第14章 杂环化合物与维生素

1、邓健 制作 罗美明 审校1 第一节第一节 芳香杂环化合物芳香杂环化合物 * *第二节第二节 维生素维生素 一一 分类和命名分类和命名 二二 芳香六元杂环芳香六元杂环 三三 芳香五元杂环芳香五元杂环 四四 稠杂环化合物稠杂环化合物 一一 维生素概述维生素概述 二二 脂溶性维生素脂溶性维生素 三三 水溶性维生素水溶性维生素 人民卫生电子音像出版社2 前面学过的前面学过的环氧化合物、环状酸酐、内酯、内酰胺环氧化合物、环状酸酐、内酯、内酰胺等等: 因其性质与相应的脂肪族化合物较相似，因此因其性质与相应的脂肪族化合物较相似，因此 并入脂肪族化合物中讨论并入脂肪族化合物中讨论, 而不列为杂环化合物。而不列

2、为杂环化合物。 N-HON-HN-HO O 第十四章 杂环化合物和维生素 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校3 本章讨论的杂环化合物主要指环系较稳定，包本章讨论的杂环化合物主要指环系较稳定，包 括杂原子在内的环是括杂原子在内的环是平面型平面型，环内有，环内有4n+2个个p p电子电子 处于环闭共轭体系中，处于环闭共轭体系中，统称为统称为芳芳(香香)杂环化合物。杂环化合物。 呋喃呋喃 噻唑噻唑 嘧啶嘧啶 嘌呤嘌呤 其它不具芳香性的杂环化合物，统称为其它不具芳香性的杂环化合物，统称为 O S N N N N N N N H O O O N H 第十四章 杂环化合物和维生素 上页上页

3、下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社4 一、一、分类和命名分类和命名 六元杂环六元杂环: 五元杂环五元杂环: 第一节第一节 芳香杂环化合物芳香杂环化合物 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（一、分类和命名） O S N N H N NN N N N NN H N N 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校5 命名原则命名原则：译音：译音“口口”旁旁 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（一、分类和命名） O OS S S N S N O N O O N FuranThiophene Pyrrole Thiazole Imidazole Pyra

4、zole Oxazole 呋喃呋喃噻吩噻吩吡咯吡咯噻唑噻唑 咪唑咪唑 吡唑吡唑 噁噁唑唑 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社6 Pyridine Pyrimidine Pyridazine 吡啶吡啶 嘧啶嘧啶 哒嗪哒嗪 Quinoline Isoquinoline 喹啉喹啉 异喹啉异喹啉 Indole Purine 吲哚吲哚 嘌呤嘌呤 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（一、分类和命名） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校7 1. 单杂环的编号从杂原子开始单杂环的编号从杂原子开始。 l 杂环的编号规则：杂环的编号规则： 第十四章 杂环化合物和维生

5、素 第一节 芳香杂环化合物（一、分类和命名） 呋喃呋喃 吡啶吡啶 吡咯吡咯 4 4 3 3(b)(b) 5 1 25 1 2(a)(a) 4 4 3 3(b)(b) 5 1 25 1 2(a)(a) 5 5 3 3(b)(b) 6 1 26 1 2(a)(a) 4 4(g)(g) O O N CH2CH3 O CH3N H NO2 2-甲基呋喃甲基呋喃 3-硝基吡咯硝基吡咯4-乙基吡啶乙基吡啶 (a a-甲基呋喃甲基呋喃) (b b-硝基吡咯硝基吡咯) (g g-乙基吡啶乙基吡啶) 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社8 2.有多个杂原子时有多个杂原子时,按按 顺序编号顺序编号 第

6、十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（一、分类和命名） N H N H3C N SCH3 N N CH3 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 N N 1 2 3 4 5 CH3 4-甲基咪唑甲基咪唑 5-甲基噻唑甲基噻唑 4-甲基嘧啶甲基嘧啶 1-甲基吡唑甲基吡唑 3. 稠杂环的编号一般和稠环芳烃相同稠杂环的编号一般和稠环芳烃相同,但少数有例外但少数有例外 N 1 2 3 45 6 7 8 N NN H N 1 2 3 4 5 6 7 N 1 2 3 45 6 7 89 10 8 9 喹啉喹啉 吖啶吖啶嘌呤嘌呤 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗

7、美明 审校9 芳香六元杂环芳香六元杂环包括环中有包括环中有1个杂原子的六元杂环个杂原子的六元杂环 (如如吡啶吡啶)和环中有多个杂原子的六元杂环和环中有多个杂原子的六元杂环(如如嘧啶嘧啶)。 吡啶是具有特殊臭味的吡啶是具有特殊臭味的 无色液体无色液体。 存在于煤焦油、存在于煤焦油、 骨焦油中骨焦油中,其衍生物广泛存在其衍生物广泛存在 于自然界。工业上主要从煤于自然界。工业上主要从煤 焦油的轻油部分提取吡啶。焦油的轻油部分提取吡啶。 二、芳香六元杂环二、芳香六元杂环 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社10 N的的

8、p 轨道含轨道含1个电子个电子, 组成环闭共轭体系组成环闭共轭体系 孤电子对占据孤电子对占据sp2 杂化轨道杂化轨道 5C 1N 共面共面, 取取 sp2杂化杂化; 都有都有 一个垂直于分子平面的一个垂直于分子平面的p轨道轨道, 侧面交叠形成环闭大侧面交叠形成环闭大 键。键。 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校11 电子云向电负性较大的电子云向电负性较大的N原子转移原子转移,使使N带部分负电带部分负电 荷荷, C带部分正电荷带部分正电荷,电子云出现的几率密度如下：电子云出现的几率密度如下： 吡啶环中吡啶环中C

9、上上p p电子密度比苯低，这类芳杂环亦称电子密度比苯低，这类芳杂环亦称 为为“缺缺p p芳杂环芳杂环”。表现。表现在性质上，亲电取代变难，在性质上，亲电取代变难， 亲核取代变易；氧化变难，还原变易；另外亲核取代变易；氧化变难，还原变易；另外 sp2 杂化杂化 N 上的孤电子对具有一定程度的碱性，可成盐。上的孤电子对具有一定程度的碱性，可成盐。 1.00 139pm 0.84 1.43 1.01 0.87 134pm 139pm 140pm 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社12 1. 水溶性水溶性 解释下列吡啶

10、类化合物的水溶性现象？解释下列吡啶类化合物的水溶性现象？ 水溶度：水溶度： 1:1 1:1 微溶微溶 : : 吡啶能与水形成氢键。羟基或氨基取代的吡啶能与水形成氢键。羟基或氨基取代的 吡啶因分子间氢键的形成而降低了水溶度。吡啶因分子间氢键的形成而降低了水溶度。 NNOHNNH2 N OH OH 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校13 2. 碱性碱性：吡啶环吡啶环 N 原子的孤电子对处于原子的孤电子对处于sp2 杂化轨道上，而一般脂肪胺杂化轨道上，而一般脂肪胺N上的孤电子对处上的孤电子对处 于于sp3杂化轨道。

11、前者碱性较弱杂化轨道。前者碱性较弱 (pKb=8.8) 。 碱性比较：脂肪胺碱性比较：脂肪胺 苯胺苯胺 pKb： 3 4.5 8.8 9.3 N + HCl N H Cl + 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社14 3. 亲电取代与亲核取代反应亲电取代与亲核取代反应 由于氮原子的电负性大由于氮原子的电负性大, 吡啶环上碳原子的电子云密度吡啶环上碳原子的电子云密度 较苯低，尤其与质子或较苯低，尤其与质子或 Lewis 酸结合使酸结合使N带正电荷后，环带正电荷后，环 上上 C 的电子云密度更低。吡啶的亲电取代反应要

12、比苯难得的电子云密度更低。吡啶的亲电取代反应要比苯难得 多，多，与硝基苯相似与硝基苯相似，亲电取代反应主要进入，亲电取代反应主要进入 b b 位。位。 N KNO3 + H2SO4 Fe, 300 oC N NO2 b b-硝基吡啶硝基吡啶 300 oC N BrBr2 b b-溴吡啶溴吡啶 N H2SO4, SO3 230 oC, 24 h N SO3H b b-吡啶磺酸吡啶磺酸 N 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校15 亲核取代亲核取代比苯容易，比苯容易，主要发生在主要发生在位上位上。 N NaNH2

13、100 NNHNa H2O NNH2 当当 或或 位位上有易离去基时，较弱的上有易离去基时，较弱的 亲核试剂就能发生亲核取代反应。亲核试剂就能发生亲核取代反应。 N +2NH3 Cl N + H2O Br N 100 - 200 oC NH2 N OH NaOH 回回流流 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社16 4. 氧化与还原氧化与还原 吡啶环对氧化剂较苯环稳定吡啶环对氧化剂较苯环稳定, 而对还原剂比苯活泼。而对还原剂比苯活泼。 N KMnO4 CH3 b b-吡啶甲酸吡啶甲酸 (烟酸烟酸) N KMnO4

14、N Na + C2H5OH or H2/Pt NH N COOH N CO2H 六氢吡啶六氢吡啶 (哌啶哌啶) 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校17 （三）嘧啶（三）嘧啶(C4H4N2)及其衍生物及其衍生物 5 4 3 6 1 2 由于两个由于两个N的强吸电子作用的强吸电子作用, 使嘧啶的碱性使嘧啶的碱性 ()比吡啶比吡啶( )弱得多，也比吡啶难弱得多，也比吡啶难 于发生亲电取代反应，而亲核取代反应则比吡于发生亲电取代反应，而亲核取代反应则比吡 啶容易；嘧啶难以被氧化。啶容易；嘧啶难以被氧化。 第十四章 杂

15、环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社18 嘧啶的衍生物分布范围广，如维生素、生物碱、嘧啶的衍生物分布范围广，如维生素、生物碱、 核酸、蛋白质及许多药物都含有嘧啶结构。核酸、蛋白质及许多药物都含有嘧啶结构。 胞嘧啶胞嘧啶 (cytosine) N N H NH 2 O H N N H O O H N N H O O CH 3 H N N H O O F 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 (thymine) 尿嘧啶尿嘧啶 (uracil) 这些嘧啶衍生物存在酮式和烯醇式互变异构这些嘧啶衍生物存在酮式和烯醇式互变异构: NH HNO O N NO

16、H HO (酮式)(烯醇式) 5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶 (抗肿瘤药抗肿瘤药) 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（二、六元杂环） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校19 三、芳香五元杂环三、芳香五元杂环 (一一) 呋喃、噻吩、吡咯的结构呋喃、噻吩、吡咯的结构 4C 1O 共面；都有一个垂直于分子平面的共面；都有一个垂直于分子平面的 p 轨道轨道, 侧面侧面 交叠形成环闭大交叠形成环闭大 键，其中四个碳原子各贡献键，其中四个碳原子各贡献 1个个 p 电子，电子， 氧原子则贡献氧原子则贡献2个个 p电子电子, 形成形成 。 与苯与苯 环比较环比较, 呋喃、噻吩、吡咯为

17、呋喃、噻吩、吡咯为, 故环上故环上 电子云密度比苯环大电子云密度比苯环大,属于属于“”。 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（三、五元杂环） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社20 呋喃呋喃 噻吩噻吩 吡咯吡咯 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（三、五元杂环） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校21 这些化合物键长的平均化程度远不如苯这些化合物键长的平均化程度远不如苯(苯环苯环 上的碳碳键均为上的碳碳键均为139 pm)，在在 化学性质上化学性质上, 既有与苯相似之处既有与苯相似之处, 又有一些差别。又有一些差别。 N H 1

18、43 pm 137 pm 138 pm H H O 144 pm 137 pm 135 pm H HS 145 pm 135 pm 172 pm H H 6.62 6.15 7.25 7.40 6.30 7.19 7.04 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（三、五元杂环） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社22 （二）吡咯、呋喃和噻吩的性质（二）吡咯、呋喃和噻吩的性质 1吡咯的酸碱性吡咯的酸碱性 吡咯吡咯N上孤电子对因参与环的共轭上孤电子对因参与环的共轭, 故碱性极故碱性极 弱弱, 比苯胺还弱得多比苯胺还弱得多, 不能与酸形成稳定的盐。不能与酸形成稳定的盐。

19、NH N H NH3 2 N H NH N H NH3 2 N H N H NH3 2 N H 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（三、五元杂环） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校23 另一方面，吡咯另一方面，吡咯 N上的上的H 却有微弱的酸性却有微弱的酸性 (pKa=17.5 ), 与醇相当，而比酚弱。吡咯在无水与醇相当，而比酚弱。吡咯在无水 条件下可以与固体氢氧化钾加热生成钾盐。条件下可以与固体氢氧化钾加热生成钾盐。 N K + H 2O NH + KOH 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（三、五元杂环） 上页上页下页下页首页首页 人

20、民卫生电子音像出版社24 2. 亲电取代反应亲电取代反应 由于环上的电子云密度比苯大，因此吡咯、呋喃由于环上的电子云密度比苯大，因此吡咯、呋喃 和噻吩亲电取代反应比苯容易发生。和噻吩亲电取代反应比苯容易发生。吡咯的活泼度与吡咯的活泼度与 苯胺或苯酚相当苯胺或苯酚相当。亲电取代反应主要发生在亲电取代反应主要发生在a a位位。 + Br2 NN O Br 80% 0 OC O S (6976%) 95% H2SO4 25oC SO3H S 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（三、五元杂环） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校25 + Ac2O N H 乙乙酸酸酐酐

21、 CH3 O N H 吡咯和呋喃遇强酸时吡咯和呋喃遇强酸时, 杂原子能质子化杂原子能质子化, 使芳香大使芳香大p p键键 破坏破坏, 所以不能用强酸进行硝化和磺化反应所以不能用强酸进行硝化和磺化反应, 需选用较温和需选用较温和 的非质子性试剂。例如吡咯硝化需用的非质子性试剂。例如吡咯硝化需用硝酸乙酰基酯硝酸乙酰基酯。 N H + Ac2O N H + CH3C ONO2 O NO2 N H NO2 5 oC 硝酸乙酰基酯 a a-硝基吡咯(83%) b b-硝基吡咯(17%) 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（三、五元杂环） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社

22、26 （三）吡咯衍生物（三）吡咯衍生物 吡咯衍生物在自然界分布很广，植物中的叶绿素和动物吡咯衍生物在自然界分布很广，植物中的叶绿素和动物 中的血红素都是吡咯衍生物。它们都具有重要的生理活性。中的血红素都是吡咯衍生物。它们都具有重要的生理活性。 N HN NH N N H2C=HC H3C CH3 N CH=CH2 Fe N H3C HO2CCH2CH2C N CH3 CH2CH2CO2H 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（三、五元杂环） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校27 (四四) 咪唑的结构与功能咪唑的结构与功能 咪唑可以看作是吡咯咪唑可以看作是吡咯3

23、位的位的CH被被 氮原子取代而生成的杂环化合物。氮原子取代而生成的杂环化合物。 N N H 咪唑咪唑 1位位 和和 3 位位N 均取均取sp2杂化。不同的是杂化。不同的是, 1-N 以一对以一对 p 电子参与共轭电子参与共轭, 而而 3-N 则以则以1个个 p 电子参与共轭电子参与共轭, 形成环状形成环状 闭合大闭合大p p键键, p p电子数为电子数为6, 符合符合Hckel规则规则, 有一定芳香性。有一定芳香性。 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（三、五元杂环） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社28 N N H NH N 咪唑中咪唑中N上的氢可以转移到另

24、一个氮原子上上的氢可以转移到另一个氮原子上, 因而存在因而存在 互变异构互变异构. 这种情况在环上有取代基时很容易辨别。这种情况在环上有取代基时很容易辨别。 3 5 1 2 5 1 3 2 N N H H3C NH N H3C 5-甲基咪唑甲基咪唑 4-甲基咪唑甲基咪唑 甲基咪唑可发生下列互变异构甲基咪唑可发生下列互变异构: 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（三、五元杂环） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校29 咪唑的碱性比吡咯强（咪唑的碱性比吡咯强（pKb=6.8），这是由于），这是由于 引入的氮原子的孤对电子没有参加共轭体系，因引入的氮原子的孤对电子没

25、有参加共轭体系，因 而较易与质子结合。水溶度也较吡咯大。而较易与质子结合。水溶度也较吡咯大。 在组氨酸分子中含有一个咪唑基在组氨酸分子中含有一个咪唑基, 其其pKa值值 接近生理接近生理pH(7.35)，它既是一个弱酸，又是一，它既是一个弱酸，又是一 个弱碱，能起到质子传递的作用。组氨酸中的个弱碱，能起到质子传递的作用。组氨酸中的 咪唑环是构成酶活性中心的重要基团，使酶能咪唑环是构成酶活性中心的重要基团，使酶能 催化生物体内酯和酰胺的水解。催化生物体内酯和酰胺的水解。 N N H 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（三、五元杂环） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出

26、版社30 四、稠杂环化合物四、稠杂环化合物 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（四、稠杂环） 杂环与杂环稠合杂环与杂环稠合或或苯环与杂环稠合苯环与杂环稠合而成的化合而成的化合 物总称为稠杂环化合物。常见的稠杂环化合物有物总称为稠杂环化合物。常见的稠杂环化合物有 嘌呤、吲哚、喹啉等。嘌呤可看成是由一个嘧啶嘌呤、吲哚、喹啉等。嘌呤可看成是由一个嘧啶 环和一个咪唑环共用环和一个咪唑环共用2个碳原子稠合而成。个碳原子稠合而成。 N NN H N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 嘌呤（嘌呤（purine） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校31 嘌呤为白色固体，熔点

27、嘌呤为白色固体，熔点 216217，易溶，易溶 于水，水溶液呈中性，但可分别与酸或碱生成于水，水溶液呈中性，但可分别与酸或碱生成 盐。嘌呤是两个互变异构的平衡体系盐。嘌呤是两个互变异构的平衡体系, 在生物在生物 体内平衡偏向于体内平衡偏向于 9H 形式。形式。 嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（四、稠杂环） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社32 嘌呤衍生物广泛分布在动植物中，嘌呤衍生物广泛分布在动植物中， 如如腺嘌呤腺嘌呤、鸟嘌呤鸟嘌呤均为核酸的碱基。均为核酸的碱基。 N NN H N NH2 N NN H N OH H2N 第十四章 杂环

28、化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（四、稠杂环） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校33 次黄嘌呤、黄嘌呤和尿酸是腺嘌呤与鸟嘌呤在次黄嘌呤、黄嘌呤和尿酸是腺嘌呤与鸟嘌呤在 体内的代谢产物体内的代谢产物, 存在于动物肝脏、血和尿中。存在于动物肝脏、血和尿中。 N N N N OH H N N N N OH HO H N N N N OH HO OH H HN NN H N O HN N H N H N O O HN N H N H NH O OO 次黄嘌呤次黄嘌呤 黄嘌呤黄嘌呤 尿酸尿酸 烯醇式烯醇式 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物（四、稠杂环） 上页上

29、页下页下页首页首页 酮酮 式式 人民卫生电子音像出版社34 磺胺类药物磺胺类药物(sulfa drug)是继青霉素之后使用的是继青霉素之后使用的 一类化学抗菌药，基本结构是一类化学抗菌药，基本结构是对对-氨基苯磺酰胺氨基苯磺酰胺。 对对-氨基苯磺酰胺本身就有抑菌作用。当氨基苯磺酰胺本身就有抑菌作用。当 N1上的上的 H 原子被某些基团取代时，抗菌作用增强；若原子被某些基团取代时，抗菌作用增强；若 N4 上上 的的 H 被取代，则抗菌能力降低甚至丧失。因为具有被取代，则抗菌能力降低甚至丧失。因为具有 N4游离氨基的磺胺与细菌繁殖所需的对氨基苯甲酸游离氨基的磺胺与细菌繁殖所需的对氨基苯甲酸 结构极

30、为相似，使酶难以识别而达到抑菌作用。结构极为相似，使酶难以识别而达到抑菌作用。 SO2NH2H2N 14 如如 N4 上的取代基易在体内分解而恢复成上的取代基易在体内分解而恢复成-NH2 时，则仍具有原来的抗菌作用。时，则仍具有原来的抗菌作用。 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校35 大多数磺胺类药物是不同杂环取代大多数磺胺类药物是不同杂环取代 了磺胺的了磺胺的N1位上的一个位上的一个H原子原子 。 磺胺嘧啶磺胺嘧啶 SD 磺胺甲基异噁唑磺胺甲基异噁唑 SMZ S-NHH2N N N O O S-NHH2N O N CH3

31、O O 第十四章 杂环化合物和维生素 第一节 芳香杂环化合物 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社36 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（一、维生素概述） * *第二节第二节 维生素维生素 一、维生素概述一、维生素概述 1. 定义定义 维持正常生命活动所必需的一类小分子有机化合物维持正常生命活动所必需的一类小分子有机化合物 2. 特点特点 l 既不供给能量，也不构成组织成分既不供给能量，也不构成组织成分 l 体内不能合成或合成甚微，必须由食物供给体内不能合成或合成甚微，必须由食物供给 l 需要量很少需要量很少 (gmg/d ), 但不可缺少但不可缺少 l 参与体内物质代

32、谢与调节参与体内物质代谢与调节 l 参与辅酶组成参与辅酶组成 3. 功能功能 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校37 l 脂溶性维生素脂溶性维生素：A、D、E、K。此类维生素因排。此类维生素因排 泄效率不高，过多摄入会在体内蓄积而导致中毒泄效率不高，过多摄入会在体内蓄积而导致中毒 l 水溶性维生素水溶性维生素：B族、维生素族、维生素C、维生素、维生素P 等等 l 按生理功能和发现先后按生理功能和发现先后：A、B、C、D 等等 5. 命名命名 4. 分类分类 l 根据化学结构根据化学结构：初发现时以为是一种，以：初发现时以为是一种，以 后证实是几种维生素的混合物，则根据化学结后证

33、实是几种维生素的混合物，则根据化学结 构的不同在字母右下方注以构的不同在字母右下方注以1、2、3等，如等，如A1 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（一、维生素概述） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社38 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（二、脂溶性维生素） 维生素维生素A1 维生素维生素A2 二、脂溶性维生素二、脂溶性维生素 （一）维生素（一）维生素A H3CCH3 CH3 CH3CH3 OH 1. 结构结构 上页上页下页下页首页首页 H3CCH3 CH3 CH3CH3 OH 邓健 制作 罗美明 审校39 2. 功能功能 l 构成视觉细胞内感光物质构成视

34、觉细胞内感光物质 l 维持上皮组织结构的完整维持上皮组织结构的完整, 促进上皮细胞糖蛋白的合成促进上皮细胞糖蛋白的合成 l 参与皮质激素、性激素合成及骨组织形成，促进生长发育参与皮质激素、性激素合成及骨组织形成，促进生长发育 l 防癌作用：刺激体液及细胞免疫防癌作用：刺激体液及细胞免疫 l VA 缺乏：粘膜干燥，干眼病；缺乏：粘膜干燥，干眼病；VA过量过量: 恶心、头痛、皮疹恶心、头痛、皮疹 3. 来源来源 l 动物性食品：肝、蛋黄、奶油动物性食品：肝、蛋黄、奶油 l 植物性食品：类胡萝卜素植物性食品：类胡萝卜素（维生素（维生素A原原 本身不具本身不具 有有VA活性，但在体内可转变为活性，但在

35、体内可转变为VA的物质）的物质） 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（二、脂溶性维生素） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社40 （二）维生素（二）维生素E（生育酚）（生育酚） 1. 结构结构 CH3 H3C CH3 HO O CH3 CH3 CH3CH3CH3 l 参与多种酶活动，维持和促进生殖机能参与多种酶活动，维持和促进生殖机能 l 天然抗氧化剂、抗衰老、天然抗氧化剂、抗衰老、 防癌及增强免疫作用防癌及增强免疫作用 2. 功能功能 3. 来源来源 植物油植物油. 麦胚麦胚, 硬果硬果, 种子类种子类, 豆类豆类, 谷类谷类 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维

36、生素（二、脂溶性维生素） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校41 O O CH3 CH3 H6 O O CH3 CH3CH3 H3 维生素维生素K1 维生素维生素K2 （三）维生素（三）维生素K 1. 结构结构 2、功能、功能 促进凝血因子形成，加速血液凝固。促进凝血因子形成，加速血液凝固。 维生素维生素K缺乏会缺乏会 导致凝血功能障碍导致凝血功能障碍, 出现全身多部位出血甚至颅内出血。出现全身多部位出血甚至颅内出血。 3. 来源来源 深绿色蔬菜深绿色蔬菜, 富含乳酸菌的食品及肉、蛋等富含乳酸菌的食品及肉、蛋等 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（二、脂溶性维生素）

37、上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社42 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（三、水溶性维生素） 水溶性维生素包括水溶性维生素包括B族维生素族维生素和和维生素维生素 C、维生素维生素P等。等。B族维生素包括维生素族维生素包括维生素B1、 维生素维生素B2、烟酸和烟酰胺、泛酸、维生素、烟酸和烟酰胺、泛酸、维生素B6、 生物素、叶酸和维生素生物素、叶酸和维生素B12等。等。 三、水溶性维生素三、水溶性维生素 水溶性维生素在组织内浓度恒定水溶性维生素在组织内浓度恒定, 构成辅酶成分，参与物质代谢。无中构成辅酶成分，参与物质代谢。无中 毒症毒症, 过多即随尿排出。过多即随尿排出。

38、 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校43 （一）维生素（一）维生素B1 （硫胺素硫胺素） 1. 结构结构 含含S、-NH2 N NH3CNH2 N S CH3 OH Cl HCl 盐酸硫胺素盐酸硫胺素 2. 功能功能 参与糖的代谢；促进能量代谢；维持神经与参与糖的代谢；促进能量代谢；维持神经与 消化系统的正常功能。长期摄入不足会出现周围神经炎、消化系统的正常功能。长期摄入不足会出现周围神经炎、 浮肿、心肌变性、情绪急躁、精神惶恐、健忘等浮肿、心肌变性、情绪急躁、精神惶恐、健忘等 3. 来源来源 谷类、豆类、酵母、干果、谷类、豆类、酵母、干果、 动物内脏、蛋类、动物内脏、蛋类、

39、瘦肉、乳类、蔬菜、水果等瘦肉、乳类、蔬菜、水果等 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（三、水溶性维生素） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社44 （二）维生素（二）维生素B2 （称核黄素，称核黄素，riboflavin） 1. 结构结构 2. 功能功能 促进糖、脂肪和蛋白质的代谢；维持皮肤、粘促进糖、脂肪和蛋白质的代谢；维持皮肤、粘 膜、视觉的正常机能。膜、视觉的正常机能。B2 缺乏可引起口角炎、舌炎、口缺乏可引起口角炎、舌炎、口 腔炎、眼结膜炎、脂溢性皮炎和视觉模糊等腔炎、眼结膜炎、脂溢性皮炎和视觉模糊等 3. 来源来源 奶类、动物肝肾、蛋黄、鱼，胡萝卜、香菇、奶类、

40、动物肝肾、蛋黄、鱼，胡萝卜、香菇、 紫菜、芹菜、柑、橘等紫菜、芹菜、柑、橘等 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（三、水溶性维生素） 上页上页下页下页首页首页 N N NH NO O H3C H3C CH2CH OH CH OH CH OH CH2OH 邓健 制作 罗美明 审校45 （三）维生素（三）维生素PP（预防癞皮病因子）（预防癞皮病因子） 1. 结构结构 N COOH N CONH2 烟酸烟酸 烟酰胺烟酰胺 2. 功能功能 脱氢酶的辅酶脱氢酶的辅酶;参与糖、脂类、丙酮酸代谢、参与糖、脂类、丙酮酸代谢、 及高能磷酸键的形成等。维及高能磷酸键的形成等。维pp缺乏可致癞皮病。缺乏可

41、致癞皮病。 3. 来源来源 动物肝肾、瘦肉、鱼、卵、麦制品、花生、动物肝肾、瘦肉、鱼、卵、麦制品、花生、 梨、枣、无花果等梨、枣、无花果等 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（三、水溶性维生素） 上页上页下页下页首页首页 人民卫生电子音像出版社46 1. 结构结构 2. 功能功能 参与辅酶参与辅酶A的形成，是酶的转酰基辅因子。的形成，是酶的转酰基辅因子。 轻度缺乏可致疲乏、食欲差、消化不良等。重度缺轻度缺乏可致疲乏、食欲差、消化不良等。重度缺 乏可致肌肉协调性差乏可致肌肉协调性差; 肌肉及胃肠痉挛等肌肉及胃肠痉挛等 3. 来源来源 肉类、动物肾脏与心脏、谷类、麦芽、肉类、动物肾脏与心

42、脏、谷类、麦芽、 绿叶蔬菜、啤酒酵母、坚果、糖蜜等绿叶蔬菜、啤酒酵母、坚果、糖蜜等 （四）泛酸（四）泛酸 (pantothenic acid) HO H N COOH H3C H3C OH O 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（三、水溶性维生素） 上页上页下页下页首页首页 邓健 制作 罗美明 审校47 1. 结构结构 2. 功能功能 转氨酶及脱羧酶的辅酶转氨酶及脱羧酶的辅酶, 镇吐。镇吐。 缺乏时可致呕吐、中枢神经兴奋等缺乏时可致呕吐、中枢神经兴奋等 3. 来源来源 牛乳、肉、肝、蛋黄、谷物和蔬菜等牛乳、肉、肝、蛋黄、谷物和蔬菜等 （五）维生素（五）维生素B6 吡哆醇吡哆醇 吡哆醛

43、吡哆醛 吡哆胺吡哆胺 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（三、水溶性维生素） 上页上页下页下页首页首页 N CH2OH CH2OH HO H3C N CH2OH CHO HO H3C N CH2OH CH2NH2 HO H3C 人民卫生电子音像出版社48 （六）生物素（六）生物素 1. 结构结构 2. 功能功能 羧化酶的辅酶，脂肪和蛋白质正常代谢羧化酶的辅酶，脂肪和蛋白质正常代谢 不可缺少的物质。不可缺少的物质。 缺乏时可致发育缓慢、皮肤损缺乏时可致发育缓慢、皮肤损 伤、体内蛋白质和脂肪代谢紊乱伤、体内蛋白质和脂肪代谢紊乱 3. 来源来源 分布广泛，如牛奶、水果、啤酒酵母、分布广泛，

44、如牛奶、水果、啤酒酵母、 牛肝、蛋黄、动物肾脏、糙米等牛肝、蛋黄、动物肾脏、糙米等 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（三、水溶性维生素） 上页上页下页下页首页首页 S H N N H O COOH H H 邓健 制作 罗美明 审校49 （七）叶（七）叶 酸酸 1. 结构结构 2. 功能功能 蛋白质和核酸合成的必需因子；参与血红蛋白结蛋白质和核酸合成的必需因子；参与血红蛋白结 构中卟啉基的形成、红细胞和白细胞的快速增生；体内多种构中卟啉基的形成、红细胞和白细胞的快速增生；体内多种 氨基酸的转化、大脑中长链脂肪酸如氨基酸的转化、大脑中长链脂肪酸如DHA的代谢；肌酸、肾的代谢；肌酸、肾

45、上腺素及胆碱的合成等。上腺素及胆碱的合成等。 叶酸是最容易缺乏的维生素之一。叶酸是最容易缺乏的维生素之一。 婴儿、孕妇缺乏时会引起贫血。膳食中缺乏叶酸易引起动脉婴儿、孕妇缺乏时会引起贫血。膳食中缺乏叶酸易引起动脉 硬化、诱发结肠癌和乳腺癌等。硬化、诱发结肠癌和乳腺癌等。 3. 来源来源 绿色蔬菜中，动物肝、肾绿色蔬菜中，动物肝、肾 第十四章 杂环化合物和维生素 第二节 维生素（三、水溶性维生素） 上页上页下页下页首页首页 N N N N OH H2N CH2 NHC O NH CH CH2 CH2 CO2H CO2H 1 3 5 6 8 人民卫生电子音像出版社50 （八）维生素（八）维生素B12 （钴胺素）（钴胺素） N C H3C N CH N C CH3 N Co CH3 CH2 CH2CH2CONH2 H H3C CH3 CH2CH2CONH2 H H3C CH2 H C H2H CH2 CONH2 H CH2 CH2 CONH2 CH3 CH3 H2NC H2NC H2C C HN CH2 CHH3C O P O O