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

正因為雜環(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，取代基的位次從雜原子算起依次用1,2,3,…(或α,β,γ…)編號。如雜環(huán)上不止一個雜原子時，則從O、S、NH、N順序依次編號。編號時雜原子的位次數(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

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有多個雜原子時，按O、S、N-R、NH、N順序編號③有特定名稱的稠雜環(huán)母環(huán)的編號，大都按照稠芳環(huán)規(guī)則編號，但個別的另有編號順序（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，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，借此可檢驗吡咯及其低級同系物。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，所以在較長時期無進(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國家科學(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，在空氣中不會自動被氧化。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，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。哺乳動物及人腦中思維活動的重要物質(zhì)5-羥基色胺、色氨酸等都有吲哚環(huán)。3-吲哚乙酸(植物生長促進(jìn)劑)長春堿(R=CH3);長春新堿(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。奎寧八、喹啉、異喹啉1258喹啉N異喹啉喹啉是無色油狀液九、嘌呤嘌呤是由一個咪唑環(huán)和一個嘧啶環(huán)共用2個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、嘌呤嘌呤是由一個咪唑環(huán)和一個嘧啶環(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