lecture-4杂环化合物课件

杂环化合物一、药物与杂环化合物二、杂环化合物的合成一、药物与杂环化合物药物中的杂环化合物药物中的杂环化合物天然存在的青霉素药物中的杂环化合物常用喹诺酮类抗菌药吡哌酸环丙沙星药物中的杂环化合物核苷抗病毒药阿糖胞苷三氟胸苷齐多夫定阿糖腺苷拉米夫定司他夫定药物中的杂环化合物含杂环维生素举例维生素B1维生素B2维生素B6维生素H食品中的杂环化合物Cheng,K.W.,ect.Heterocyclicamines:ChemistryandHealth.Mol.Nutr.FoodRes.2006,50,1150-1170食品中的杂环化合物Cheng,K.W.,ect.Heterocyclicamines:ChemistryandHealth.Mol.Nutr.FoodRes.2006,50,1150-1170食品中的杂环化合物二、杂环化合物的合成杂环化合物的合成杂环化合物的重要不仅仅在于药物中的应用据统计，在现今已知的有机化合物中，杂环化合物的数量，占总数的65%以上杂环化合物具有广泛应用价值生物模拟材料例：通过对于糜蛋白酶中羟基与咪唑基等多功能基团协同作用的研究，人们合成了相应的模拟酶，其活性比天然糜蛋白酶的活性高10倍。杂环化合物的合成有机导体和超导材料已经发现的有机导体中，绝大多数都是杂环化合物第一个有机导体是四硫代富瓦烯第一个有机超导材料是四硒化合物杂环化合物的合成储能材料通过某些杂环分子的扩环和缩环反应，将太阳能储存起来，是近代发现的杂环化合物一个重要新用途。例：吡唑衍生物在光照下发生缩环反应，生成环丙烷取代的重氮化合物，后者可储能832J/g杂环化合物的合成工程高分子材料最早的杂环高聚物：聚酰亚胺多种杂环高分子材料具有优良的耐高温、耐酸碱、耐氟化物和电绝缘性能Forexample,杂环化合物的合成杂环染料阴丹士林RSN靛蓝曙红红汞杂环化合物的合成推荐参考书目：1、邢其毅等，《基础有机化学》（下册）（第二版），高等教育出版社，1994年2、花文廷编著，《杂环化学》，北京大学出版社，1991年3、荣国斌译，《有机人名反应及机理》，华东理工大学出版社，2003年4、ThomasL.Gilchrist,HeterocyclicChemistry,3rd,AddisonWeeleyLongman,1997Thekeypointforthissection:五元和六元含氮杂环的合成及相关机理杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型环合反应可以有三种方式，但共同之处在于：采用含有杂原子的取代基和活泼的羰基化合物反应杂环化合物的合成X=NorO1、五元杂环化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型环合反应Knorr反应，a-氨基酮和含活泼亚甲基的羰基化合物的缩合反应a-氨基酮杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型环合反应Knorr反应实例：具有a-氨基酸结构乙酰乙酸乙酯具有a-氨基酸结构3-氨基-2-氧代丁酸乙酯杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型环合反应a-卤代醛（或酮）与b-羰基酯的缩合反应杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型环合反应a-羟基酮（或a-氨基酮）与炔二酸酯缩合例：杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型环合反应a，b-不饱和醛（酮）与a-氨基酸酯缩合杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法B、[1+4]型环合反应1，4-二羰基化合物与氨、碳酸铵、烷基伯胺、芳胺、杂环取代伯胺、肼、取代肼和氨基酸等发生关环得相应的吡咯或取代吡咯。例：杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法B、[1+4]型环合反应1，4-二羰基化合物与氨、碳酸铵、烷基伯胺、芳胺、杂环取代伯胺、肼、取代肼和氨基酸等发生关环得相应的吡咯或取代吡咯。例：Paal-Knorr环化反应杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法B、[1+4]型环合反应1，4-二羰基化合物本身在浓硫酸等脱水剂的作用下，生成相应的呋喃化合物。例：多聚磷酸杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成二唑及其衍生物的一般合成方法A、[4+1]型环合反应含氮1，4-二羰基化合物进行类似Paal-Knorr型的环化反应，是合成咪唑及其衍生物的最好方法。例：杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成二唑及其衍生物的一般合成方法A、[4+1]型环合反应含氮1，4-二羰基化合物直接与脱水剂反应得噁唑及其衍生物。例：杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成二唑及其衍生物的一般合成方法B、[3+2]型环合反应合成异唑类的通用方法例：杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吲哚（苯并吡咯）及其衍生物的合成方法A、Fischer合成法某些醛或酮与芳香肼作用，经过苯腙在酸催化下加热例：杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吲哚（苯并吡咯）及其衍生物的合成方法A、Fischer合成法某些醛或酮与芳香肼作用，经过苯腙在酸催化下加热例：经过了一个分子内重排杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吲哚（苯并吡咯）及其衍生物的合成方法B、Bischler-Mohlau合成法a-卤代酮和一个芳香胺一起加热，经过a-氨基酮中间体后再环化例：杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成吲哚（苯并吡咯）及其衍生物的合成方法B、Bischler-Mohlau合成法a-卤代酮和一个芳香胺一起加热，经过a-氨基酮中间体后再环化例：杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成苯并二唑及其衍生物的合成方法A、由邻位二取代的两个取代基之间发生反应并同时脱去一个小分子而关环例：消痛静杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成苯并二唑及其衍生物的合成方法B、由取代苯发生分子内的亲核或亲电取代环合反应例：杂环化合物的合成1、五元杂环化合物的合成苯并二唑及其衍生物的合成方法C、由邻位二取代苯和另一个分子反应，从而插入一个环碳原子例：驱虫药：甲苯咪唑杂环化合物的合成杂环化合物的合成Erian,A.W.,ect.TheChemistryofα-HaloketonesandTheirUtilityinHeterocyclicSynthesis.Molecules

2003,8(11),793-865杂环化合物的合成Garcia-Valverde,M.,Torroba,T.Heterocyclicchemistryofsulfurchlorides-Fastwaystocomplexheterocycles.Eur.J.Org.Chem.2006,849-861.

2、六元杂环化合物的合成吡啶及其衍生物的合成方法A、工业方法——乙炔和氨反应——用丁烯酸、甲醛、水蒸汽、空气和氨一起在SiO2、Al2O3催化下，4000C气相反应得到杂环化合物的合成2、六元杂环化合物的合成吡啶及其衍生物的合成方法B、Hantzsch反应及其类似合成法——两分子的b-酮酸酯与一分子醛和一分子氨进行缩合，得到二氢吡啶，还经氧化脱氢，得到对称的产物。2+2+1+1心痛定杂环化合物的合成2、六元杂环化合物的合成吡啶及其衍生物的合成方法B、Hantzsch反应及其类似合成法反应机理杂环化合物的合成2、六元杂环化合物的合成吡啶及其衍生物的合成方法C、类似Hantzsch反应的合成法1，5-二羰基化合物和氨的反应b-二羰基化合物与a-氰基乙酰氨反应3+35+1杂环化合物的合成杂环化合物的合成杂环化合物的合成Erian,A.W.,ect.TheChemistryofα-HaloketonesandTheirUtilityinHeterocyclicSynthesis.Molecules

2003,8(11),793-865杂环化合物的合成Garcia-Valverde,M.,Torroba,T.Heterocyclicchemistryofsulfurchlorides-Fastwaystocomplexheterocycles.Eur.J.Org.Chem.2006,849-861.

杂环化合物的合成杂环化合物的合成杂环化合物的合成杂环化合物的合成杂环化合物的合成Krchnak,V.,Holladay,M.W.Solidphas