雜環(huán)化合物及生物堿

第11章

雜環(huán)化合物及生物堿

（Heterocycliccompound&alkaloid）有機化學概述在環(huán)狀有機化合物中，構成環(huán)系的原子除碳原子外，還含有一個或幾個非碳原子時，叫做雜環(huán)化合物。環(huán)狀化合物，環(huán)上除碳，還有雜原子（N,O,S等）環(huán)具有芳香結構和一定的穩(wěn)定性閉合共軛體系定義根據(jù)以上定義，酸酐，環(huán)氧，內(nèi)酯，內(nèi)酰胺不屬雜環(huán)化合物。雜環(huán)化合物在自然界分布。核酸堿基，B=嘧啶嘌呤環(huán)血紅素，葉綠素生物堿，天然或合成藥成分維生素，植物色素，植物染料主要內(nèi)容雜環(huán)化合物的分類和命名雜環(huán)化合物的結構雜環(huán)化合物的性質(zhì)生物堿的基本概念及常見生物堿第一節(jié)雜環(huán)化合物

(Heterocycliccompound)雜環(huán)化合物的分類和命名五元雜環(huán)六元雜環(huán)苯稠雜環(huán)稠雜環(huán)稠雜環(huán)單雜環(huán)按形狀分1、含一個雜原子呋喃吡咯噻吩五元雜環(huán)FuranPyrroleThiophene雜環(huán)化合物的分類OS呋喃噻吩2、含兩個雜原子噁唑咪唑噻唑OxazoleImidazoleThiazole1、含一個雜原子吡啶

吡喃六元雜環(huán)2、含兩個雜原子噠嗪嘧啶吡嗪丫啶喹啉異喹啉蝶啶稠雜環(huán)吲哚嘌呤

咔唑命名原則音譯名（同音漢字加“口”字旁）雜環(huán)化合物的命名呋喃(furan)噻吩(thiophene)吡咯(pyrrole)OSNH①從雜原子開始1，2，3，4……②不止一個雜原子，按O，S，N順序編號③取代基位次之和最小原則環(huán)上原子的編號順序呋喃噻吩

吡咯2．

統(tǒng)命名法OSNHN

茂(環(huán)戊二烯)氮茂氧茂硫茂NN苯氮苯1,3-二氮苯苯并呋喃(benzofuran)苯并噻吩(benzothiophene)苯并吡咯吲哚(indole)五元雜環(huán)苯并體系O1234567S12345671234567NH2-乙酰基呋喃NHNCOOHNH2PhCO2-氨基-5-苯甲?；讲⑦溥?-吲哚甲酸N-甲基-2-羥基咪唑5-乙基噻唑NH吡啶(pyridine)吡喃(pyran)γ-吡喃酮(γ-pyrone)α-吡喃酮(α-pyrone)六元雜環(huán)噠嗪(pyridazine)嘧啶(pyrimidine)吡嗪(pyrazine)喹啉(quinoline)異喹啉(isoquinoline)苯并吡喃(benzopyran)六元雜環(huán)苯并環(huán)系嘌呤(purine)雜環(huán)并雜環(huán)三、雜環(huán)化合物的結構吡咯的結構孤電子對在p軌道上。五元雜環(huán)吡咯在結構上的特點：

構成環(huán)的五個原子都為sp2雜化；成環(huán)的五個原子共平面；雜原子上的孤對電子參與共軛形成共軛體系，π電子數(shù)符合休克爾規(guī)則（π電子數(shù)=4n+2）；具有芳香性。反應：堿性較弱，環(huán)易發(fā)生親電取代反應，環(huán)上相當于有一個鄰對位定位基。芳香性的強弱順序苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃5C、1N共面，都是SP2雜化；都有一個垂直與分子面的P軌道，側(cè)面交疊形成閉合大π鍵。吡啶的結構六元雜環(huán)結構分析：N的一對未成鍵電子在SP2雜化軌道上，未參與形成環(huán)上共軛體系，可接受H＋成鹽——堿性。N的電負性>C，吸電子使環(huán)上電子云密度降低（性質(zhì)與硝基苯相似）推測：發(fā)生親電取代，但活性不如苯，且主要在間位芳香性不如苯。四、吡啶、吡咯的性質(zhì)1、堿性2、親電取代反應重要的含氮化合物及其衍生物1、吡咯及其衍生物最重要的吡咯衍生物是含有四個吡咯環(huán)和四個次甲基(-CH=)交替相連組成的大環(huán)化合物。其取代物稱為卟啉族化合物。卟吩(porphin)卟啉族化合物廣泛分布與自然界。血紅素，葉綠素都是含環(huán)的卟啉族化合物。在血紅素中環(huán)絡合的是Fe，葉綠素環(huán)絡合的是Mg。2、吡啶及其衍生物3、嘌呤及其衍生物嘌呤為無色晶體，m.p216~217℃，易溶于水，其水溶液呈中性，但能與酸或堿成鹽。純嘌呤環(huán)在自然界不存在，嘌呤的衍生物廣泛存在于動植物體內(nèi)。尿酸存在于鳥類及爬蟲類的排泄物中，含量很多，人尿中也含少量。黃嘌呤

存在于茶葉及動植物組織和人尿中。3．腺嘌呤和鳥嘌呤

它是核蛋白中的兩種重要堿基。腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)(6-氨基嘌呤)(2-氨基-6-羥基嘌呤)（DNA，RNA）1、分子中有，環(huán)上電子云密度大于，親電取代反應活性大于苯，新引入基上α-位；

2、分子中有，且電負性N＞C，環(huán)上電子云密度小于，親電取代反應活性小于苯，新引入基上β-位。小結第二節(jié)生物堿

(alkaloid)生物堿-----在生物體內(nèi)存在著一類含有N堿基，具有堿性，而且有很強的生理作用的化合物。麻黃中的平喘成分————麻黃堿顛茄中的解痙成分————一、生物堿的分類和命名命名：多根據(jù)其來源的植物，也可采用國際通用名稱的譯音分類：根據(jù)它所含的雜環(huán)分類二、性質(zhì)堿性大多具有堿性，堿性強弱順序為:季銨堿最強，仲銨堿、叔銨堿次之。溶解性一般不溶或難溶于水顏色反應（鑒別）生物堿與一些試劑反應，呈現(xiàn)各種顏色：生物堿或其鹽類的水溶液，能與一些試劑生成不溶性沉淀。這種試劑稱為生物堿沉淀劑，如苦味酸、碘化汞鉀、鞣酸試劑等。沉淀反應（鑒定分離）釩酸氨-濃硫酸嗎啡棕色可待因藍色莨菪堿紅色二、重要的生物堿莨菪堿和阿托品莨菪堿存在于莨菪、曼陀羅等茄科植物中，具有左旋性，在堿中或受熱時會消旋化，轉(zhuǎn)變成外消旋的莨菪堿即阿托品。別看曼陀羅(Datura)如此美麗素雅，其實它還是一種致幻植物，全株有毒，花朵以及種子毒性最強，含具有致幻作用的生物堿，如東莨菪堿、莨菪堿及少許阿托品?！侗静菥V目》記載：“相傳此花，笑采，釀酒飲，令人笑；舞采，釀酒飲，令人舞”。古時就有利用曼陀羅以及其同科植物制作成各種外科手術用的麻醉劑，例如華佗的麻沸散，武俠小說中的蒙汗藥等。現(xiàn)代中醫(yī)以曼陀羅花為主，配伍當歸、防己、草烏等制成外科手術用的麻醉止痛劑，臨床還常用于消除關節(jié)腫痛，消腫、定喘等。除藥用外，曼陀羅也是名貴的園林觀賞植物，目前已培育出許多雜交種。嗎啡和可待因嗎啡可待因嗎啡是從鴉片中提煉而成。它是鴉片中的主要成分，它的毒性比鴉片大10一20倍。嗎啡為白色針狀結晶或結晶性粉未，有苦味，遇光易變質(zhì)，溶于水。嗎啡有強大的止痛作用，但比鴉片更易使人上隱。嗎啡中毒后，可導致瞳孔極度縮小，血壓下降、呼吸深度抑制、意識昏迷，如果用量過大，可導致死亡。海洛因是半合成的鴉片類毒品，毒性比嗎啡大3一5倍。極純的海洛因俗稱“白粉”，根據(jù)用途和純度的不同，分為“2號”、“3號”、”4號”海洛因。由于海洛因比嗎啡更易溶于水，更易于機體吸收，易于通過血腦屏障進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，因而產(chǎn)生的快感更為強烈，使吸毒者身不由已，心中只有“白粉”，別無他念，一旦停用便會出現(xiàn)戒斷反應：不安焦慮、忽冷忽熱。流淚、流涕、惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉；促使吸毒者為避免此癥狀而不顧一切再度覓食。小檗堿(黃連素)麻黃堿冰毒是一種苯丙胺類的毒品。中藥麻黃里提取的平喘擴瞳藥——麻黃素經(jīng)過化學結構改造，便得到脫氧麻黃堿，又稱甲基苯丙胺，它的精制品是無色透明的晶體，被美其名為“冰”?！皳u頭丸”，是冰毒的一種衍生物，服用“搖頭丸”，使人亢奮不己，聽到音樂后搖頭不止。生物堿的生物