yīng)。三、噻吩與苯共存于煤焦油中，為無色液體，有特殊四、噻唑無色液體，有臭味，能與水混溶，N可以接受電子，有弱堿性。是穩(wěn)定化合物，在空氣中不會(huì)自動(dòng)被氧化。許多衍生物在醫(yī)藥上很重要。如VB1、青霉素G、酞磺胺噻唑等，都還有噻唑環(huán)。青霉素G四、噻唑無色液體，有臭味，能與水混溶，N可以接受

1928年，英國(guó)微生物學(xué)家亞歷山大·弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素。一天，他在培養(yǎng)金黃色葡萄球菌的培養(yǎng)皿中發(fā)現(xiàn)了一團(tuán)青綠色霉菌，且霉菌周圍的葡萄球菌菌落消失了。經(jīng)研究，這種霉菌能阻礙其他多種細(xì)菌的生長(zhǎng)，有消炎殺菌的作用。通過弗洛里、錢恩等科學(xué)家的努力，終于從青霉菌培養(yǎng)液中提取出青霉素晶體。1941年用青霉素治療人類細(xì)菌感染取得成功。1942年開始大批量生產(chǎn)，這是第一種能夠治療人類疾病的抗菌素。1928年，英國(guó)微生物學(xué)家亞歷山大·弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉五、咪唑無色晶體，易溶于水、乙醇和乙醚中。能與強(qiáng)酸生成穩(wěn)定的鹽。許多重要天然物質(zhì)都是咪唑的衍生物。如：蛋白質(zhì)的組氨酸、生物堿的毛果蕓香堿都有咪唑環(huán)。含咪唑環(huán)的藥物具有突出的生理活性。如甲硝唑抗阿米巴、抗滴蟲、抗厭氧菌等用于治療腸道和腸外阿米巴?。ㄈ绨⒚装透文撃[、胸膜阿米巴病等）。還可用于治療陰道滴蟲病、小袋蟲病和皮膚利什曼病、麥地那龍線蟲感染等。目前還廣泛用于厭氧菌感染的治療。

五、咪唑無色晶體，易溶于水、乙醇和乙醚中。能與強(qiáng)酸用于治療腸安替匹林:R=－H氨基比林:R=－N(CH3)2安乃近:

R=－N(CH3)CH2SO3Na這些都是常見的解熱鎮(zhèn)痛藥物吡唑酮咪唑吡唑安替匹林:R=－H氨基比林:R=－N(CH3)2安乃六、吡啶存在于煤焦油和骨焦油中，無色液體，有惡臭味，有毒，觸及皮膚易使皮膚灼傷，能與水、乙醇等混溶，能溶解各種有機(jī)物和無機(jī)鹽，是一種有廣泛用途的有機(jī)溶劑。對(duì)酸、堿及氧化劑都比較穩(wěn)定。衍生物廣泛存在與自然界。如VPP(包括煙酸和煙酰胺)、VB6和部分生物堿。煙酸煙酰胺(維生素pp)維生素B6

異煙酰肼（雷米封）抗結(jié)核藥煙酰二乙胺（可拉明）中樞神經(jīng)興奮藥六、吡啶存在于煤焦油和骨焦油中，無色液體，有惡臭味，對(duì)酸、堿①具有弱堿性。堿性比苯胺強(qiáng)堿性:仲胺＞伯胺＞叔胺＞氨＞吡啶＞苯胺＞吡咯吡啶鹽酸鹽②取代反應(yīng)。比苯難，主要發(fā)生在β位。吡啶及其衍生物能溶于強(qiáng)酸，用于鑒別、分離與提純①具有弱堿性。堿性比苯胺強(qiáng)堿性:仲胺＞伯胺＞叔胺＞氨＞吡七、吲哚③易被還原。催化加氫，可被還原。

無色片狀結(jié)晶，有糞臭味，稀釋后卻會(huì)有愉快的花香味，可做香料?？扇苡跓崴陀袡C(jī)溶劑，能使浸有鹽酸的松木片顯紅色。可鑒別之。其生物堿廣泛存在于植物中，如麥角堿、馬錢子堿、利血平等。哺乳動(dòng)物及人腦中思維活動(dòng)的重要物質(zhì)5-羥基色胺、色氨酸等都有吲哚環(huán)。3-吲哚乙酸(植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑)長(zhǎng)春堿(R=CH3);長(zhǎng)春新堿(R=CHO);抗癌藥七、吲哚③易被還原。催化加氫，可被還原。無色片八、喹啉、異喹啉1258喹啉N異喹啉喹啉是無色油狀液體，有特殊氣味，水溶性很小，可與乙醇和乙醚混溶。堿性比吡啶弱，化學(xué)性質(zhì)與吡啶相似。異喹啉的堿性比吡啶強(qiáng)。喹啉和異喹啉的很多衍生物在醫(yī)藥上極為重要如雙碘喹啉可治療阿米巴痢疾、奎寧可治療瘧疾等?？鼘幇恕⑧?、異喹啉1258喹啉N異喹啉喹啉是無色油狀液九、嘌呤嘌呤是由一個(gè)咪唑環(huán)和一個(gè)嘧啶環(huán)共用2個(gè)碳原子稠合而成的一類重要化合物無色晶體，易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑，水溶液呈中性。既有弱酸性又有弱堿性，能與強(qiáng)酸或強(qiáng)堿成鹽。其衍生物廣泛存在動(dòng)植物中腺嘌呤鳥嘌呤腺嘌呤和鳥嘌呤是嘌呤的重要衍生物,它們是核酸的兩種堿基，與另外三種堿基——尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶一起，構(gòu)成了對(duì)生命的遺傳和蛋白質(zhì)合成起決定性作用的DNA和RNA九、嘌呤嘌呤是由一個(gè)咪唑環(huán)和一個(gè)嘧啶環(huán)共用嘧啶衍生物－胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶

嘌呤是一對(duì)互變異構(gòu)體的平衡體系腺嘌呤(A)(6-氨基嘌呤)鳥嘌呤(G)(2-氨基-6-羥基嘌呤)尿嘧啶(U)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)嘧啶衍生物－胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶嘌呤是一對(duì)互變異構(gòu)體的茶堿咖啡堿可可堿茶堿和咖啡堿存在于茶葉和咖