唑及其相关杂环体系

,第五章 唑及其相关杂环体系,含有两个或两个以上数目杂原子的五员杂环体系,唑类:,氢化唑类:,非唑类:,一、唑,1、结构和物理性质,共性: (1) 弱碱性, 环N原子上,(2) 富电子芳环体系SE 4n+2 稳定, 反应在环C原子上,SE 活性:,2. 一般合成方法,SE 位置: 1,3-唑, 5-位 1,2-唑, 4-位,SN 位置: 1,3-唑, 2-位 1,2-唑, 5-位,利用两个相应分子的缩合环化,是制备唑及其衍生物的最通用的方法,4+1型环化方法:由链状含N原子的1,4-二羰基化合物进行类似Paal-knorr环化反应.,(2) 3C+2X型环合反应,(3) 2C+3X型环合反应,(4) 佩希曼（pechmann）吡唑合成法,3. 化学性质和主要反应,唑环分子是一个稳定的芳香体系，对于一般的氧化剂和还原剂都是稳定的。,如苯基或呋喃基取代的咪唑在催化还原时，通常是苯环或呋喃环首先被还原，而咪唑保持不变。,（1）在环N原子上的反应,1）质子化反应,唑分子中有一个三级N原子，显弱碱性，能与酸生成结晶状的盐，故利用这个反应来纯化唑系化合物,咪唑分子间的缔合（形成氢键）,吡唑,2）烷基化反应,3）酰基化反应 唑与酰卤或酸酐反应都能生成N-酰基产物,X：O，S，NB： 卤素，酰基,4）和金属离子的络合反应,如 VB12肌红蛋白、血红蛋白等,如章鱼、蟹血液中血清蛋白（蓝色血液）,His 组氨酸,近年来人们合成了许多类似物和模型化合物，1978年T.G.Traylor合成了肌红蛋白分子的活性片断。,5）N上的活泼H原子的反应,（2）在环C原子上的取代反应,1）亲电取代反应 SE,亲电取代反应活性：,N强的电负性，C电子云密度下降，对单杂五员环,由于X的P电子参与唑环的共轭体系，唑环C原子上电子云密度比吡啶的要高些,不同唑的亲电取代反应活性：,对唑系： 5-位C原子上对异唑系： 4-位C原子上,与它们的反应过渡态的离子型共振结构式的稳定性有关。,a, 硝化，磺化,若环上连有+I，+C基,一些弱的亲电试剂，一般不能与唑环发生取代反应。如傅-克反应。,溴代反应是正常的亲电取代反应,63%,b, 卤代反应,77%,Cl2, I2 与咪唑的反应应在NaOH下才能发生,唑环进行卤化一般比苯还要容易不加催化剂,（2）亲核取代反应,最易发生SN的,噻唑、咪唑,口恶唑：,（3）加成反应,（4）氧化还原反应,1）口恶唑：对KMnO4, CrO3 , O3 , Na+C2H5OH开环,2）,3）,4）,5）异噻唑较稳定，不易氧化也不易还原。,1。吡唑啉及吡唑啉酮,二、氢化唑及其酮类化合物,1-吡唑啉,2-吡唑啉,3-吡唑啉,合成:,安替比林,安替比林经亚硝基化和还原,得同系药物匹拉米冬和安乃近,安乃近,羊毛染料酒石黄是一种黄色染料：,2. 恶唑啉及其酮类化合物,乙氧酰基丙酮酸乙酯,痢特灵,酚妥拉明(抗血管痉挛、休克）,3. 咪唑啉及其酮类化合物,4. 氢化噻唑及其酮类化合物,噻唑烷,应用：青霉素,太阳能电池-部花菁类电池,4-羰基噻唑烷-2-硫酮,三、多唑化合物（三唑、恶二唑、噻二唑),1、结构和物理性质,（1） 均有互变异构体,1，2，3-三唑,1，2，4-三氮唑,口恶二唑,1,2,3-恶二唑,1,2,4-恶二唑,1,3,4-恶二唑,1,2,5-恶二唑,稳定性：,1,2,5-恶二唑,1,2,4-恶二唑,1,3,4-恶二唑,噻二唑,（2） 均有芳香性, 两个“吡啶N”,56,（3） 三氮唑: 都是弱酸, 同时又是弱碱,（4） 三氮唑，对酸、碱、氧化剂、还原剂稳定,（5） 噻二唑，对酸、氧化剂稳定 对碱、还原剂开环,（6） 恶二唑，稳定性最小,芳香性：三氮唑 噻二唑 恶二唑,2. 一般合成方法,（1） 1，2，4-三氮唑,pellizzari反应, 酰肼与酰胺热缩合,（2） 恶二唑,3. 化学性质和主要反应,（3） 噻二唑,（1） 三氮唑(以1,2,3-三氮唑为例),（2） 口恶二唑,（3） 噻二唑,四、非唑五员杂环体系,五、天然存在的重要的生物活性化合物,四唑,1、咪唑化合物,生物体中最必须的氨基酸之一,人体中，当组胺以游离状态释出时，会发生各种过敏性疾病，如花粉病、风疹、过敏性鼻炎和各种药物过敏等。一般的治疗方法是服用一些在结构上与组胺相似的药物，称抗阻胺药，如-氨基吡啶衍生物,毛果芸香碱（治疗青光眼、排除体内的Hg ,Pb等,二、噻唑化合