杂环化合物2010

1、3. 硫醇酯化反应硫醇酯化反应 RCOOHRSHRCOSRH2ORSHORSOHRSOOHRSOOOH 次磺酸次磺酸 亚磺酸亚磺酸 磺酸磺酸RSH2OHR SSRO: I2; H2O2等O: KMnO4; HNO3等 在生物体内具有重要作用的硫醇酯是乙酰在生物体内具有重要作用的硫醇酯是乙酰辅酶辅酶A A。 乙酰辅酶乙酰辅酶A A在糖、脂肪和蛋白质代谢中起在糖、脂肪和蛋白质代谢中起着重要作用。着重要作用。 乙酰辅酶乙酰辅酶A A是由辅酶是由辅酶A A在酶的作用下和乙在酶的作用下和乙酸作用而得。酸作用而得。酶单纯酶单纯酶 结合酶结合酶 蛋白质部分蛋白质部分 非蛋白质部分非蛋白质部分 酶蛋白 辅酶

2、全酶 CH2CCHCONCH2CH2COOHCH3CH3OHOHHHS CH2CH2NHCOCH2CH2NHC CHOOHCCH3CH3CH2O P O POOOHOHO CH2OOHHHOP OHOOHHHNNNNNH2 -氨基乙硫醇泛酸焦磷酸腺苷-3-磷酸（1）辅酶）辅酶A 泛酸泛酸(2)乙酰辅酶乙酰辅酶A + HSCoACH3COOHCH3COSCoA酶辅酶A 乙酰辅酶A 乙乙酰酰辅辅酶酶A的的功功能能乙酰化试剂乙酰化试剂亲核试剂亲核试剂 乙酰辅酶乙酰辅酶A作为酰化剂：作为酰化剂： CH3COSCoA+ CH2COSCoACOOHCH3CCH2C SCoAOO+ CO2+ HSCoA酶C

3、 H3COS C o A+ C H2COS C o AC O O HC H3C C H2C S C o AOO+ C O2+ H S C o A酶 乙酰辅酶乙酰辅酶A A 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA 3-CoA 3-酮丁酰酮丁酰CoACoA 乙酰辅酶乙酰辅酶A A作为亲核试剂作为亲核试剂: :柠檬酸的合成柠檬酸的合成C H3COS C o AC H2COS C o A+ H+C O O HCOC H2C O O HC H2COS C o A+ C H2COS C o ACH OC O O HC H2C O O HH2OC H2COO HCH OC O O HC H2C O O H+ H S C

4、 o ACH3COSCoACH2COSCoA+ H+COOHCOCH2COOHCH2COSCoA+ CH2COSCoACHOCOOHCH2COOHH2OCH2COOHCHOCOOHCH2COOH+ HSCoAC H3COS C o AC H2COS C o A+ H+C O O HCOC H2C O O HC H2COS C o A+ C H2COS C o ACH OC O O HC H2C O O HH2OC H2COO HCH OC O O HC H2C O O H+ H S C o A4. 硫醚的氧化硫醚的氧化RSRORSRO 亚砜亚砜 RSRORSROO2砜砜 O: HNO3; H2

5、O2等等O: 发烟发烟HNO3; KMnO4等等5主族主族氮只能形成氮只能形成3价和价和4价价化合物，而磷可分别化合物，而磷可分别形成形成3价、价、4价和价和5价化合物。价化合物。NP1s22s22p31s22s22p63s23p3As12.2 含磷有机化合物含磷有机化合物12.2.1 结构特点结构特点磷可形成磷可形成5价的原因价的原因:P 磷可采取磷可采取sp3d杂化状态而形成杂化状态而形成5个共价单键，或者个共价单键，或者磷原子采取磷原子采取sp3杂化，杂化，d电子参与形成电子参与形成键，而构成结构键，而构成结构形式为形式为 的五价化合物。的五价化合物。3s3p3d7.5eV9eV12.2

6、.2 含磷有机化合物的分类含磷有机化合物的分类1.三价磷化合物三价磷化合物 NCH3CH3CH31080PCH3CH3CH3990 伯膦伯膦 仲膦仲膦 叔膦叔膦R P H2R2P H R3PR P H2R2P H R3PR P H2R2P H R3P亚磷酸的烃基衍生物亚磷酸的烃基衍生物PO HRR PO HO HRPH OO HO HPO HRR PO HO HRPH OO HO HPO HRR PO HO HRPH OO HO H 亚磷酸亚磷酸 烃基亚烃基亚膦膦酸酸 二烃基亚二烃基亚膦膦酸酸2.五价磷化合物五价磷化合物PC6H5C6H5C6H5C6H5C6H5PC2H5C2H5C2H5CH2

7、 五苯膦五苯膦 三乙基亚甲基膦三乙基亚甲基膦PHOOHOHOPOHOHORPOHORR磷酸磷酸 膦酸膦酸 次膦酸次膦酸O RP ORROPO HRO RPO HO HOR OO RP ORROPO HRO RPO HO HOR OO RP ORROPO HRO RPO HO HOR O磷酸一烷基酯磷酸一烷基酯 膦酸一烷基酯膦酸一烷基酯 次膦酸酯次膦酸酯 12.2.3 含磷有机化合物的命名含磷有机化合物的命名 烃基名烃基名+类名类名例如例如： （C2H5）3POPO HO HPC2H5O HO H（C2H5）3POPO HO HPC2H5O HO H 三乙基膦三乙基膦 乙基亚膦酸乙基亚膦酸 苯基

8、膦酸苯基膦酸(C2H5)3PPO HOC2H5OO C2H5POC2H5OO C2H5C H3PO HOC2H5OO C2H5POC2H5OO C2H5C H3 O,O-二乙基磷酸酯二乙基磷酸酯 O,O-二乙基甲基二乙基甲基膦膦酸酯酸酯POC H3OO C H3C lPOC H3C H3C H2N H2POC H3O HN H2POC H3OO C H3C lPOC H3C H3C H2N H2POC H3O HN H2P OC H3OO C H3C lP OC H3C H3C H2N H2P OC H3O HN H2 甲基膦酰胺甲基膦酰胺 O,O-二甲基膦酰氯二甲基膦酰氯 甲基乙基次膦酰甲基

9、乙基次膦酰胺胺12.3 生物体能的磷酸酯（自学）生物体能的磷酸酯（自学）要求掌握：要求掌握： AMP; ADP; ATP结构与功能。结构与功能。 ATP结构中的结构中的“”符号是什么含义？符号是什么含义？12.4 有机磷农药（自学）有机磷农药（自学）了解有机磷农药的主要结构类型及有机了解有机磷农药的主要结构类型及有机磷农药中毒的解毒原理。磷农药中毒的解毒原理。第十三章第十三章 杂环化合物杂环化合物(Heterocyclic compounds ) 教学要求教学要求 1.掌握杂环化合物的分类和命名。掌握杂环化合物的分类和命名。 2.掌握五元和六元杂环化合物的结构和性质。掌握五元和六元杂环化合物的

10、结构和性质。 作业作业:P315 1(2,4,6,8); 5; 6(2,4,6,8,10)杂原子：杂原子： O、S、NOONH3CHO杂环化合物杂环化合物NS 含有至少一个含有至少一个杂原子杂原子的环的环状有机物叫状有机物叫杂环化合物杂环化合物. .为什么要学习杂环化合物？为什么要学习杂环化合物？l有机物中至少有有机物中至少有50%是杂环化合物。是杂环化合物。l药物中至少有药物中至少有70%为有机药物，有机药为有机药物，有机药物中至少有物中至少有60%为杂环化合物。为杂环化合物。l杂环的多变性有利于药物的结构改造。杂环的多变性有利于药物的结构改造。l杂环化合物与生命过程密切相关。杂环化合物与生

11、命过程密切相关。l有机合成中的重要中间体。有机合成中的重要中间体。含有杂环的药物举例含有杂环的药物举例NNHSHNMeNHMeNCNCimetidine西咪替丁OSMe2NHNNHMeNO2Ranitidine雷尼替丁NHONOSCO2HPedotimod匹多莫得NNHNMeOOClFNOGefitinib吉非替尼吉非替尼13.1 分类与命名分类与命名13.1.1分类分类1. 五元杂环五元杂环O12345S12345呋喃呋喃(furan)噻吩噻吩(thiophene)N12345H 吡咯吡咯(pyrrole)NHN12345NNH12345吡唑吡唑(plyrazole)咪唑咪唑(imidazo

12、le)NS12345噻唑噻唑(thiazole)NO12345噁噁唑唑(Oxazole)2. 六元杂环六元杂环12345N612345NN612345NN612345NN6345O612吡啶吡啶(pyridine)哒嗪哒嗪(pyridazine)吡嗪吡嗪(pyrazine)嘧啶嘧啶(pyrimidine)吡喃吡喃(pyran)3.稠杂稠杂环环34561278N34561278N34561278910N3456127NH134562789NNNNH喹啉喹啉(quinoline)异喹啉异喹啉(isoquinoline)嘌啉嘌啉(purine)吲哚吲哚(indole)吖啶吖啶(acridine) 吩

13、噻嗪吩噻嗪(Phenothiazine)NHS1510NHpyrrolidine吡咯烷OTetrahedrofuran四氢呋喃NHNHHNNHO14piperidinepiperazinemorpholine哌啶哌嗪吗啉常见的饱和基本杂环常见的饱和基本杂环OCH2CH3CH3NNCH3NN12345HCH3NS123452-乙基呋喃乙基呋喃4-甲基嘧啶甲基嘧啶4-甲基咪唑甲基咪唑5-甲基噻唑甲基噻唑1.单杂环命名举例单杂环命名举例从杂原子编号从杂原子编号按按O, S,NH,N次序次序13.1.2 命名命名2. 有特定名称稠杂环的特定编号有特定名称稠杂环的特定编号NNNNH嘌呤892345671

14、6723451SHN8910吩噻嗪N34561278HOSO3HBr5-溴溴-7-羟基喹啉羟基喹啉-3-磺酸磺酸NNO2NHCH2COOH3-吲哚乙酸吲哚乙酸8-硝基喹啉硝基喹啉 吡咯吡咯吡啶吡啶NHsp2+Nsp2NNsp2sp2566613. 2 结构和性质结构和性质（吡咯与吡啶）（吡咯与吡啶）电子云分布状况：电子云分布状况：000000苯N吡啶+0.18+0.05+0.15-0.58ONSH-0.02-0.03+0.10-0.06-0.10+032-0.04-0.06+0.20结构特点：结构特点：环状平面共轭体系，具有芳香性。环状平面共轭体系，具有芳香性。性质：性质：碱性碱性亲电反应活性

15、亲电反应活性亲电取代位置亲电取代位置水溶性：吡啶与水混溶，吡咯难溶于水溶性：吡啶与水混溶，吡咯难溶于水。水。吡咯吡咯 苯苯 吡啶吡啶ZN-位位-位位NHNHNNHKb 1.610-3 1.3 10-3 1.7 10-9 510-12 1.碱性碱性强弱强弱脂肪胺脂肪胺NH3吡啶吡啶苯胺苯胺吡咯吡咯成盐反应成盐反应13. 3 杂环化合物的性质杂环化合物的性质NHClH+N ClSO3NSO3+-盐酸吡啶盐酸吡啶吡啶三氧化硫吡啶三氧化硫（温和磺化试剂（温和磺化试剂）碱性碱性酸性酸性+NHKOH+ H2ONK+NH4I24NaOHH2OIIII4NaI+NH+4+NHSO3吡啶室温SO3HNH2.亲电

16、取代反应亲电取代反应磺化：酰化：偶合：NOSHNHOSO3HSSO3HSO3HN+SO3-NH+PhN2+Cl-NHNNPhNOSHAc2ONHCOCH3OCOCH3SCOCH3Lewis酸CH3COONO2: 硝(酸)乙(酸)酐,非质子性硝化剂。硝化NOSHNHONO2SNO2NO2CH3COONO2低温Ac2O /NSO3SO3HH2SO42h350N,KNO3+H2SO4NNO235070%15%300NBr39%Br23.吡啶的氧化吡啶的氧化烟碱烟碱(尼古丁尼古丁) 烟酸烟酸(3-吡啶甲酸吡啶甲酸)NNCOOHNCH3HNO3NCH3NCO2HKMnO4KMnO4/H+NNCO2HH2

17、/PtNNH4. 吡啶环上的吡啶环上的亲核取代亲核取代反应反应N+ NH2NaNNHNaH2ONNH2NNaOH300NOHNBrBr液 氨160NNH2BrN N原子原子邻、对邻、对位易发生亲核位易发生亲核13. 4 衍生物衍生物 异烟肼异烟肼（雷米封）（雷米封）NCOOHNCONH2烟酰胺烟酰胺烟酸烟酸NCONHNH2NCH2OHCH2OHHOH3CNCH2OHCHOHOH3CNCH2OHCH2NH2HOH3C吡哆醇吡哆醇吡哆醛吡哆醛吡哆胺吡哆胺维生素维生素B6B6，抗皮炎素，抗皮炎素NNHHNN卟吩(Prophine)NNNNFeCHH3CCH3CHCH3CH2CH2COOHHOOCH2

18、CH2CH3CCH2CH2CH2NNNNMgCHH3CCH3CH2CH3CH2CH2COORROOCH2CH2CH3CCH3CH2血红素血红素叶绿素叶绿素1. 咪唑与吡唑咪唑与吡唑符合休克尔规则，具有芳香性。两个N原子结构上存在的差异：亲电反应活性应小于吡咯，而大于吡啶。NHNHNN和吡咯一样和吡啶中的氮一样NNHCCNCNHSP213. 5 含两个杂原子的化合物含两个杂原子的化合物吡唑和咪唑的分子聚合吡唑和咪唑的分子聚合NNHNNHb.p水溶性1882631 1易溶NNHNNHNNHNNHNNH二聚体多聚体NN12345HNN12345HNN12345HNN12345HCH3CH34,5位相

19、同位相同4(5)-甲基咪唑甲基咪唑4-甲基咪唑甲基咪唑 5-甲基咪唑甲基咪唑咪唑的互变异构咪唑的互变异构NNHRB -HANNHH2CHCHOOCNH2组氨酸组氨酸2. 含二个氮原子的六元杂环含二个氮原子的六元杂环含有两个氮原子的六元杂环体系称作含有两个氮原子的六元杂环体系称作二嗪类二嗪类哒嗪哒嗪(pyridazine)嘧啶嘧啶(pyrimidine)吡嗪吡嗪(pyrazine)123456NNNN123456123456NN嘧啶的嘧啶的结构与性质结构与性质两个氮原子的电子构形与吡啶氮原子相同。一对未共用电两个氮原子的电子构形与吡啶氮原子相同。一对未共用电子对能与水经氢键缔合。子对能与水经氢键缔合。二嗪类化合物二嗪类化合物都是一元碱都是一元碱, ,而且碱性都比吡啶弱而且碱性都比吡啶弱。亲电反应活性亲电反应活性 吡咯吡咯碱性碱性苯苯.PySO3Br2PhN2ClNHBrNHSO3HNHN=NPhNHCH2CH COOHNH2NHCH3色氨酸构成蛋白质的重要成分甲基吲哚（粪臭素）很稀时有茉莉香味分解NHCH2CH2NH2HO5 羟基色氨动物激素，参与神经思维的物质。NHCH2COOH吲哚乙酸植物激素，少量能调节植物生长，量大则杀伤植物。如在侧链多一个 就失去生理效能。