202213新版有机化学杂环化合物

第十三章杂环化合物武汉大学化学与分子科学学院武汉大学医学有机化学2012杂环化合物命名杂环化合物是在分子结构的环中含有杂原子的有机化合物。常见杂原子是O、N、S等。环醚、内酯、内酐和内酰胺不属于杂环化合物它们的环容易形成，也容易破裂，其性质与相应的脂肪族化合物相类似，因此不把它们列入杂环化合物之列杂环化合物可以含一个或多个相同的或不相同的杂原子，环的数目也可以是一个或多个。杂环化合物的种类繁多，数量庞大，其数量占已知有机物总数的三分之一左右。杂环化合物在自然界的分布极广，其中很多有重要的生理作用，如血红素、叶绿素、维生素、花色素、抗菌素、核酸、生物碱等都是含有杂环结构的化合物。杂环化合物也是合成许多染料、药物的原料。治疗癌症的一些有效药物也是杂环化合物的衍生物。因此，杂环化合物无论在理论研究或实际应用方面都很重要。武汉大学医学有机化学2012杂环化合物的简介环上含有杂原子(非碳原子)的有机物称为杂环化合物。一、脂杂环没有芳香特征的杂环化合物称为脂杂环。三元杂环四元杂环五元杂环七元杂环(氮杂环丙烷)(β-丙内酯)(β-丙内酰胺)(顺丁烯二酸酐)(氧杂)(1H-氮杂)(环氧乙烷)武汉大学医学有机化学2012二、芳杂环五元杂环呋喃噻吩吡咯噁唑噻唑咪唑吡唑具有芳香特征的杂环化合物称为芳杂环武汉大学医学有机化学2012苯并杂环杂环并杂环六元杂环吡啶嘧啶吡喃(无芳香性)吲哚喹啉异喹啉嘌呤武汉大学医学有机化学201212.1杂环化合物的分类与命名一、杂环化合物的分类杂环单杂环稠杂环五元环六元环苯环与单杂环稠合两个以上单杂环稠合武汉大学医学有机化学2012二、杂环化合物的命名1、母体环音译法命名：用外文名词的同音汉字加口字旁。例如武汉大学医学有机化学2012杂环中只有一个杂原子，从杂原子开始，依次用1，2，3…编号，或从杂原子旁的碳原子开始依次编号为-，-，-…。母环的编号规则a-硝基呋喃b-溴吡咯a-呋喃甲醛b-甲基吡啶b-吡啶甲酸武汉大学医学有机化学201212.2杂环化合物的结构

一、五员杂环的结构经典结构武汉大学医学有机化学2012*平面结构。环上每个C原子的p轨道上有1个电子，杂原子的p轨道上有2个电子，由5个p轨道构成6电子的大键。*符合4n+2规则，具有芳香性。结构特点苯>吡咯>噻吩>呋喃环上电子云密度大于苯。武汉大学医学有机化学2012二、六员杂环的结构吡啶的结构吡啶的构造式可表示为:

吡啶环上的C与N原子均为sp2杂化,各提供一个

p-电子,共有6个(4n+2)p电子相互重叠,形成环状封闭的共轭体系,具有芳香性.N原子sp2杂化轨道有未成键电子对，可与质子结合,具有碱性.

sp2-N吸电子能力较sp2-C强,故吡啶为缺电子体系.武汉大学医学有机化学201212.3杂环化合物的性质一、呋喃、噻吩、吡咯的物理性质呋喃—无色液体，b.p.31.36℃，有氯仿气味—松木片反应：遇盐酸浸湿松木片呈绿色噻吩—无色而有特殊气味的液体，b.p.84.16℃—遇吲哚醌、硫酸呈蓝色武汉大学医学有机化学2012吡咯—无色液体，b.p.130～131℃，有弱的苯胺气味—松木片反应：遇盐酸浸湿的松木片呈红色二、吡啶的物理性质吡啶为具有特殊臭味的无色液体,b.p.115.5℃,密度0.982,可与水、乙醇、乙醚任意混合化学性质稳定可作溶剂（碱性）武汉大学医学有机化学2012三、五元杂环化合物的化学性质1．亲电取代反应从结构上分析，五元杂环为Π56共轭体系，电荷密度比苯大，如以苯环上碳原子的电荷密度为标准（作为0），则五元杂环化合物的有效电荷分布为：

五元杂环有芳香性，但其芳香性不如苯环，因环上的π电子云密度比苯环大，且分布不匀，它们在亲电取代反应中的速率也比要苯快得多。亲电取代反应的活性为：吡咯>呋喃>噻吩>苯，主要进入α-位。武汉大学医学有机化学2012说明：吡咯、呋喃、噻吩的亲电取代反应，对试剂及反应条件必须有所选择和控制。卤代反应不需要催化剂，要在较低温度和进行。硝化反应不能用混酸硝化，一般是用乙酰基硝酸酯(CH3COONO2)作硝化试剂，在低温下进行。磺化反应呋喃、吡咯不能用浓硫酸磺化，要用特殊的磺化试剂——吡啶三氧化硫的络合物，噻吩可直接用浓硫酸磺化。武汉大学医学有机化学2012三、五员杂环化合物的化学性质呋喃、噻吩在温和条件下(如溶剂稀释及低温)反应可得一卤代产物；(1)卤化吡咯卤化常得四卤化物，唯有2－氯吡咯可直接卤化制得。武汉大学医学有机化学2012(2)硝化呋喃、噻吩和吡咯通常用较温和的硝化试剂－硝酸乙酰酯在低温下进行反应；呋喃在此反应中先生成稳定或不稳定的2,5-加成产物,然后加热或用吡啶除去乙酸,得硝化产物。武汉大学医学有机化学2012(3)磺化呋喃、噻吩和吡咯常用较温和的磺化试剂－吡啶与三氧化硫加合物进行反应武汉大学医学有机化学2012武汉大学医学有机化学2012(4)酰化呋喃、噻吩可用酸酐或酰氯在傅-克催化剂作用下发生酰化反应；吡咯可用乙酸酐在150～200℃直接酰化。武汉大学医学有机化学20122.加成反应催化氢化呋喃较易氢化,生成四氢呋喃，而噻吩可停留在二氢化阶段；呋喃、吡咯可用一般催化剂，而噻吩能使催化剂中毒，需使用特殊催化剂。THFTHSTHP武汉大学医学有机化学2012呋喃、吡咯的特性反应呋喃易起D-A反应，吡咯、噻吩要在特定条件下才能发生D-A反应。武汉大学医学有机化学2012吡咯的弱碱性和弱酸性吡咯为环状二级胺，但由于氮上未共用电子对参与环的共轭体系，使氮上电子云密度降低，结合质子的能力减弱，碱性很弱(Kb=2.510-14)，较苯胺的碱性还要弱得多；吡咯氮原子上的氢具有弱酸性，其酸性较醇强，但较酚弱。武汉大学医学有机化学2012吡咯能与固体氢氧化钾加热成为钾盐，与格式试剂作用放出RH而生成吡咯卤化镁。武汉大学医学有机化学2012吡咯钾盐和吡咯卤化镁都可用来合成吡咯衍生物武汉大学医学有机化学2012四、重要化合物由农副产品如甘蔗杂渣、花生壳、高粱杆、棉子壳……用稀酸加热蒸煮制取。1)物理性质:无色透明液体,b.p.161.7℃产率3～4%.糠醛(

－呋喃甲醛)糠醛的用途糠醛是良好的溶剂，常用作精练石油的溶剂，以溶解含硫物质及环烷烃等。可用于精制松香，脱出色素，溶解硝酸纤维素等。糠醛广泛用于油漆及树脂工业。武汉大学医学有机化学2012化学性质—糠醛表现出无

-H的醛和不饱和呋喃杂环的双重性质.(1)催化加氢—还原醛基为醇武汉大学医学有机化学2012(2)氧化反应—氧化醛基为羧基银镜反应(3)歧化反应浓武汉大学医学有机化学2012羟醛缩合反应安息香缩合反应武汉大学医学有机化学20122、其他常见化合物痢特灵血红素武汉大学医学有机化学2012吡咯的重要衍生物最重要的吡咯衍生物是含有四个吡咯环和四个次甲基(-CH=)交替相连组成的大环化合物。其取代物称为卟啉族化合物。卟啉族化合物广泛分布与自然界。血红素，叶绿素都是含环的卟啉族化合物。在血红素中环络合的是Fe，叶绿素环络合的是Mg。血红素的功能是运载输送氧气，叶绿素是植物光合作用的能源。1964年，Woodward用55步合成了叶绿素。1965年接着合成VB12，用11年时间完成了全合成。Woodward一生人工合成了20多种结构复杂的有机化合物，是当之无愧的有机合成大师。Woodward20岁获博士学位，30岁当教授，48岁时（1965年）获诺贝尔化学奖。武汉大学医学有机化学2012Chlorophyll-a（叶绿素a）Synthesis-R.B.Woodward,1960维生素B12结构图见P239武汉大学医学有机化学2012噻唑噻唑是含一个硫原子和一个氮原子的五元杂环，无色，有吡啶臭味的液体，沸点117℃，与水互溶，有弱碱性。是稳定的化合物。一些重要的天然产物几合成药物含有噻唑结构，如青霉素、维生素B1等。青霉素是一类抗菌素的总称，已知的青霉素大一百多种，它们的结构很相似，均具有稠合在一起的四氢噻唑环和β-内酰胺环。武汉大学医学有机化学2012青霉素青霉素具有强酸性(pKa≈2.7),在游离状态下不稳定(青霉素O例外)，故常将它们变成钠盐、钾盐或有机碱盐用于临床。武汉大学医学有机化学2012维生素B1（VB1）武汉大学医学有机化学2012吲哚

吲哚是白色结晶，熔点52.5℃。极稀溶液有香味，可用作香料，浓的吲哚溶液有粪臭味。素馨花、柑桔花中含有吲哚。吲哚环的衍生物广泛存在于动植物体内，与人类的生命、生活有密切的关系。武汉大学医学有机化学2012武汉大学医学有机化学2012吲哚的化学性质吲哚的性质与吡咯相似，也可发生亲电取代反应，取代基进入β-位。武汉大学医学有机化学2012四、六元杂环化合物的化学性质由于吡啶环的N上在环外有一孤对电子，故吡啶环上的电荷分布不均。武汉大学医学有机化学2012四、六员杂环化合物的化学性质吡啶环上的氮原子能与质子结合,故遇酸能形成稳定的吡啶盐.1、吡啶的碱性在氮上发生反应:吡啶是一个三级胺,具有弱碱性,环上如有给电子基团,可使碱性增强，吸电子基使碱性减弱.(一)吡啶武汉大学医学有机化学2012吡啶与卤代烷、酰氯、三氧化硫等反应形成相应的吡啶盐：武汉大学医学有机化学20122、在环碳上发生亲电取代反应吡啶环上氮原子为吸电子基，故吡啶环属于缺电子的芳杂环，和硝基苯相似。其亲电取代反应很不活泼，反应条件要求很高，不起傅-克烷基化和酰基化反应。亲电取代反应主要在β-位上。i.卤代:武汉大学医学有机化学2012ii磺化iii硝化武汉大学医学有机化学20123、氧化反应

烟碱烟酸烟酰胺(Vpp类)武汉大学医学有机化学2012异烟酸4-甲基吡啶异烟酸乙酯异烟酰肼(雷米封)在酸性氧化剂中,吡啶>苯环（稳定性）喹啉苯环破裂2.3-吡啶二甲酸武汉大学医学有机化学20124、还原反应:对还原剂活性：吡啶>苯环.如Na+乙醇使吡啶还原为六氢吡啶.(苯不反应)六氢吡啶催化氢化也可使吡啶还原为六氢吡啶.武汉大学医学有机化学2012由于吡啶环上氮原子的电负性较大,使环上碳原子电子云密度降低,易发生亲核取代反应.亲核基团主要进入-位,若两个-位有取代基,则反应发生在-位.5、亲核取代反应(70-80%)武汉大学医学有机化学2012维生素PP维生素PP属B族维生素，包括β－吡啶甲酸及β－吡啶甲酰胺两种。结构如下：二者的生理作用相同，参与生物机体的氧化还原过程，促进组织代谢，能降低血液中胆固醇的含量。维生素PP也叫抗癞皮维生素，因为体内缺乏它时会引起癞皮病。二者都是白色结晶，对酸、碱等都比较稳定。β－吡啶甲酰胺加氢氧化钠液液与之共煮，则产生氨气，而β－吡啶甲酸无此反应。维生素PP存在于肝脏、肉类、谷物、米糠、花生、酵母、蛋黄、鱼、蕃茄等内，现在多用合成品。武汉大学医学有机化学2012维生素B6维生素B6也是吡啶的衍生物，它由下列三种物质组成：维生素B6存于蔬菜、鱼、肉、蛋类、豆类、谷物等中。为白色结晶，溶于水及乙醇。耐热，在酸和碱中较稳定，但易被光所破坏。动物机体中缺乏维生素B6时，蛋白质代谢就不能正常进行。武汉大学医学有机化学2012(二)嘧啶嘧啶本身不存在于自然界，其衍生物在自然界分布很广，脲嘧啶、胞嘧啶、胸腺嘧啶是遗传物质核酸的重要组成部分，微生素B1也含有嘧啶环。合成药物的磺胺嘧啶也含这种结构。武汉大学医学有机化学2012嘧啶重要化合物—核酸碱基无色结晶,m.p.22℃,易溶于水,碱性较吡啶弱.(DNA、RNA)(DNA)(RNA)武汉大学医学有机化学2012重要的嘧啶衍生物磺胺嘧啶：又称SD，磺胺类药物。杀菌力很强。其结构与“细菌维生素”相似，使细菌不能辨认。多存在于米糠、酵母、麦麸、花生中。粗粮比精米精面中含量高。盐酸硫胺素是白色晶体，味微苦，熔点248℃（分解），易溶于水，对酸稳定，热或碱能使其分解。维生素B1能维持心脏、神经和消化糸统的正常功能，能促进碳水化合物代谢。缺乏维生素B1能导致脚气病、多发性神经炎、食欲不振和消化不良等。

VB1“细菌维生素”武汉大学医学有机化学2012喹啉的化学性质:无色油状液体,b.p.=238.05℃,pKa=4.94,水溶性小,碱性较吡啶稍弱.喹啉存在于煤焦油中，放置时逐渐变成黄色，有恶臭味，难溶于水。能与大多数有机溶剂混溶，是一种高沸点溶剂。

亲电取代反应：主要发生在苯环的5或8-位亲核取代反应：发生在吡啶环的2-位电子云密度：苯环〉吡啶环(三)喹啉武汉大学医学有机化学2012亲电取代反应喹啉是有吡啶稠合而成的，由于吡啶环的电子云密度低于与之并联的苯环，所以喹啉的亲电取代反应发生在电子云密度较大的苯环上，取代基主要进入5或8位。而亲核取代则主要发生在吡啶环的2或4位。武汉大学医学有机化学2012亲电取代反应(1)硝化(2)溴代(3)磺化武汉大学医学有机化学2012(4)亲核取代武汉大学医学有机化学2012(5)还原(6)氧化武汉大学医学有机化学2012喹啉环的合成法——斯克劳普（Skraup）法

喹啉的合成方法有多种，常用的是斯克劳普法。是用苯胺与甘油、浓硫酸及一种氧化剂如硝基苯共热而生成。武汉大学医学有机化学2012喹啉衍生物喹啉的衍生物在自然界存在很多，如奎宁、氯喹、罂粟碱、吗啡等。武汉大学医学有机化学2012武汉大学医学有机化学2012研究证明，当人类内心充满喜悦兴趣这些良性感觉时，大脑桥脑部的蓝斑内，就积聚起一种奇特的物质，我们称它为“F肽”。请牢牢记住，蓝斑是人类的幸福中枢。F肽是脑黄金，它镇定痛觉，屏避恶劣信号，提高记忆力，增强学习功能。像双面镜，让好事放大，让痛苦缩小消失。它是幸福的物质基础，情绪里的快乐码，储藏幸福。谁拥有了它，谁就在这一时刻拥有了幸福。

F肽已经能从动物体内提取，当然量极少。科学家分析它的分子结构式，更细微的亚分子水平的研究……结果发现在它的中心碳原子上，有一个芳香环，一个哌啶环，还连着一个苯环

吗啡正是具备了中心碳原子、芳香环、哌啶环、苯环……吗啡模仿了F肽，骗了脑神经，让人进入虚妄的幸福。

吗啡成瘾者，是追寻快乐而去的。吗啡善待了他们，给了他们酷似幸福的一种感觉，它们非常相像。我只说它“非常像”，不说“是”，因为它毕竟是一种外界侵入的物质，和体内原装的F肽有区别。但是，粗心的极端渴望幸福的机体，在山呼海啸的巨量快乐面前，完全被击昏了。身体从来没碰到过这么多幸福；它被幸福裹挟而去，时而被抛上浪尖，时而被砸下峰谷，一任狂热的幸福感，把人灌得口眼歪斜，完全丧失了辨别能力……

这是一种人造的幸福，模拟的幸福，邪恶的幸福，一种妖魅附体的伪幸福。武汉大学医学有机化学2012(四)嘌呤无色结晶,m.p.216-217℃,既有弱碱性（pKa=2.30）,又有弱酸性（pKa=8.97）,易溶于水,其水溶液呈中性.但能与酸或碱成盐。纯嘌呤环在自然界不存在，嘌呤的衍生物广泛存在于动植物体内。武汉大学医学有机化学2012核酸碱基腺嘌呤和鸟嘌呤是核蛋白中的两种重要碱基。武汉大学医学有机化学2012可用于急性白血病的治疗尿酸存在于鸟类及爬虫类的排泄物中，含量很多，人尿中也含少量。武汉大学医学有机化学2012三者都是黄嘌呤的甲基衍生物，存在于茶叶、咖啡和可可中，它们有兴奋中枢作用，其中以咖啡碱的作用最强。黄嘌呤:存在于茶叶及动植物组织和人尿中武汉大学医学有机化学201212.4生物碱12.4.1生物碱的概念（Alkaloids）生物体内一类含氮的具有一定生理活性的有机碱性化合物。（又称植物碱）生物碱类（Alkaloids）是存在于生物体（主要为植物）中的一类含氮的碱性有机化合物，大多数有复杂的环状结构，氮素多包含在环内，有显著的生物活性，是中草药中重要的有效成分之一。如黄连中的小檗碱（黄连素）、麻黄中的麻黄碱、萝芙术中的利血平、喜树中的喜树碱、长春花中的长春新碱等。武汉大学医学有机化学2012含生物碱的中草药很多，如三尖杉、麻黄、黄连、乌头、延胡索、粉防已、颠茄、洋金花、萝芙木、贝母、槟榔、百部等，分布于100多科中。以双子叶植物最多，依次为单子叶植物、裸子植物、蕨类植物。以罂粟科、豆科、防已科、毛莨科、夹竹桃科、茄科、石蒜科等科的植物中分布较多。同一科属或亲缘关系较近的科常含有同一结构或类似结构的生物碱，但同一种生物碱亦可分布在多种科中，如小檗碱在毛莨科、芸香科、小檗科的一些植物中都有存在。中草药中生物碱含量一般都较低，大多少于1％，但有少数含量特别多或特别少的特殊情况，如黄连中小檗碱含量可高达8～9％，金鸡纳树皮中生物碱含量为10～15％，而长春花中的长春新碱含量只有百万分之一。武汉大学医学有机化学2012分类:按照生物碱的基本结构，已可分为60类左右。主要类型：有机胺类（麻黄碱、益母草碱、秋水仙碱）、吡咯烷类（古豆碱、千里光碱、野百合碱）、吡啶类（菸碱、槟榔碱、半边莲碱）、异喹啉类（小檗碱、吗啡、粉防己碱）、吲哚类（利血平、长春新碱、麦角新碱）、莨菪烷类（阿托品、东莨菪碱）、咪唑类（毛果芸香碱）、喹唑酮类（常山碱）、嘌呤类（咖啡碱、茶碱）、甾体类（茄碱、浙贝母碱、澳洲茄碱）、二萜类（乌头碱、飞燕草碱）、其它类（加兰他敏、雷公藤碱）。武汉大学医学有机化学201212.4.2生物碱的理化性质利血平利血平reserpine一种吲哚型生物碱。分子式C33H40N2O9。存在于萝芙木属多种植物中，在催吐萝芙木中含量最高可达1％。无色棱状晶体。熔点264～265℃（分解），比旋光度－117.7°（氯仿，C＝1）。易溶于氯仿、二氯甲烷、冰醋酸，能溶于苯、乙酸乙酯，稍溶于丙酮、甲醇、乙醇、乙醚、乙酸和柠檬酸的稀水溶液。利血平的溶液放置一定时间后变黄，并有显著的荧光，加酸和曝光后荧光增强。利血平是一个弱碱，它的盐酸盐为无色晶体，熔点224℃（分解）；吡啶复合物为黄色结晶，熔点183～186℃（分解）。利血平能降低血压和减慢心率，作用缓慢、温和而持久，对中枢神经系统有持久的安定作用，是一种很好的镇静药。武汉大学医学有机化学2012莨菪碱hyoscyamine读音：làngdàng一种莨菪烷型生物碱。分子式C17H23NO3。又称天仙子碱。存在于许多重要中草药中，如颠茄、北洋金花和曼陀罗。无色针状晶体。难溶于水，可溶于沸水和乙醇、氯仿。将丁二醛、甲胺和丙酮共混于碱性溶液，经长时间放置可合成莨菪酮。莨菪碱为左旋体，在溶液中易渐渐失去旋光变为消旋体，即颠茄碱。在提取过程中，植物中的大半莨菪碱也能消旋化为颠茄碱。莨菪碱是副交感神经抑制剂，药理作用似阿托品，但毒性较大，临床应用较少。莨菪碱有止痛解痉功能，对坐骨神经痛有较好疗效，有时也用于治疗癫痫、晕船等。莨菪碱武汉大学医学有机化学2012小檗碱（黄连素）小檗碱Berberine中文别名：黄连素、小蘖碱、小檗硷、盐酸黄连素、盐酸小蘖碱、盐酸小檗碱、盐酸小檗硷英文别名：BerberineHydrochloride、BerberineSulphate一种异喹啉生物碱。分子式[C20H18NO4]+。又称黄连素

。存在于小檗科等4科10属的许多植物中。小檗碱从乙醚中可析出黄色针状晶体。熔点145℃。溶于水，难溶于苯、乙醚和氯仿。小檗碱为一种季铵生物碱，其盐类在水中的溶解度都比较小，例如盐酸盐为1∶500，硫酸盐为1∶30。小檗碱从水或稀乙醇中析出的晶体带有5.5分子结晶水；若从氯仿、丙酮或苯中结晶，也带有相应的结晶溶剂分子。小檗碱用不同的碱处理，可得到季铵式、醛式和醇式等三种不同形式的小檗碱，其中以季铵式最稳定。小檗碱对溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌、淋球菌和弗氏、志贺氏痢疾杆菌均有抗菌作用，并有增强白血球吞噬作用。小檗碱的盐酸盐（俗称盐酸黄连素）已广泛用于治疗胃肠炎、细菌性痢疾等，对肺结核、猩红热、急性扁桃腺炎和呼吸道感染也有一定疗效武汉大学医学有机化学2012奎宁（Quinine）奎宁（Quinine），又称为金鸡纳霜，在金鸡纳树皮中含量达15%，分子中含有喹啉环，属喹啉族生物碱。，化学称为金鸡纳碱,分子式C20H24N2O2。奎宁是无色针状晶体，无水物熔点172.8℃，味极苦,微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。奎宁可以用于治疗和预防各种疟疾并有退热作用。

武汉大学医学有机化学2012【中文名称】：士的宁

【简写拼音】：SDN

【英文名称】：Strychnine

【所属类别】：中枢兴奋药

药物说明：

【别名】番木鄨碱;马钱子碱;士的年,士的宁

【外文名】Strychnine

【适应症】用于偏瘫、瘫痪及因注射链霉素引起的骨骼肌松弛、弱视症等。番木鳖是古代著名的毒药，《本草纲目》中称为马钱子，因其形状如马钱的缘故而名。番木鳖野生于印度东海岸森林地带。番木鳖子在十六世纪传入德国，最早供毒杀鼠及其他有害动物使用，至今仍沿用为毒鼠药之一种。士的宁作为鼠饵的成分，常引起小儿中毒事故。士的宁于1540年首次应用于医学，但直至两百年后才被广泛应用。在大仲马所著的《基度山伯爵》中曾详尽描述此药中毒的症状。士的宁武汉大学医学有机化学2012〖药品名〗罂粟碱〖英文名〗PapaVerine〖别名〗怕怕非林〖性状〗常用其盐酸盐，为白色结晶性粉末。在氯仿中溶解，在水中略溶，在乙醇中微溶，在乙醚中几乎不溶。熔点146℃-148℃。一种异喹啉型生物碱。分子式C20H21NO4。为罂粟中一种主要的生物碱。无色棱柱状或针状晶体。熔点147～148℃，相对密度1.337（20／4℃）。易溶于苯、丙酮

、热乙醇、冰醋酸，稍溶于乙醚、氯仿，不溶于水，溶于浓硫酸。加热到110℃变为玫瑰红色

，至200℃则变为紫色。它与多种无机酸和有机酸生成结晶盐。其盐酸盐的熔点224～225℃；氢碘酸盐熔点200℃(分解)；苦味酸盐熔点183℃；苦酮酸盐熔点221℃；水杨酸盐熔点130℃。罂粟碱的药理作用介于吗啡和可待因之间，主要能解除平滑肌，特别是血管平滑肌的痉挛，并可抑制心肌的兴奋性。其盐酸盐可治疗心绞痛和动脉栓塞等症。罂粟碱武汉大学医学有机化学2012【中文名称】：吗啡【简写拼音】：MF

【英文名称】：Morphine【别名】盐酸吗啡,美施康定(吗啡控释片),美菲康,吗啡

【外文名】Morphine,MorphineHydrochlride,Morphina,Morphinum

【作用和用途】

具有镇痛，镇静、镇咳、抑制呼吸及肠蠕动作用。用于剧烈疼痛及麻醉前给药。吗啡

拉丁名：Morphine

吗啡是鸦片中最主要的生物碱（含量约10-15%），1806年法国化学家F·泽尔蒂纳首次从鸦片中分离出来。他用分离得到的白色粉末在狗和自己身上进行实验，结果狗吃下去后很快昏昏睡去，用强刺激法也无法使其兴奋苏醒；他本人吞下这些粉末后也长眠不醒。据此他用希腊神话中的睡眠之神吗啡斯（Morpheus）的名字将这些物质命名为“吗啡”。纯净吗啡为无色或白色结晶或粉末，难溶于水，易吸潮。随着杂质含量的增加颜色逐渐加深，粗制吗啡则为咖啡似的棕褐色粉末。在“金三角”地区，吗啡碱和粗制吗啡又称为“黄皮”、“黄砒”、“1号海洛因”等，在非法买卖中，“黄皮”论“个”数进行交易，每个重1公斤。非法生产的吗啡一般被制成砖块状。东南亚的产品有“999”、“AAA”、“OK”等商标，呈白色、浅黄或棕色。鼻闻有酸味，但吸食时有浓烈香甜味。滥用吗啡者多数采用注射的方法。在同样质量下，注射吗啡的效果比吸食鸦片强烈10-20倍。吗啡武汉大学医学有机化学2012咖啡因属于甲基黄嘌呤的生物碱。纯的咖啡因是白色的，强烈苦味的粉状物。它的化学式是C8H10N4O2。它的化学名是1,3,7-三甲基黄嘌呤或3,7-二氢-1,3,7三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮。分子量，194.19咖啡因（Caffeine）是从茶叶、咖啡果中提炼出来的一种生物碱，适度地使用有祛除疲劳、兴奋神经的作用，临床上用于治疗神经衰弱和昏迷复苏。但是，大剂量或长期使用也会对人体造成损害，特别是它也有成瘾性，一旦停用会出现精神萎顿、浑身困乏疲软等各种戒断症状，虽然其成瘾性较弱，戒断症状也不十分严重．但由于药物的耐受性而导致用药量不断增加时，咖啡因就不仅作用于大脑皮层，还能直接兴奋延髓，引起阵发性惊厥和骨骼震颤，损害肝、胃、肾等重要内脏器官，诱发呼吸道炎症、妇女乳腺瘤等疾病，甚至导致吸食者下一代智能低下，肢体畸形。因此也被列入受国家管制的精神药品范围。滥用咖啡因通常也有吸食和注射两种形式，其兴奋刺激作用及毒副反应、症状、药物依赖性与苯丙胺相近。咖啡因武汉大学医学有机化学2012茶碱theophylline

C7H8N4O2，是茶中所含的白色不定形的结晶状生物碱，为可可碱（theobromine）的异构体。作用和结构都类似咖啡碱。具有松弛平滑肌、兴奋心脏肌以及利尿的作用。茶碱类药物对胃黏膜有刺激，口服易出现胃部不适、恶心、腹泻等症状，应饭后服用。氨茶碱：是临床使用多年且国内应用最广泛的茶碱与乙二胺的复盐制剂。氨茶碱比茶碱水溶性高，易于溶解和吸收。但氨茶碱碱性较高，局部刺激性大，口服易致恶心、呕吐、食欲下降等胃肠道反应。肌注局部可有红肿疼痛等。氨茶碱的全身副作用包括对中枢神经的和心脏的兴奋作用，如焦虑、震颤、烦躁不安、头痛和心慌等。静脉注射过快或剂量过大，还可引起心律失常、血压下降、胸闷、躁动、惊厥甚至猝死。因此，应用氨茶碱，尤其是静脉使用时，应监测血浆茶碱浓度，在无血浆茶碱浓度监测下应密切注意日用药总量，结合考虑机体对茶碱代谢的个体差异，以及影响茶碱代谢的诸因素，并注意有无氨茶碱中毒的前兆症状，如精神症状或心悸等。茶碱theophylline武汉大学医学有机化学2012麻黄碱

Ephedrine麻黄碱

Ephedrine麻黄素

Benzenemethanol,α-[1-(methylamino)ethyl]-,[R,(R*,S*)]-C10H15NO

[分子量]165.23

[物理性质]蜡状固体、结晶或颗粒,熔点34°,沸点225°,暴光分解。吸水后熔点升高到40°。1g溶于约20ml和0.2ml乙醇,溶于氯仿、乙醚及油。盐酸盐:斜方针状结晶,熔点216～220°,[α]25D-33°～35.5°)(C=5).1g溶于3ml水、14ml乙醇。几乎不溶于乙醚及氯仿

【成分分类】生物碱类

[药理作用]对中枢神经系统的作用：麻黄碱的中枢神经兴奋作用远较肾上腺素为强。能兴奋大脑皮层及皮层下中枢，使精神振奋；可缩短巴比妥类催眠时间，亦能兴奋中脑、延脑呼吸中枢和血管运动中枢.1－苯基－2－甲氨基－1－丙醇武汉大学医学有机化学2012秋水仙碱Colchicine秋水仙碱除了可有效地诱发染色体的加倍，在农业上用于多倍体育种外，还可以治疗风痛等疾病。特别是近年来发现它有一定的抗癌作用，能制止癌细胞的增长，对乳腺癌、皮肤癌等有很好的疗效。秋水仙碱存在于植物秋水仙的球茎和种子中，我国云南的山慈菇中含量也较多。秋水仙碱是黄灰色针状结晶，熔点为155~157℃，能溶于水或稀乙醇溶液，易溶于氯仿,但不溶于无水乙醚和石油醚。秋水仙碱是环庚的三烯酮的衍生物,分子中有两个稠合的七碳环,氮在侧链上成酰胺状,因此呈中性。武汉大学医学有机化学201212.4.3生物碱类药物的通性1.碱性大多数生物碱呈碱性反应。生物碱的碱性强弱，与它们分子中氮原子存在的状态有密切的关系。一般季铵碱＞仲胺碱＞叔胺碱。如氮原子呈酰胺状态，则碱性极弱或消失。有的生物碱分子具有酚性羟基或羧基，因而具有酸碱两性。

RNH2R2NHR3NR4N+X-＝伯胺仲胺叔胺季铵盐生物碱的碱性虽有强有弱，但一般都能与无机酸（盐酸、硫酸）或有机酸（酒石酸）结合成盐。季铵碱＞脂肪胺、脂环胺＞芳胺、N—芳杂环＞酰胺小檗碱＞麻黄碱、阿托品＞罂粟碱＞咖啡因吗啡具酸碱两性武汉大学医学有机化学20122．大多数生物碱为结晶性物质，味苦，少数为液体（如烟碱、槟榔碱）。

3．一般生物碱均无色，具旋光性，（多数呈左旋光性。）但有少数例外，如小檗碱为黄色，胡椒碱无旋光性等，个别生物碱有挥发性，如麻黄碱。武汉大学医学有机化学20124．生物碱大多数不溶或难溶于水而溶于乙醇、氯仿、乙醚、苯等有机溶剂。生物碱盐类除了在乙醇中也能溶解外，其他溶解性能恰与生物碱相反。由于这一性质，可以使生物碱溶解在酸性溶液中（生物碱遇酸即结合成盐而溶于水中），如果在这酸性溶液中加碱至碱性，生物碱盐类就会成为游离生物碱而自水溶液中析出。生物碱的这一溶解性能常在制取含生物碱类的中草药药物时,用于提取、分离与精制。另有少数生物碱可溶于水而其盐类反而难溶，如小檗碱，麻黄碱可溶于水及有机溶剂，季铵类生物碱均易溶于水。武汉大学医学有机化学20125．一般生物碱都可以与一些特殊试剂（称为生物碱试剂，常系重金属盐类或分子量较大的复盐以及特殊无机酸如硅钨酸、磷钨酸，或有机酸如苦味酸的溶液）作用生成不溶于水的盐而沉淀。利用这个性质可检查中草药中是否含有生物碱以及用以分离生物碱。

生物碱沉淀剂的种类很多，常用的有下面几种：

（1）碘化汞钾试剂（Mayer试剂，HgI2。KI）在酸性溶液中与生物碱反应生成白色或淡黄色沉淀（为一种络盐AIK·HI（HgI2）n，AIK表示生物碱。

（2）碘化铋钾试剂（Dragendorff试剂，BiI3·KI）在酸性溶液中与生物碱反应生成桔红色沉淀（为一种络盐AIK.HI.（BiI3）n）。武汉大学医学有机化学2012（3）碘化钾碘试剂（Wagner试剂，I2·KI）在酸性溶液中与生物碱反应生成棕红色沉淀（为一种络盐AIK·HI·In）。（4）硅钨酸试剂（Bertrand试剂，12W03·Sl02）：在酸性溶液中与生物碱反应生成灰白色沉淀。（5）磷钼酸试剂（Sonnenschein试剂，H3P04·12M003）:很灵敏，在中性或酸性溶液中与生物碱反应生成鲜黄色或棕黄色沉淀。在试验时，通常选用三种以上不同的生物碱沉淀试剂进行试验，如均为正反应表示检液中可能有生物碱存在。如须确证，则要进一步精制后，再行检验，如再次均成正反应，即可肯定有生物碱存在。如第一次试验时就对三种沉淀剂呈负反应，即可肯定多无生物碱存在。武汉大学医学有机化学20126．有些生物碱能和某些试剂反应生成特殊的颜色，叫做显色反应，常用于鉴识某种生物碱。但显色反应受生物碱纯度的影响很大，生物碱愈纯，颜色愈明显。常用的显色剂有：（1）矾酸铵一浓硫酸溶液（Mandelin试剂）为1％矾酸铵的浓硫酸溶液。如遇阿托品显红色，可待因显蓝色，士的宁显紫色到红色。（2）钼酸铵一浓硫酸溶液（Frohde试剂）为1％钼酸钠或钼酸铵的浓硫酸溶液，如遇乌头碱显黄棕色，小檗碱显棕绿色，阿托品不显色。（3）甲醛一浓硫酸试剂（Marquis试剂）为30％甲醛溶液0．2ml与10ml浓硫酸的混合溶液。如遇吗啡显橙色至紫色，可待因显红色至黄棕色。（4）浓硫酸如遇乌头碱显紫色、小檗碱显绿色，阿托品不显色。（5）浓硝酸如遇小檗碱显棕红色，秋水仙碱显蓝色，咖啡碱不显色。

生物碱的显色反应原理尚不太明了，一般认为是氧化反应、脱水反应、缩合反应或氧化、脱水与缩合的共同反应。Clicktoeditcompanyslogan.有机化学：第十二章杂环化合物Thankyouforyourattention!本章习题：P2431,2,4,7有机化学

武汉大学医学有机化学2012麻黄、麻黄素、冰毒、摇头丸中文名称：冰毒，分子式：C10H15N

分子量：149.23

去氧麻黄素，脱氧麻黄碱，甲基苯丙胺，1-苯基-2-甲氨基丙烷，英文名称：alpha-dimethyl-(-)-phenethylamine，l-1-phenyl-2-methylamino-propan，l-1-phenyl-2-methylaminopropane安非他命武汉大学医学有机化学2012麻黄、麻黄素、冰毒、摇头丸麻黄是我国特产而著名于世的中药，4000余年前已用作发汗和兴奋止咳药。1887年日本人长井长义氏首先从我国产麻黄中纯制出其主要有效成分称麻黄碱或麻黄素。我国陈克恢氏研究了它的药理作用和疗效，用于哮喘的治疗。人们发现用碘化氢及黄磷处理麻黄素时生成的脱氧麻黄素，即甲基苯丙

胺（Methamphetamine）对中枢神经的兴奋作用远大于麻黄素。1933年美国人ArensGA又发现，当脱氧麻黄素再失去Ｎ-甲基后生成的苯基氨基丙烷、亦音译成安非他明（amphetamine）同样有兴奋神经作用，还报道了他本人用后的兴奋状态和欣快陶醉感。于是在1935年于美国和1941年于日本开始把它们作为抗疲劳剂出售，并被日本军国主义用在高强度作业的工人、夜战士兵和“敢死队员”的身上。甲基苯丙胺常用的是右旋体盐酸盐，它是一种无色片状结晶，熔点170℃～175℃，故俗称“冰毒”。它易溶于水、乙醇、不溶于乙醚，游离碱有氨臭。3，4-亚甲二氧基甲基苯丙胺，俗称摇头丸，是安非他明的另一种衍生

物。早在80多年前已经被合成，并认为是一种毒性很小的兴奋剂而用于通宵舞会或狂欢舞会上。直到最近几年才报道了大量急性中毒和死亡的病例。武汉大学医学有机化学2012毒性冰毒、安非他明、摇头丸等均为法定禁止滥用的兴奋剂，其中以冰毒对中枢神经的兴奋作用最强。健康成人摄入1ｍｇ～5ｍｇ冰毒时可以暂时消除睡意，疲劳，并能提高工作效率，然而由于失去对疲劳的自然警告，而陷入过度劳累状态，这时会出现食欲减退、血压升高、气管扩张等症状。用药量达20ｍｇ时即出现急性中毒，表现为不眠、不安宁、呕吐、头痛、发汗、眩晕、口渴、腹泻、心悸亢进等症状。重症时呈注意力涣散、虚脱以至昏睡。连续用药在产生耐药性的同时出现慢性中毒症状、并把它称为“苯丙胺中毒性精神病”。初期有多语，对种种刺激过敏、躁、郁循环性病态，继之，在幻听、幻视的错乱状态下，呈现被杀、被跟踪、嫉妒等多种妄想症。进而会发生突然杀人、纵火、强奸等多种犯罪行为。ＭＤＭＡ这类药物在促进摄入人的情感增盛的同时，诱发产生5-羟色胺（5-ＨＴ）综合症，使末稍神经受损。尤其处在情感增盛的人群和高温、高噪音、易脱水的环境中更加强了它的毒性，使人摇头不止、行为失控，最后导致免疫力下降、肝肾功能衰竭，以至死亡。武汉大学医学有机化学2012派生新型毒品（译作）北京禁毒在线