简化第六章杂环化合物和生物碱

1、第六章第六章 杂环化合物与生物碱杂环化合物与生物碱第一节第一节 杂环化合物杂环化合物 在环上含有杂原子（非碳原子）的有机物。在环上含有杂原子（非碳原子）的有机物。杂环化杂环化合物的种类繁多，数目可观，约占全部已知的有机化合合物的种类繁多，数目可观，约占全部已知的有机化合物的三分之一。物的三分之一。一、杂环化合物的分类与命名一、杂环化合物的分类与命名（1） 脂杂环脂杂环 没有芳香特征的杂环化合物称为脂杂环没有芳香特征的杂环化合物称为脂杂环三元杂环三元杂环四元杂环四元杂环五元杂环五元杂环七元杂环七元杂环(氮杂环丙烷氮杂环丙烷)(-丙内酯丙内酯)(-丙内酰胺丙内酰胺)(顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐)(氧

2、杂氧杂)(1H-氮杂氮杂)OHN(环氧乙烷环氧乙烷)OONHOOOOONH 1、分类、分类（2） 芳杂环芳杂环 具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环苯并杂环苯并杂环杂环并杂环杂环并杂环五元杂环五元杂环六元杂环六元杂环呋喃呋喃噻吩噻吩吡咯吡咯噁唑噁唑噻唑噻唑咪唑咪唑吡唑吡唑吡啶吡啶嘧啶嘧啶吡喃吡喃(无芳香性无芳香性)吲哚吲哚喹啉喹啉异喹啉异喹啉嘌呤嘌呤OSNHNONSNNHNNHNNNONHNNNNNHN 2、命名、命名（1）五元杂环）五元杂环五元杂环苯并体系五元杂环苯并体系呋喃呋喃(furan)噻吩噻吩(thiophene)吡咯吡咯(pyrrole)苯并呋喃苯并

3、呋喃(benzofuran)苯并噻吩苯并噻吩(benzothiophene)苯并吡咯苯并吡咯吲哚吲哚 (indole) 杂环化合物的命名比较复杂，各国多用杂环化合物的命名比较复杂，各国多用习惯名称习惯名称，我国目前一般习惯我国目前一般习惯采用音译法，采用音译法，即按英文名称音译，选用同音汉字，并以即按英文名称音译，选用同音汉字，并以“口口”字旁表示为字旁表示为杂环化合物。杂环化合物。 （2）六元杂环）六元杂环吡啶吡啶(pyridine)吡喃吡喃(pyran)哒嗪哒嗪(pyridazine)嘧啶嘧啶(pyrimidine)吡嗪吡嗪(pyrazine)杂环并杂环杂环并杂环喹啉喹啉(quinolin

4、e)异喹啉异喹啉(isoquinoline)嘌呤嘌呤(purine)六元杂环苯并环系六元杂环苯并环系吡咯的结构吡咯的结构孤电子对在孤电子对在p轨道上。轨道上。吡吡 咯咯结构：吡咯结构：吡咯N是是sp2杂化，孤电子对参与共轭。杂化，孤电子对参与共轭。反应：碱性较弱，环易发生亲电取代反应，环上相当反应：碱性较弱，环易发生亲电取代反应，环上相当 有一个邻对位定位基。有一个邻对位定位基。共轭效应是给电子的。共轭效应是给电子的。诱导效应是吸电子的。诱导效应是吸电子的。1、 呋喃、噻吩、吡咯的结构呋喃、噻吩、吡咯的结构二、五元杂环化合物的性质二、五元杂环化合物的性质2、呋喃、噻吩、吡咯的亲电取代反应、呋喃

5、、噻吩、吡咯的亲电取代反应亲电取代反应的活性顺序为：亲电取代反应的活性顺序为：吸电子诱导吸电子诱导：O(3.5) N(3.0) S(2.6) 给电子共轭给电子共轭：N O S综合：综合：N贡献电子最多，贡献电子最多，O其次，其次，S最少最少ONHS取代反应主要发生在取代反应主要发生在-C上上1、吡啶的结构、吡啶的结构共轭效应和诱导效应都是吸电子的共轭效应和诱导效应都是吸电子的孤电子对孤电子对在在sp2杂杂化轨道上。化轨道上。吡吡 啶啶结构：吡啶结构：吡啶N是是sp2杂化，孤电子对不参与共轭。杂化，孤电子对不参与共轭。反应：碱性较强。环不易发生亲电取代反应但易发生亲核反应：碱性较强。环不易发生亲

6、电取代反应但易发生亲核 取代反应。取代反应。 =2.20D =1.17D 三、六元杂环化合物的性质三、六元杂环化合物的性质NN SO3ClHHSO3N CH3ICH3IC6H5COClN COC6H Cl5ClN.+-+-+-+-用此反用此反 应从煤焦油中分离应从煤焦油中分离相当于叔胺，相当于叔胺，易生成盐。易生成盐。2、吡啶的碱性、吡啶的碱性NNNHN123456789NNNHN123456789NNNHN1234567899H-嘌呤嘌呤7H-嘌呤嘌呤嘌呤是一对互变异构体的平衡体系嘌呤是一对互变异构体的平衡体系NNOHOHNHNHOONNNH2OHNHNNH2ONNOHOHNHNHOOH3C

7、H3C尿嘧啶尿嘧啶(U)胞嘧啶胞嘧啶(C)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)嘧啶和咪唑的并环体系嘧啶和咪唑的并环体系-嘌呤环系嘌呤环系嘌呤的两个重要衍生物嘌呤的两个重要衍生物NNNHN123456NH2NNNHN123456OHH2N腺嘌呤腺嘌呤(A)鸟嘌呤鸟嘌呤(G)(6-氨基嘌呤氨基嘌呤)(2-氨基氨基-6-羟基嘌呤羟基嘌呤)第二节第二节 生物碱生物碱 生物碱生物碱(alkaloids)是一类具有显著生理活性的碱性有是一类具有显著生理活性的碱性有机化合物，或称机化合物，或称“有机碱有机碱”，广泛分布于植物体内，故又，广泛分布于植物体内，故又称称“植物碱植物碱”。喹啉、异喹啉衍生物类：喹啉、异喹啉衍生物

8、类：如奎宁、奎尼丁、阿片生物碱等；如奎宁、奎尼丁、阿片生物碱等；莨菪烷衍生物类：莨菪烷衍生物类：如可卡因、莨菪碱、阿托品；如可卡因、莨菪碱、阿托品；吲哚类生物碱：吲哚类生物碱：如士的宁、马钱子碱、钩吻碱等；如士的宁、马钱子碱、钩吻碱等；萜类衍生物类：萜类衍生物类：如乌头碱；如乌头碱；吡啶衍生物类：吡啶衍生物类：如烟碱。如烟碱。一、生物碱的种类一、生物碱的种类NHNNN吗啡碱（吗啡碱（1805年发现，年发现，1952年确定结构。）年确定结构。）颠茄碱（阿托品）颠茄碱（阿托品）金鸡纳碱（奎宁）金鸡纳碱（奎宁）烟碱（尼古丁）烟碱（尼古丁）HO-CHCH=C H2CH3ONHOON-CH3HO二、生物

9、碱的性质二、生物碱的性质4、有碱性，碱性受、有碱性，碱性受N的杂化状态、电子效应、空间效应的影响。的杂化状态、电子效应、空间效应的影响。这一性质是生物碱分离、提纯的基础。这一性质是生物碱分离、提纯的基础。5、沉淀反应、沉淀反应(precipitation reaction) 生物碱能被多种试剂沉淀于水或酸溶液中。生物碱能被多种试剂沉淀于水或酸溶液中。6、颜色反应、颜色反应(colour reaction)一些浓的无机酸和少量试剂是生物碱的显色剂。一些浓的无机酸和少量试剂是生物碱的显色剂。1、生物碱由、生物碱由C、H、N、O组成，少数有组成，少数有Cl、S元素；多数为无色元素；多数为无色晶体，少数为液体；有固定的熔点、