有机化学——12杂环和生物碱

1、国家卫生和计划生育委员会“十二五”规划教材全 国 高 等 医 药 教 材 建 设 研 究 会 规 划 教 材全国中医药高职高专院校教材有机化学有机化学供中药等专业用第十二章 杂环化合物和生物碱学习要点1.杂环化合物的定义、结构、分类、命名和理化性质 2.重要的杂环化合物及其衍生物在医药学上的应用3.生物碱的定义、性质及重要的生物碱在医药学上的应用 第十二章 杂环化合物和生物碱 第一节 杂环化合物 第二节 生物碱杂环化合物及其衍生物在自然界分布极广，种类繁多，大都具有生理活性。生物碱是存在于生物体内具有生理活性的含氮的杂环衍生物 第一节 杂环化合物构成环系的原子除碳原子外，还含有其他原子，这类化

2、合物称杂环化合物一、杂环化合物的结构1.五元杂环的结构与芳香性 具有一定的芳香性，不易氧化，不易进行加成反应，易发生亲电取代反应。比苯更容易发生亲电取代反应 NOSHONSH呋喃噻吩吡咯 2.六元杂环的结构与芳香性 NN吡啶吡啶也具有芳香性。然而又由于吡啶环中氮原子的电负性大于碳原子，所以环上的电子云密度因向氮原子转移而降低，亲电取代比苯困难 1.杂环化合物的分类杂环化合物单杂环稠杂环五元杂环六元杂环苯稠杂环杂稠杂环二、杂环化合物的分类和命名 2.杂环化合物的命名译音法编号 以环中杂原子位次为1，开始顺序编号，既可以用阿拉伯数字，也可以用希腊字母 若有多个不同杂原子时，则按O、S、NH、N的先

3、后顺序编号 若有多个相同杂原子时，应使它们的位次编号之和最小 有些有特定名称的稠杂环母体的编号是固定的举例三、杂环化合物的性质（一）碱性 碱性都很弱,吡咯具有弱酸性（二）亲电取代反应 .五元杂环的亲电取代反应亲电取代反应发生在-位NH+Br2乙醚0+HBrNHBrBrBrBrO+Br20二氧六环+HBrOBrS+Br2室温CH3COOHSBr+HBr（1）卤代反应 制作：尹宏月制作：尹宏月（2）硝化反应 S+CH3COONO2CH3COONO2CH3COONO2（CH3CO）2O-10 -5-302O（CH3CO）2O2ONNO2H+ONO2SNO2+CH3COOHCH3COOHCH3COOH

4、NH+O+-10吡咯和呋喃遇酸易分解、聚合和树脂化，因此硝化试剂不用混酸，用较缓和的硝酸乙酰酯并在低温下进行（3）磺化反应 NH+O+NSO3100NSO3100NSO3HOSO3HHS浓H2SO4室温SSO3H吡咯与呋喃的磺化试剂也不能用浓硫酸，常用吡啶三氧化硫 2.吡啶的亲电取代反应 发生在-位N浓H2SO4，浓HNO330024hNNO2+H2ON浓H2SO4，HgSO4220NSO3H+H2O（三）氢化反应反应较苯容易 NHNi , H2200NH四氢吡咯NPt , H2 , CH3COOH75N六氢吡啶（哌啶）O+ 2H2 80140，5MPa兰尼NiO四氢呋喃（四）氧化反应五元杂环

5、易被氧化，在酸性条件下，更易反应。吡啶环很稳定，比苯环更难被氧化，只有侧链才会被氧化 四、重要的杂环化合物及其衍生物（一）吡咯、咪唑及其衍生物 吡咯存在于煤焦油和骨焦油中，为无色液体 （二）呋喃及其衍生物 呋喃存在于松木焦油中，是无色易挥发的液体，难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 （四）吡啶及其衍生物（三）噻唑及其衍生物 噻唑是无色的液体，有弱碱性，它的衍生物在医药上有很重要的作用 异烟肼（雷米封） 治疗结核病的良好药物吡啶的重要衍生物有烟酸、烟酰胺、异烟肼等 NNCH2NH2CH3N+SCH3CH2CHOHHCl维生素 B1（盐酸硫胺素）Cl- （五）嘧啶及其衍生物（六）嘌呤及其衍生物

6、NNNNNH2HNNNNOHHH2N腺嘌呤（6-氨基嘌呤）鸟嘌呤（2-氨基-6-羟基嘌呤）无色固体易溶于水有弱碱性 嘌呤是白色固体，溶于水及乙醇 第二节 生物碱一、生物碱概述 麻黄中的平喘成分麻黄碱、黄连中的抗菌消炎成分小檗碱（黄连素）和长春花中的抗癌成分长春新碱及常山、当归、贝母、曼陀罗等的有效成分都是生物碱 生物碱是指存在于生物体内的一类具有生理活性的含氮碱性有机化合物二、生物碱的一般性质游离的生物碱多为无色结晶形或非结晶形的固体，也有液体，有明显的熔点和旋光度，味苦（二）酸碱性（一）一般性状 大多数生物碱具有碱性，各种生物碱的分子结构不同，特别是氮原子在分子中存在的状态不同，碱性强弱也不

7、一样 （三）溶解性生物碱一般不溶或难溶于水，生物碱的盐类大多易溶于水，生物碱的溶解性对提取、分离和精制生物碱十分重要（四）沉淀反应 生物碱能与一些试剂生成不溶性沉淀，此种沉淀反应可用以鉴定或分离生物碱生物碱与一些试剂反应，呈现各种颜色，也可用于鉴别生物碱（五）显色反应 三、重要的生物碱生物碱的分类方法有多种 （一）有机胺类1.美登素 2.麻黄素 C C NHCH3OHCH3H H麻黄素NONClCH3OOCH3OCH3HOCOCH2NCOCH3CH3CH3OCH3HCH3OO美登素 麻黄素是存在于中药麻黄中的一种主要生物碱，又叫麻黄碱 量少具兴奋中枢神经、增高血压作用；量大则抑制中枢神经系统，使心脏麻痹致死，一般不作药用（三）莨菪烷衍生物 莨菪碱、阿托品莨菪碱和阿托品属莨菪烷衍生物类生物碱 卷烟烟雾中的主要有害成分是什么？吸烟对健康有哪些危害？课堂互动 （四）吗啡碱和可可碱（五