十二 杂环化合物(制药)课件

杂环化合物

(Heterocycliccompounds)构成环的原子除碳原子外还有其它原子的一类环状化合物。

最常见的杂原子：氧、氮、硫。第一节、杂环化合物的分类及命名一、分类杂环单环五元环六元环非芳香杂环芳香杂环桥环稠环螺环桥环双环二、命名1.音译法：在同音汉字左边+口字(2)双杂环：编号按O→S→N的次序编号。(3)稠杂环(4)特殊稠杂环适用情况：不常见的杂环，找不到相应的音译名。吲哚喹啉嘌呤异喹啉命名步骤①将该杂环分成基本环和附加环附加环基本环附加环、基本环分别依序用1,2,3…和a,b,c…表示稠杂边咪唑并[5,4-d]噻唑③命名：附加环并[1,2,3…-a,b,c…]基本环附加环基本环注意：附加环数字依基本环字母顺序编排基本环的选择③杂原子数目、种类不同时，选择数目（种类）较多者附加组分基本组分咪唑并[5,4-d]噻唑噻吩()具有与呋喃相似的结构呋喃2、酸碱性

酸性：吡咯有弱酸性(pKa=17.5),小于苯酚的酸性(pKa=10)吡咯为什么吡咯具有弱酸性？3、亲电取代富电子体系等电子体系发生亲电取代难次序：试推断呋喃、吡咯、噻吩发生亲电取代反应，比苯容易还是难？易

亲电取代发生在位还是位？【分析】分析位和位碳原子的电子云密度的高低结论：位比位碳电子云密度高,亲电取代主要发生在位。【分析】中间体共振结构杂化体的稳定性进攻位时得到的共振杂化体多,中间体正离子稳定,反应越容易。(2)硝化反应(1)卤化反应硝化试剂:硝酸乙酰酯,比较温和四碘吡咯（伤口消毒剂）(4)傅克酰基化反应

取代呋喃、噻吩、吡咯的定位效应三、呋喃、吡咯、噻吩的衍生物(1)糠醛

试给出下列反应的产物结构、名称及反应类型。Cannizzaro反应羟醛缩合perking反应光合作用所必需的催化剂(2)叶绿素维生素B12

，又名钴胺素，存在于动物肝脏中，为暗红色针状结晶，是抗恶性贫血的药物。(4)维生素B121926年发现动物的肝可以医治恶性贫血，开始对肝中的有效成分进行研究，但由于肝中含量太少，且在提纯过程中又易分解，所以长时间没有什么进展。1948年才分离得到了纯的暗红色的维生素B12结晶，自此关于其结构又成为有机化学的研究对象之一。1954年用X射线衍射法才确定上述维生素B12的结构式。1972年，经过近百名科学工作者的努力才完成全合成。维生素B12的发现、提取至全合成，是医学、生物化学、无机化学、有机化学、生理学乃至物理学多学科共同配合，共同努力的结果。第三节含一个杂原子的六元单环化合物一、吡啶的结构1吡啶有无芳香性?2吡啶是否具有碱性？【特点】①N的孤对电子“外露”；

②

N原子以1e参与大π键；

③共轭电子云流向N原子（N相当于NO2）。问题六氢哌啶

试比较下列物质的碱性强弱:（1）pKb3.364.758.809.3013.30（2）2.若发生亲电取代,则反应发生在哪一个位？

2、亲电取代【特点】N看作NO2，氮原子的间位电子云密度比邻、对位电子云密度大。

1.吡啶的亲电取代反应活性是大于苯还是小于苯？问题电负性:N>C综上所述：亲电取代主要发生在吡啶环的β位，、位不发生反应。吡啶环也象硝基苯硝基一样，氮使环钝化,不能发生傅克烷基化和酰基化反应3、亲核取代反应吡啶环容易发生亲核取代反应。

、位，以位为主。将N看作NO2，强吸电子，使α-碳带δ+4、氧化反应

烟碱(尼古丁)（吡啶比苯难氧化)烟酸烟酰胺

六氢吡啶（哌啶）5、还原反应

4-吡啶甲酰肼(rimifon)用途：治疗肺结核(1)雷米封三、吡啶的重要衍生物合成(2)维生素PP（B族维生素）β-吡啶甲酸（烟酸）

β-吡啶甲酰胺（烟酰胺）m.p.236-237℃

m.p.128-131℃参与机体的氧化还原过程，促进组织新陈代谢，降低血中胆固醇，如缺少时引起糙皮病。存在于肉类、肝、肾、花生、米糠及酵母中。(3)维生素B6维生素B6由下列三种物质组成：吡哆醇吡哆醛吡哆胺维生素B6在自然界中分布很广，存在于蔬菜、鱼、肉、谷物、蛋类等中，可参与生物体中的转氨作用，是维持蛋白质正常代谢必要的维生素。(4)烟碱

烟草中约含有烟碱是最主要的。烟碱又称尼古丁，一般以苹果酸盐或柠檬酸盐的形式存在。烟碱为无色液。b.p.246.1℃，有剧毒，少量有兴奋中枢神经的作用，一次吸注50mg，则可使心脏麻痹而死亡。尼古丁第四节含两个杂原子单环化合物

含有两个杂原子，其中一个是N原子的五元杂环，称唑类咪唑噻唑吡唑一、含两个杂原子的五元杂环imidazolethiazoleoxazoleisoxazolepyrazole(1)咪唑结构(2)性质水溶性可与水形成氢键，水溶性增强【特点】=N原子,含孤对电子,碱性,可接受质子,-NH-,酸性,可给出质子沸点可形成氢键，沸点增高咪唑的线性多聚体酸碱性＞=N上含孤对电子，碱性增强。＞=N吸电子，N-H键易断，酸性增强。互变异构亲电取代活性低于单杂五元环。1,3-唑主要发生在C-4位。组氨酸毛果芸香碱存在于毛果芸香中，用于治疗青光眼(3)咪唑的重要衍生物1.嘧啶N(sp2)。成环的碳、氮都以一个P电子参与共轭。易发生亲核取代，不易进行亲电取代二、含两个杂原子的六元单杂环尿嘧啶U胞嘧啶C

胸腺嘧啶T

核酸中的嘧啶：对葡萄糖菌及链球菌有特殊效力，临床用于治疗肺炎、脑炎等磺胺嘧啶2.临床上使用的药物：巴比妥酸

巴比妥酸(2,4,6-三羰基六氢嘧啶)

在巴比妥酸的5-位，接上各种取代基，得到不同的巴比妥类镇静催眠药。可分为长效、中效和短效三类。苯巴比妥（鲁米那Luminal）

5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)5-氟-2,4(1H,3H)-嘧啶二酮

临床用于结肠癌、直肠癌、卵巢癌及胃癌等第五节稠杂环化合物一、吲哚3吲哚1.吲哚亲电性质

【试分析】

亲电取代发生在苯环还是杂环上?并指出具体位置。亲电取代主要发生在杂环3位2.吲哚重要的衍生物•色氨酸

•

5-羟基色胺哺乳动物及人脑思维活动的重要物质烟酸缺乏症(糙皮病)治疗药

利血平(存在中药萝芙木中)

•利血平利血平是肾上腺素能神经元阻断性抗高血压药

临床上常用作抗高血压药

1.性质喹啉的碱性与吡啶相当(1)酸碱性二、喹啉、异喹啉喹啉异喹啉喹啉与异喹啉发生亲电取代生，且主要发生在5、8位喹啉发生亲核取代,主要发生在2位,异喹啉主要在1位(2)亲电取代与吡啶类似,喹啉环上不发生傅克反应(3)亲核取代(4)氧化及还原2.喹啉的重要衍生物•金鸡纳生物碱•奎宁从金鸡纳树皮中提取出来的一种生物碱（1820年）。1908年测定其结构；1944年Woodward等完成全合成。奎宁（特效抗疟药）氯喹啉•喜树碱R=H喜树碱R=OH10-羟基喜树碱R=-OCH310-甲氧基喜树碱对肠癌,直肠癌,胃癌有疗效作用不可缺结构三、嘌呤嘌呤

核酸中存在的嘌呤环系

腺嘌呤鸟嘌呤

腺嘌呤核苷（腺苷）植物中的嘌呤环系咖啡因（碱），1,3,7-三甲基黄嘌呤，存在于茶叶、咖啡中，为白色针状结晶，味苦，可升华。功效:刺激心脏、兴奋大脑和利尿等作用咖啡因黄酮化合物满足C6-C3-C6骨架结构异黄酮二氢黄酮色酮四、黄酮化合物芦丁芦丁，又名云香甙，有调节毛细管壁渗透性的作用，临床上用作毛细管止血药，作为高血压症的辅助治疗药物。黄酮的检验方法：遇镁和盐酸显色黄芩甙中药黄