第十四章芳香杂环化合物

1、romaticeterocycles and vitamin 第十四章第十四章 芳香杂环化合物和维生素芳香杂环化合物和维生素 第一节第一节 芳香杂环化合物芳香杂环化合物 一一 分类和命名分类和命名 二二 芳香六元杂环芳香六元杂环 三三 芳香五元杂环芳香五元杂环 四四 稠杂环化合物稠杂环化合物 * *第二节第二节 维生素维生素 一一 维生素概述维生素概述 二二 脂溶性维生素脂溶性维生素 三三 水溶性维生素水溶性维生素 教学要求：教学要求： 掌握常见的五员与六员杂环的电子结掌握常见的五员与六员杂环的电子结 构、芳香性、反应特征。了解一些重要的衍生物。构、芳香性、反应特征。了解一些重要的衍生物。 教

2、学内容教学内容： 芳香杂环化合物的概念、分类和命名芳香杂环化合物的概念、分类和命名 方法。五员杂环（吡咯、呋喃、噻吩）的结构特征方法。五员杂环（吡咯、呋喃、噻吩）的结构特征 和化学性质，如酸碱性、亲电取代反应，简介咪唑和化学性质，如酸碱性、亲电取代反应，简介咪唑 的结构和功能。以吡啶为代表，介绍六员杂环化合的结构和功能。以吡啶为代表，介绍六员杂环化合 物的电子结构、芳香性和化学性质。简单介绍嘧啶物的电子结构、芳香性和化学性质。简单介绍嘧啶 及稠合的稠杂环化合物。及稠合的稠杂环化合物。 在环状有机化合物中除了在环状有机化合物中除了C原子外，还有其他原子如原子外，还有其他原子如O、S、 N等环状有

3、机化合物，称为等环状有机化合物，称为杂环化合物杂环化合物. O、S、N等原子称为等原子称为 杂原子杂原子 依据上述定义，杂环化合物应该包括酸酐、内酯、环内酰依据上述定义，杂环化合物应该包括酸酐、内酯、环内酰 胺等。但由于它们的环很容易打开，在性质上也与相应的链胺等。但由于它们的环很容易打开，在性质上也与相应的链 状化合物相似，所以杂环化合物中一般不讨论这些化合物；状化合物相似，所以杂环化合物中一般不讨论这些化合物； 而只将而只将环系比较稳定环系比较稳定，且具有不同程度芳香性的杂环化合物，且具有不同程度芳香性的杂环化合物 (简称为芳香杂环化合物简称为芳香杂环化合物)及其氢化产物作为研究对象。及其

4、氢化产物作为研究对象。 O O O O O NH O 酸酐酸酐 内酯内酯内酰胺内酰胺 杂环化合物是有机化合物中极为重要的一类。它们广泛分布杂环化合物是有机化合物中极为重要的一类。它们广泛分布 于自然界，不但种类多、数量大，而且其衍生物中有不少是于自然界，不但种类多、数量大，而且其衍生物中有不少是 具生理活性的物质。例如，细胞的重要成分核酸，人和动物具生理活性的物质。例如，细胞的重要成分核酸，人和动物 血液中的血红素，植物体内的叶绿素、生物碱，还有许多酶血液中的血红素，植物体内的叶绿素、生物碱，还有许多酶 等。许多药物结构中也含有杂环等。许多药物结构中也含有杂环 第一节、分类和命名第一节、分类和

5、命名 Classification and Nomenclature 一一.分类分类 杂环化合物一般可分为单环（又分为五元杂环和六杂环化合物一般可分为单环（又分为五元杂环和六 元杂环）和稠环（又分为芳香稠杂环和稠杂环）二类。元杂环）和稠环（又分为芳香稠杂环和稠杂环）二类。 杂 环 单 杂 环 五 元 环 六 元 环 苯 环 与 单 杂 环 的 稠 合 杂 环 (苯 并 杂 环 ) 两 个 或 两 个 以 上 单 杂 环 的 稠 合 杂 环 OS N H 稠 杂 环 N N N N N H N 依据环中的杂原子数目分为一个，二个或多个杂原子的依据环中的杂原子数目分为一个，二个或多个杂原子的 杂环

6、化合物杂环化合物 二二.命名命名 音译法音译法 外文谐音加外文谐音加“ 口口”字。字。 ON H S N N H S N Furan 呋喃呋喃 Pyrrole 吡咯吡咯 Thiophene 噻吩噻吩 Imidazole 咪唑咪唑 Thiazole 噻唑噻唑 N N N N N N H N Pyridine 吡啶吡啶 Pyridazine 哒嗪哒嗪 Pyrimidine 嘧啶嘧啶 Indole 吲哚吲哚 Quinoline 喹啉喹啉 注意：注意： a.杂环上有取代基时杂环上有取代基时, 取代基的位次从杂原子开始，依次用取代基的位次从杂原子开始，依次用1, 2, 3, 4, .或或a, b, ga

7、, b, g, .编号。编号。 O CH3CH3 S CH3 N CCH3 O H 2,5-二甲呋喃二甲呋喃 a, aa, a-二甲呋喃二甲呋喃 3-甲基噻吩甲基噻吩 b-b-甲基噻吩甲基噻吩 2-乙酰基吡咯乙酰基吡咯 a a -乙酰基吡咯乙酰基吡咯 b. 若杂环上有两个以上不同杂原子时，则从若杂环上有两个以上不同杂原子时，则从O、S、N的顺序的顺序 编号；若有两个相同杂原子时，应从连有编号；若有两个相同杂原子时，应从连有H原子或取代基的开原子或取代基的开 始编号。编号时取杂原子位次之和最小。始编号。编号时取杂原子位次之和最小。 S N CH 3 N N CH3 H CH3 N N H2N 4

8、-甲基噻唑甲基噻唑 2,4,二甲基咪唑二甲基咪唑 4-氨基嘧啶氨基嘧啶 系统命名法系统命名法: 依据相应的碳环来命名。依据相应的碳环来命名。 如五元环相应碳环为如五元环相应碳环为“茂茂”, 六元环相应是苯。六元环相应是苯。 ON H N S 氧杂茂氧杂茂 氮杂茂氮杂茂 硫杂茂硫杂茂氮杂苯氮杂苯 第二节第二节 芳香六元杂环化合物芳香六元杂环化合物 六元杂环化合物中最重要的是吡啶和嘧啶六元杂环化合物中最重要的是吡啶和嘧啶. 一、吡啶一、吡啶 （一）（一） 结构结构 与苯相似与苯相似, N原子的一个原子的一个sp2 杂化轨道上有一对孤电子对杂化轨道上有一对孤电子对, 孤电子对不参与共轭孤电子对不参与

9、共轭! 结构参数与电荷分布结构参数与电荷分布 N N 0.134 nm 0.139 nm 0.140 nm 1.43 0.8 1.01 0.87 数据表明：吡啶环中因数据表明：吡啶环中因N原子电负性较大，其电荷分布不均匀，原子电负性较大，其电荷分布不均匀， 键长没有完全平均化。又因氮原子上电子云密度大而具有碱性。键长没有完全平均化。又因氮原子上电子云密度大而具有碱性。 共轭效应和诱导效应都是共轭效应和诱导效应都是 吸电子的吸电子的 （二）性质（二）性质 1、水溶性、水溶性 吡啶是极性分子，氮原子上有一对孤对电子能与水形成氢吡啶是极性分子，氮原子上有一对孤对电子能与水形成氢 键，所以吡啶能与水互

10、溶。但吡啶环上引入氨基或羟基后，键，所以吡啶能与水互溶。但吡啶环上引入氨基或羟基后， 水溶性显著降低。水溶性显著降低。 反应性反应性：碱性较强。环不易发生亲电取代反应但易发生亲核取碱性较强。环不易发生亲电取代反应但易发生亲核取 代反应。发生亲电取代反应时，环上代反应。发生亲电取代反应时，环上N起间位定位基的作用。发起间位定位基的作用。发 生亲核取代反应时，环上生亲核取代反应时，环上N起邻对位定位基的作用。起邻对位定位基的作用。 吡啶不仅能与水以任意比例混溶吡啶不仅能与水以任意比例混溶,又能溶解大多数极性或非极性又能溶解大多数极性或非极性 有机化合物有机化合物,甚至许多无机盐类甚至许多无机盐类,

11、是一个良好的溶剂是一个良好的溶剂。 2、碱性及其成盐、碱性及其成盐 吡啶吡啶N是是sp2杂化，孤电子对不参与共轭，可以与质子结合或给出杂化，孤电子对不参与共轭，可以与质子结合或给出 电子，显弱碱性。电子，显弱碱性。 吡啶吡啶 吡咯吡咯 三甲胺三甲胺 吡啶吡啶 苯胺苯胺 PKb 4.2 8.8 9.4 苯胺分子中的氮原子上的未共用的电子对和苯环产生苯胺分子中的氮原子上的未共用的电子对和苯环产生p-，使使N 原子上的电子云密原子上的电子云密度减小，而吡啶分子中度减小，而吡啶分子中N原子上的未共用的电原子上的未共用的电 子对，不参与环上的共轭体系，所以吡啶的碱性比苯胺强。由于子对，不参与环上的共轭体

12、系，所以吡啶的碱性比苯胺强。由于 吡啶分子中氮原子的未共用的电子对处于吡啶分子中氮原子的未共用的电子对处于sp2杂化轨道上，而脂杂化轨道上，而脂 肪胺分子中氮原子的未共用的电子对处于肪胺分子中氮原子的未共用的电子对处于sp3杂化轨道上。杂化轨道上。sp2杂杂 化轨道化轨道s成份大于成份大于sp3杂化轨道杂化轨道s成份，离核近，电子更靠近核，成份，离核近，电子更靠近核， 不容易与质子结合，所以吡啶的碱性比脂肪胺弱。不容易与质子结合，所以吡啶的碱性比脂肪胺弱。 N +HCl N H + Cl 3、亲电取代、亲电取代 比苯难比苯难 进入吡啶环的进入吡啶环的位位 H+介质对亲电取代不利介质对亲电取代不

13、利 N N 1.43 0.84 1.01 0.87 + 1.01 0.84 300 N Br2 N Br N NO2 N SO3H 39% 3-溴吡啶 3-硝基吡啶 3-吡啶磺酸 30 1h 350 HNO3 + H2SO4 浓H2SO4 4、亲核取代、亲核取代 比苯容易比苯容易 进入进入位位 N +NaNH2 C6H5NMe2H2O 回流NNHNa NNH2 5、氧化、氧化 吡啶环对氧化剂稳定吡啶环对氧化剂稳定 N N COOH COOH HNO3 N KMnO4 CH3 N COOH b b-吡啶甲酸吡啶甲酸 (烟酸烟酸) N KMnO4 N CO2H 6、还原、还原 较苯容易较苯容易 N

14、 H2/Pt Na + EtOH 乙酸 或 N （三）来源和制备（三）来源和制备 吡啶又称氮杂苯。最初由干馏动物的骨骼得到，其衍生物吡啶又称氮杂苯。最初由干馏动物的骨骼得到，其衍生物 广泛存于自然界，广泛存于自然界，例维生素例维生素PP、维生素维生素B6。辅酶辅酶及辅酶及辅酶 也含有吡啶环。工业上从煤焦油提取吡啶和甲基吡啶。也含有吡啶环。工业上从煤焦油提取吡啶和甲基吡啶。一些一些 生物碱中常含有吡啶或氢化吡啶环。生物碱中常含有吡啶或氢化吡啶环。 N N CH3N N CH3 NCH3 CO2CH3 OCOC6H5 烟碱烟碱 新烟碱新烟碱 古柯碱古柯碱(可卡因可卡因) 吡啶的重要衍生物有维生素、

15、异烟肼（抗结核药物）等。吡啶的重要衍生物有维生素、异烟肼（抗结核药物）等。 烟酸烟酸 烟酰胺烟酰胺 异烟肼异烟肼(雷米封雷米封) N COOH N CONH2 N CONHNH2 二、二、 嘧啶及其衍生物嘧啶及其衍生物 N N 1 2 3 4 5 6 N N HO N N HO OH NH2 N N HO OH CH3 尿嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶 嘧啶嘧啶 嘧啶性质嘧啶性质 无色结晶，熔点无色结晶，熔点22，易溶于水。，易溶于水。 碱性比吡啶弱得多。碱性比吡啶弱得多。 亲电取代反应比吡啶困难。亲电取代反应比吡啶困难。 亲核取代反应比吡啶容易。亲核取代反应比吡啶容易。 N N OH OH N H NH

16、 O O 尿嘧啶尿嘧啶(U) N N NH2 OH N H N NH2 O 胞嘧啶胞嘧啶(C) N N OH OH N H NH O O H3C H3C 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T) -吡咯、呋喃、噻吩吡咯、呋喃、噻吩 O 呋喃 O O：1S 2 2S2 2P4 第三节第三节 芳香五元杂环化合物芳香五元杂环化合物 一、结构一、结构 1、经典结构、经典结构 O N H S 2 2、分子结构、分子结构 噻吩 s S: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4 S N H 吡咯 N H N: 1S2 2S2 2P3 现代物理方法证明：现代物理方法证明： 呋喃、吡咯、噻吩是一个平面结构。呋喃、吡咯、噻吩是一个

17、平面结构。 环上的环上的C原子和杂原子都是以原子和杂原子都是以SP2杂化轨道成键的。杂化轨道成键的。 五个没有杂化的五个没有杂化的P轨道垂直于环平面，形成闭合共轭体系。轨道垂直于环平面，形成闭合共轭体系。 杂原子上的孤对电子参与共轭形成共轭体系，杂原子上的孤对电子参与共轭形成共轭体系，属于富电子属于富电子 芳环（芳环（5原子原子6电子体系）电子体系） 。 环形环形电子分布于杂环平面的上、下两方。电子分布于杂环平面的上、下两方。 3芳香性芳香性 符合休克尔规则，符合休克尔规则，电子数为电子数为6。 芳香性比较（易取代、难加成、难氧化）：芳香性比较（易取代、难加成、难氧化）： 苯噻吩苯噻吩 吡咯呋

18、喃（吡咯呋喃（ O、S、N原子电负原子电负 性比性比C大，杂环上的大，杂环上的电子云密度不像苯环那样均匀）电子云密度不像苯环那样均匀） 环的稳定性：环的稳定性： 苯苯 噻吩噻吩 吡咯呋喃吡咯呋喃 OS N H 0.1455 nm 0.1352 0.1718 0.144 nm 0.1354 0.1371 0.1429 nm 0.1371 0.1383 饱和化合物饱和化合物 CO: 0.143 nm CN: 0.147 nm CS: 0.182 nm CC: 0.154 nm C=C: 0.134 nm 键长：键长： （一）物理性质（一）物理性质 A. 呋喃：无色液体，存于松木焦油中呋喃：无色液体

19、，存于松木焦油中, b.p. 31.36oC. 遇盐酸浸湿遇盐酸浸湿 的松木片呈绿色。的松木片呈绿色。 B. 噻吩：无色有特殊气味的液体，存于煤焦油中噻吩：无色有特殊气味的液体，存于煤焦油中, b.p. 84.16oC. 与吲哚醌在硫酸作用下显兰色。与吲哚醌在硫酸作用下显兰色。 C. 吡咯：无色液体，存于煤焦油和骨焦油中吡咯：无色液体，存于煤焦油和骨焦油中, b.p. 130 131oC.遇遇 盐酸浸湿的松木片呈红色。盐酸浸湿的松木片呈红色。 （二）（二） 化学性质化学性质 都能溶于有机溶剂都能溶于有机溶剂,水溶解度都小于六元杂环吡啶溶解度顺序水溶解度都小于六元杂环吡啶溶解度顺序 为：吡咯呋喃

20、噻吩为：吡咯呋喃噻吩 五元杂环化合物是五元杂环化合物是5原子原子6电子的体系，环上电子云密度比苯环上电子的体系，环上电子云密度比苯环上 的大的大, 故比苯更容易发生亲电取代反应，且一般发生在故比苯更容易发生亲电取代反应，且一般发生在a a-位上位上 。总的反应活性吡咯。总的反应活性吡咯 呋喃呋喃 噻吩噻吩 苯苯 二、五元杂环化合物的性质二、五元杂环化合物的性质 （1）弱酸性）弱酸性 吡咯吡咯N原子上的原子上的H原子都有微弱的酸性原子都有微弱的酸性 酸性比较：酸性比较： 苯酚吡咯乙醇苯酚吡咯乙醇 Ka 1.3*10-10 10-15 10-18 N H KOH N- K+ RMgX NMgX C

21、6H5COCl CH3I 甲苯110 N-COC6H5 N-CH3 1、吡咯的弱酸、弱碱性、吡咯的弱酸、弱碱性 （2）弱碱性）弱碱性 苯胺苯胺 吡咯吡咯 Kb 3.8*10-10 2.5*10-14 N H 绶慢溶解 吡咯红 （聚合物） 树脂化 稀酸 浓酸 缓缓 A、亲电取代反应的活性亲电取代反应的活性 ：吡咯吡咯 呋喃噻吩苯呋喃噻吩苯 2、 亲电取代反应亲电取代反应 O O OO Cl Br Cl + Br2 Cl2 呋喃与卤素反应激烈， 卤素稍过量，常得到多 卤化物。 Cl 80% 0 -40 N H Br2 N H N H I I I I Br Br Br Br 碘代 从偶极矩来看，N的

22、供 电性强，使吡咯上C原 子电子云密度增加的 多。极易取代 。 N H Cl 氯代 SO2Cl2(1mol) 0 80% 卤代卤代 ： B、亲电基团一般进入杂原子的邻位亲电基团一般进入杂原子的邻位 -位上的电子云密度较其它位大。位上的电子云密度较其它位大。 z 邻位的电子云密度丰富 所以取代发生在 位。 S Cl2 Br2 SS CH3COOH 50 Cl ClCl S Br S Cl Cl Cl Cl + 室温 78% 36% 14%加成产物13% 硝化：硝化： 乙酰硝酸酯是较为温和的试剂，用时临时制备。乙酰硝酸酯是较为温和的试剂，用时临时制备。 O CH3CO2NO2 O O H NO2

23、H CH3COO NO2 吡啶 -5-30 35% 加成物 S + -10 CH3CO2NO2 乙酐 S NO2 S NO2 70% 5% 磺化：磺化： 噻吩在室温下可直接磺化，生成溶于水的噻吩在室温下可直接磺化，生成溶于水的-噻吩噻吩 磺酸。这个反应常用来除去粗苯中的噻吩。吡咯和磺酸。这个反应常用来除去粗苯中的噻吩。吡咯和 呋喃对酸敏感，吡咯在酸性条件下易聚合；呋喃遇呋喃对酸敏感，吡咯在酸性条件下易聚合；呋喃遇 酸要开环，故需与吡啶三氧化硫为磺化剂。酸要开环，故需与吡啶三氧化硫为磺化剂。 S 25 95% H2SO4 S SO3H 噻吩-2-磺酸 N H 83% 11% 5 HONO2 乙酐

24、 + N H NO2 N H NO2 O NSO3- + ClCH2CH2Cl O N + SO3- 呋喃-2-磺酸吡啶盐 HCl O SO3H 41% N H NSO3- + N H N H + SO3- HCl N H SO3H 吡咯-2-磺酸吡啶盐 90% 三、吡咯衍生物三、吡咯衍生物 吡咯的衍生物广泛存在于自然界。例如，血红素、叶绿吡咯的衍生物广泛存在于自然界。例如，血红素、叶绿 素和维生素素和维生素B12等都是具有重要生理作用的物质。等都是具有重要生理作用的物质。 雷族化合物雷族化合物 四个吡咯环和四个次甲基交替相连组成的大环叫卟吩，是卟四个吡咯环和四个次甲基交替相连组成的大环叫卟吩

25、，是卟 啉化合物的母体，是一个大共轭体系。啉化合物的母体，是一个大共轭体系。 叶绿素叶绿素 血红素血红素 四、噻唑与咪唑四、噻唑与咪唑 1、噻唑噻唑: 又称又称1,3-硫氮杂茂硫氮杂茂, 其衍生物广泛存于自然界中其衍生物广泛存于自然界中. 如如VB1 N s 1 2 3 4 5 N N CN s NH3 Cl CH3 C H2 CH3 CH2CH2OH 嘧啶环 噻唑环 维生素B1 +- + Cl- 噻唑是稳定的环，可看做噻唑是稳定的环，可看做 噻吩噻吩3位的位的CH被氮原子取被氮原子取 代而生成的杂环化合物。代而生成的杂环化合物。 5个成环原子均为个成环原子均为SP2杂化杂化 成键，成键，5个

26、成环原子均提个成环原子均提 供一个供一个P电子，形成环状电子，形成环状 闭合大闭合大键，键， 电子数电子数6， 具有芳香性。具有芳香性。 噻唑为无色有吡啶气味的液噻唑为无色有吡啶气味的液 体，体，b.p. 117oC, 与水混溶与水混溶. 环上的环上的 氮原子有碱性氮原子有碱性, 化学性质稳定，不化学性质稳定，不 易发生亲电取代反应。易发生亲电取代反应。 2、 咪唑：咪唑：是吡唑的同分异构体，又称是吡唑的同分异构体，又称1,3-二氮杂茂。许二氮杂茂。许 多重要的天然产物是咪唑的衍生物，如组氨酸：多重要的天然产物是咪唑的衍生物，如组氨酸： N N CH2CHCOOH NH2 H a a-氨基氨基

27、-b b-(4-咪唑基咪唑基)丙酸丙酸 N s HOOCCO CH-NH-CO-CH2C6H5 氢化噻唑环 青霉素G CH3 CH3 青霉素青霉素G中四元环内酰胺很不中四元环内酰胺很不 稳定，对酸、碱都很敏感，特稳定，对酸、碱都很敏感，特 别容易被酸水解。口服后在胃别容易被酸水解。口服后在胃 中水解，中水解，内酰胺的四元环打内酰胺的四元环打 开而失效，现口服青霉素就是开而失效，现口服青霉素就是 将其中将其中-CH2C6H5换为换为 Cl Cl CH- OCH3 N N H 1 2 34 5 HCl N N H NHCl N H + - NH N H Cl- + 咪唑咪唑可看做吡咯可看做吡咯3

28、3位的位的CH CH 被氮原子取代被氮原子取代 而成的杂环化合物。而成的杂环化合物。3 3位氮原子与位氮原子与1 1位氮位氮 原子不同，原子不同，1 1位氮以一对位氮以一对P P电子参与共轭，电子参与共轭， 而而3 3位氮以一个位氮以一个P P电子参与共轭，形成环电子参与共轭，形成环 壮闭合大壮闭合大键，键， 电子数电子数6 6，符合休克，符合休克 尔规则，有芳香性。尔规则，有芳香性。 性质：性质：1 1、碱性比噻唑，吡咯强。、碱性比噻唑，吡咯强。 （3 3位氮原子上孤对电子）位氮原子上孤对电子） 可与强酸生成稳定的盐。可与强酸生成稳定的盐。 咪唑因分子间可形成氢键咪唑因分子间可形成氢键, 故

29、熔点、故熔点、 沸点较高，且与水互溶沸点较高，且与水互溶. 同时分子具有碱同时分子具有碱 性，化学性质稳定，有互变异构现象。性，化学性质稳定，有互变异构现象。 2、有微弱的酸性有微弱的酸性 - N N H NH3 NaNH2 N N - Na+N N Na+- 3、 易发生亲电取代反应易发生亲电取代反应 4 4、互变异构现象、互变异构现象 N N H1 2 34 5 NH N 1 2 3 4 5 N N H1 2 34 5 NH N 1 2 3 4 5 CH3 CH3 4-甲基咪唑5-甲基咪唑 4-甲基咪唑与甲基咪唑与 5-甲基咪唑是甲基咪唑是 同一化合物同一化合物! 自然界中的咪唑环自然界中

30、的咪唑环 N N CH3 C2H5-CH-CH-CH2 O O 毛果芸香碱 N N H 多菌灵 NH-COOCH3 第四节第四节 稠杂环化合物稠杂环化合物 稠杂环又分为芳香稠杂环和稠杂环。常见的稠杂稠杂环又分为芳香稠杂环和稠杂环。常见的稠杂 环环吲哚、喹啉、嘌呤等。吲哚、喹啉、嘌呤等。 1、 吲哚吲哚: 又称氮杂茚或称苯并吡咯。其衍生物在自然界中又称氮杂茚或称苯并吡咯。其衍生物在自然界中 分布很广分布很广. N H N H CH2CHCO2H NH2 N H CH2CO2H 吲哚吲哚 色氨酸色氨酸b b-吲哚乙酸吲哚乙酸 吲哚为结晶固体，能溶于热水吲哚为结晶固体，能溶于热水. 纯吲哚有臭味纯吲

31、哚有臭味, 但稀释但稀释 10000倍后则具有香味倍后则具有香味,可用于香料。可用于香料。 N H CH3 粪臭素粪臭素 重要代表物：重要代表物：b b-羟基吲哚和靛蓝羟基吲哚和靛蓝(即植物染料即植物染料)，靛蓝是我国，靛蓝是我国 古代重要的兰色染料。古代重要的兰色染料。 N H OH N H O N H O 2 + O2 C N H O C N H O 靛蓝靛蓝 b b-羟基吲哚羟基吲哚 N H CH2CH COOH NH2 N H CH3 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 吲哚吲哚 N H CH2CH2NHAc CH3O 脑白金 Melatonine

32、 N H CH2COOH 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。 CH2 2、 喹啉喹啉 N N 喹啉喹啉 异喹啉异喹啉 又名氮杂萘又名氮杂萘, 存于煤焦油中。具有抗癌作用的喜树碱分存于煤焦油中。具有抗癌作用的喜树碱分 子中就含有喹啉环。子中就含有喹啉环。 N N O O C2H5OH O 喜树碱：抗癌、治疗喜树碱：抗癌、治疗 肠癌、胃癌、白血病。肠癌、胃癌、白血病。 喹啉本身具有抗疟疾作用喹啉本身具有抗疟疾作用。 性质性质: 无色油状液体无色油状液体, 有特殊气味，有特殊气味，b.p. 238oC, 不溶于水。不溶于水。 弱减性，亲电取代反

33、应进入苯环，亲核取代反应进入吡弱减性，亲电取代反应进入苯环，亲核取代反应进入吡 啶环。啶环。 N CH3O CHHO N CH CH2 奎宁（金鸡钠碱） 存在于金鸡钠树皮中，有抗疟疾疗效 N N Cl NH CHHO(CH 2)3-N C2H5 C2H5 CH 2 OCH 3 OCH 3 CH 3O CH 3O 氯喹（合成抗疟疾药）罂粟碱 HO O OH N CH3 1 2 3 4 56 7 8 吗啡 含一个被还原了的异喹啉环，是从 鸦片中提取出来的。 吗啡的盐酸盐是很强的镇痛药，能 持续6小时，也能镇咳，但易上瘾。 将羟基上的氢换成乙酰基，即为 海洛因，不存在于自然界。海洛因比吗 啡更易上瘾

34、，可用来解除晚期癌症患者 的痛苦。 N N N N H N N N N H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9H-嘌呤嘌呤 7H-嘌呤嘌呤 3、 嘌呤嘌呤 由嘧啶环和咪唑环稠合而由嘧啶环和咪唑环稠合而 成。成。 N N N H N 1 2 3 4 5 67 8 9 嘌呤为无色晶体，嘌呤为无色晶体，m.p216217，易溶于水，其水溶液呈中易溶于水，其水溶液呈中 性，但能与酸或碱成盐，嘌呤是一对互变异构体的平衡体系。性，但能与酸或碱成盐，嘌呤是一对互变异构体的平衡体系。 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。体内。 N

35、H N H HN N H 尿酸 N N H N N O O O OH HOOH N N H HN N H 黄嘌呤 N N H N N O O OH HO 尿酸：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。量。 尿酸在体内以盐的形式存在，溶解度较大，由尿排出，健康尿酸在体内以盐的形式存在，溶解度较大，由尿排出，健康 人每天排泄量人每天排泄量0.5-1g。嘌呤代谢发生障碍时，血和尿中尿酸量嘌呤代谢发生障碍时，血和尿中尿酸量 增加，严重时形成尿结石。血中尿酸含量过多，可沉积在关增加，严重时形成尿结石。血中尿酸含量过多，可沉积在

36、关 节处，严重者导致痛风病！节处，严重者导致痛风病！ 黄嘌呤：黄嘌呤： 存在于茶叶及动存在于茶叶及动 植物组织和人尿中。植物组织和人尿中。 咖啡碱、茶碱和可可碱：咖啡碱、茶碱和可可碱： 三者都是黄嘌呤的甲基衍生物，存在于茶叶、咖啡和可可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。中，它们有兴奋中枢作用，其中以咖啡碱的作用最强。 N N N N O O CH3 CH3 CH3 咖啡碱 N N H N N O O CH3 CH3 茶碱 N N HN N O O CH3 CH3 可可碱 N N N N H NH2 HN N N N H2N O

37、H 腺嘌呤腺嘌呤 （A） 鸟嘌呤鸟嘌呤 （G） HN N N N H O HN N N N O O HH HN N NH N O O HH O 次黄嘌呤次黄嘌呤 黄嘌呤黄嘌呤尿酸尿酸 腺嘌呤和鸟嘌呤均为核酸的碱基。腺嘌呤和鸟嘌呤均为核酸的碱基。 次黄嘌呤、黄嘌呤和尿酸是腺嘌呤与鸟嘌呤在体内的次黄嘌呤、黄嘌呤和尿酸是腺嘌呤与鸟嘌呤在体内的 代谢产物，存在于动物肝、血和尿中。代谢产物，存在于动物肝、血和尿中。 * * 维生素维生素 一、维生素概述一、维生素概述 1. 定义定义 维持正常生命活动所必需的一类小分子有机化合物维持正常生命活动所必需的一类小分子有机化合物 2. 特点特点 l 既不供给能量

38、，也不构成组织成分既不供给能量，也不构成组织成分 l 体内不能合成或合成甚微，必须由食物供给体内不能合成或合成甚微，必须由食物供给 l 需要量很少需要量很少 (gmg/d ), 但不可缺少但不可缺少 3. 功能功能 l 参与体内物质代谢与调节参与体内物质代谢与调节 l 参与辅酶组成参与辅酶组成 4. 分类分类 l 脂溶性维生素脂溶性维生素：A、D、E、K。此类维生素因排。此类维生素因排 泄效率不高，过多摄入会在体内蓄积而导致中毒泄效率不高，过多摄入会在体内蓄积而导致中毒 l 水溶性维生素水溶性维生素：B族、维生素族、维生素C、维生素、维生素P 等等 5. 命名命名 l 按生理功能和发现先后按生

39、理功能和发现先后：A、B、C、D 等等 l 根据化学结构根据化学结构：初发现时以为是一种，以：初发现时以为是一种，以 后证实是几种维生素的混合物，则根据化学结后证实是几种维生素的混合物，则根据化学结 构的不同在字母右下方注以构的不同在字母右下方注以1、2、3等，如等，如A1 二、脂溶性维生素二、脂溶性维生素 （一）维生素（一）维生素A 1. 结构结构 H3CCH3 CH3 CH3CH3 OH H3CCH3 CH3 CH3CH3 OH 维生素维生素A1 维生素维生素A2 2. 功能功能 l 构成视觉细胞内感光物质构成视觉细胞内感光物质 l 维持上皮组织结构的完整维持上皮组织结构的完整, 促进上皮

40、细胞糖蛋白的合成促进上皮细胞糖蛋白的合成 l 参与皮质激素、性激素合成及骨组织形成，促进生长发育参与皮质激素、性激素合成及骨组织形成，促进生长发育 l 防癌作用：刺激体液及细胞免疫防癌作用：刺激体液及细胞免疫 l VA 缺乏：粘膜干燥，干眼病；缺乏：粘膜干燥，干眼病；VA过量过量: 恶心、头痛、皮疹恶心、头痛、皮疹 3. 来源来源 l 动物性食品：肝、蛋黄、奶油动物性食品：肝、蛋黄、奶油 l 植物性食品：类胡萝卜素植物性食品：类胡萝卜素（维生素（维生素A原原 本身不具本身不具 有有VA活性，但在体内可转变为活性，但在体内可转变为VA的物质）的物质） （二）维生素（二）维生素E（生育酚）（生育酚

41、） 1. 结构结构 CH3 H3C CH3 HO O CH3 CH3 CH3CH3CH3 2. 功能功能 l 参与多种酶活动，维持和促进生殖机能参与多种酶活动，维持和促进生殖机能 l 天然抗氧化剂、抗衰老、天然抗氧化剂、抗衰老、 防癌及增强免疫作用防癌及增强免疫作用 3. 来源来源 植物油植物油. 麦胚麦胚, 硬果硬果, 种子类种子类, 豆类豆类, 谷类谷类 （三）维生素（三）维生素K 1. 结构结构 O O CH3 CH3CH3 H3 维生素维生素K1 O O CH3 CH3 H6 维生素维生素K2 2、功能、功能 促进凝血因子形成，加速血液凝固。促进凝血因子形成，加速血液凝固。 维生素维生

42、素K缺乏会缺乏会 导致凝血功能障碍导致凝血功能障碍, 出现全身多部位出血甚至颅内出血。出现全身多部位出血甚至颅内出血。 3. 来源来源 深绿色蔬菜深绿色蔬菜, 富含乳酸菌的食品及肉、蛋等富含乳酸菌的食品及肉、蛋等 三、水溶性维生素三、水溶性维生素 水溶性维生素包括水溶性维生素包括B族维生素族维生素和和维生素维生素 C、维生素维生素P等。等。B族维生素包括维生素族维生素包括维生素B1、 维生素维生素B2、烟酸和烟酰胺、泛酸、维生素、烟酸和烟酰胺、泛酸、维生素B6、 生物素、叶酸和维生素生物素、叶酸和维生素B12等。等。 水溶性维生素在组织内浓度恒定水溶性维生素在组织内浓度恒定, 构成辅酶成分，参

43、与物质代谢。无中构成辅酶成分，参与物质代谢。无中 毒症毒症, 过多即随尿排出。过多即随尿排出。 （一）维生素（一）维生素B1 （硫胺素硫胺素） 1. 结构结构 含含S、-NH2 N NH3CNH2 N S CH3 OH Cl HCl 盐酸硫胺素盐酸硫胺素 2. 功能功能 参与糖的代谢；促进能量代谢；维持神经与参与糖的代谢；促进能量代谢；维持神经与 消化系统的正常功能。长期摄入不足会出现周围神经炎、消化系统的正常功能。长期摄入不足会出现周围神经炎、 浮肿、心肌变性、情绪急躁、精神惶恐、健忘等浮肿、心肌变性、情绪急躁、精神惶恐、健忘等 3. 来源来源 谷类、豆类、酵母、干果、谷类、豆类、酵母、干果

44、、 动物内脏、蛋类、动物内脏、蛋类、 瘦肉、乳类、蔬菜、水果等瘦肉、乳类、蔬菜、水果等 （二）维生素（二）维生素B2 （称核黄素，称核黄素，riboflavin） N N NH NO O H3C H3C CH2CH OH CH OH CH OH CH2OH 1. 结构结构 2. 功能功能 促进糖、脂肪和蛋白质的代谢；维持皮肤、粘促进糖、脂肪和蛋白质的代谢；维持皮肤、粘 膜、视觉的正常机能。膜、视觉的正常机能。B2 缺乏可引起口角炎、舌炎、口缺乏可引起口角炎、舌炎、口 腔炎、眼结膜炎、脂溢性皮炎和视觉模糊等腔炎、眼结膜炎、脂溢性皮炎和视觉模糊等 3. 来源来源 奶类、动物肝肾、蛋黄、鱼，胡萝卜、

45、香菇、奶类、动物肝肾、蛋黄、鱼，胡萝卜、香菇、 紫菜、芹菜、柑、橘等紫菜、芹菜、柑、橘等 （三）维生素（三）维生素PP（预防癞皮病因子）（预防癞皮病因子） 1. 结构结构 N COOH 烟酸烟酸 N CONH2 烟酰胺烟酰胺 2. 功能功能 脱氢酶的辅酶脱氢酶的辅酶;参与糖、脂类、丙酮酸代谢、参与糖、脂类、丙酮酸代谢、 及高能磷酸键的形成等。维及高能磷酸键的形成等。维pp缺乏可致癞皮病。缺乏可致癞皮病。 3. 来源来源 动物肝肾、瘦肉、鱼、卵、麦制品、花生、动物肝肾、瘦肉、鱼、卵、麦制品、花生、 梨、枣、无花果等梨、枣、无花果等 （四）泛酸（四）泛酸 (pantothenic acid) 1.

46、 结构结构 HO H N COOH H3C H3C OH O 2. 功能功能 参与辅酶参与辅酶A的形成，是酶的转酰基辅因子。的形成，是酶的转酰基辅因子。 轻度缺乏可致疲乏、食欲差、消化不良等。重度缺轻度缺乏可致疲乏、食欲差、消化不良等。重度缺 乏可致肌肉协调性差乏可致肌肉协调性差; 肌肉及胃肠痉挛等肌肉及胃肠痉挛等 3. 来源来源 肉类、动物肾脏与心脏、谷类、麦芽、肉类、动物肾脏与心脏、谷类、麦芽、 绿叶蔬菜、啤酒酵母、坚果、糖蜜等绿叶蔬菜、啤酒酵母、坚果、糖蜜等 （五）维生素（五）维生素B6 1. 结构结构 N CH2OH CH2OH HO H3C N CH2OH CHO HO H3C N

47、CH2OH CH2NH2 HO H3C 吡哆醇吡哆醇 吡哆醛吡哆醛 吡哆胺吡哆胺 2. 功能功能 转氨酶及脱羧酶的辅酶转氨酶及脱羧酶的辅酶, 镇吐。镇吐。 缺乏时可致呕吐、中枢神经兴奋等缺乏时可致呕吐、中枢神经兴奋等 3. 来源来源 牛乳、肉、肝、蛋黄、谷物和蔬菜等牛乳、肉、肝、蛋黄、谷物和蔬菜等 （六）生物素（六）生物素 1. 结构结构 S H N N H O COOH H H 2. 功能功能 羧化酶的辅酶，脂肪和蛋白质正常代谢羧化酶的辅酶，脂肪和蛋白质正常代谢 不可缺少的物质。不可缺少的物质。 缺乏时可致发育缓慢、皮肤损缺乏时可致发育缓慢、皮肤损 伤、体内蛋白质和脂肪代谢紊乱伤、体内蛋白质和脂肪代谢紊乱 3. 来源来源 分布广泛，如牛奶、水果、啤酒酵母、分布广泛，如牛