《有机化学第二版》第12章：杂环化合物与生物碱课件

第十二章生物碱与杂环化合物

第一节杂环化合物

●

概念：把分子中含有由碳原子和其它原子共同组成的环的化合物称为杂环化合物。

(heterocycliccompound)。杂环中的其它原子（非碳原子）称为杂原子

(heteroatom)。

●意义：生物体内存在的物质主要是杂环化合物；合成的药物也多数是杂环化合物。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一、杂环化合物的分类二、杂环化合物的命名——译音法（一）杂环采用译音法高职药学教程●举例5.标氢三、五元杂环化合物（一）结构与芳香性

●芳香性：苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃1、含一个杂原子的五元环状化合物2、含两个杂原子的五元环状化合物

吡唑咪唑噻唑噁唑异噁唑

碱性都很弱,吡咯具有弱酸性（1）酸碱性2、化学性质

pKb

13.6

3.7

（2）亲电取代反应

容易发生亲电取代反应

活性顺序为：吡咯>呋喃>噻吩>苯

①卤代反应②硝化反应硝酸乙酰酯α－硝基吡咯α－硝基呋喃α－硝基噻吩③磺化反应吡啶三氧化硫α－吡咯磺酸α－呋喃磺酸α－噻吩磺酸④弗-克反应α－乙酰基吡咯α－乙酰基呋喃α－乙酰基噻吩4、吡咯及其重要衍生物

5、呋喃及其重要衍生物

1－[[5－硝基－2－呋喃基]氨基]－2,4－咪唑酰二酮N－异丙基－β－(5－硝基－2－呋喃)丙烯酰胺2－氯－4－(2－呋喃甲氨基)－5－羧基苯磺酰胺（速尿）（三）含两个杂原子五元环状化合物的性质1、物理性质名称分子量沸点（℃）水溶性PKa（碱性）吡唑681881：12.5咪唑68263易溶7.0噻唑85117微溶2.44－硝基吡唑5－硝基咪唑

③互变异构现象

3－甲基吡唑5－甲基吡唑4－甲基咪唑5－甲基咪唑4、咪唑及其重要衍生物

嘧啶唑（消炎药）4－甲基－2－（3－甲基－5－甲氧基吡唑）－6－甲氧基嘧啶克霉唑（抗真菌药）1－[(2－氯苯基)二苯甲基]－1H－咪唑5、噻唑及其重要衍生物

维生素B1青霉素G（四）五元稠杂环化合物

吲哚咔唑2－甲基－1－（4－氯苯甲酰基）-甲氧基－5－1H－吲哚－3－乙酸吲哚美辛（消炎药）2－氨基－3－（3－吲哚基）丙酸色氨酸（重要的α－氨基酸）（一）吡啶★芳香性不及苯强四、六元杂环化合物7.33×10－30C*m7.33×10－30C*m7.33×10－30C*m1、结构与芳香性2、物理性质

吡啶存在于煤焦油和骨焦油中，是具有特臭的无色液体，沸点115.5℃，密度0.982。由于吡啶环上的氮原子能与水分子之间形成氢键，所以能以任何比例与水互溶。同时又能溶解大多数极性和非极性有机化合物，甚至可溶解某些无机盐类，是有广泛应用价值的溶剂。

3、化学性质①碱性

碱性大小：脂肪族胺＞氨＞吡啶＞苯胺②亲电取代反应

发生在β位

若吡啶环上有第一类定位基时，能使吡啶环活化，能使亲电取代反应较容易进行，并且取代位置由第一类定位基决定。

③亲核取代反应

发生在α位④氧化与还原反应氧化难、还原易（哌啶）①维生素pp

维生素pp促进组织新陈代谢，降低血中胆固醇。体内缺乏维生素pp时，可引起糙皮病

4、重要的衍生物

②异烟肼（雷米封）

治疗结核病的良好药物

③维生素B6

维生素B6是蛋白质代谢过程中的必需物质1、结构与性质（二）嘧啶

嘧啶的碱性（pKb=12.7）比吡啶弱得多，亲电取代反应比吡啶困难，而亲核取代反应则比吡啶容易，主要发生在2，4，6位。

2、重要的嘧啶衍生物

（三）稠杂环化合物1、吲哚及衍生物①吲哚的结构②吲哚的亲电取代反应③吲哚衍生物★β位取代★蛋白质中的色氨酸，哺乳动物和人脑中思维活动的重要物质5—羟基色氨酸

2、喹啉和异喹啉及衍生物①喹啉和异喹啉的结构②化学性质③重要的衍生物

4－(4－二乙氨基－1－甲基丁胺基)－7－氯喹啉1－[(3,4－二甲氧基)甲基]－6,7－二甲氧基异喹啉罂粟碱2、嘌呤及衍生物①嘌呤的结构

嘌呤为白色晶体，熔点216—217℃，易溶于水，其水溶液显中性，但却能与强酸或强碱作用生成盐。药物分子中多为7H—嘌呤，而在生物体内则以9H—嘌呤较为常见。②物性与存在③嘌呤衍生物*杂环药物举例第二节生物碱一、生物碱的概念

生物碱(alkaloid)是一类存在于生物体内，具有碱性和明显生理活性的含氮有机化合物。

二、生物碱的性质

大多数生物碱具有结晶性，但也有少数如烟碱常温下还是液体并有挥发性。生物碱多数是味苦、无色，但也有例外，如麻黄素，小蘖碱等呈黄色。多数生物碱有旋光性。

1、物理性质2、碱性3、沉淀反应和显色反应

苦味酸或鞣酸等与生物碱作用可生成难溶水的盐，故可作为生物碱的沉淀剂，其他如碘化汞钾、碘化铋钾等也都是生物碱的沉淀剂。

生物碱可与一些试剂发生颜色反应，常用的试剂有Mandelin试剂(1％钒酸铵的浓硫酸溶液)、Frohde试剂(1％钼酸钠的浓硫酸溶液)、Macquis试剂(少量甲醛的浓硫酸溶液)、浓碘酸及浓硝酸。其颜色变化与生物碱的结构有关，利用它可鉴别生物碱，这些能使生物碱显色试剂称为生物碱显色剂。三、生物碱的提取

由于植物中的化合物种类比较多，生物碱也可能存在多种，甚至有的相互之间性质极为相似，因此生物碱的提取不是一件容易的事。一般来说，生物碱的提取应先根据其性质和在植物中的存在形式，用稀酸、有机溶剂等抽提出粗品。然后根据不同的生物碱，采用合适的方法对其进行精制。例如，生物碱的沉淀、重结晶、水蒸气蒸馏、升华、柱层析和HPLC等方法。

四、生物碱举例1．麻黄碱

（－）-赤型-1－苯基－2－甲氨基－1－丙醇

麻黄碱（－）-赤型-1－苯基－2－甲氨基－1－丙醇

伪麻黄碱实际上麻黄中较多的是（—）—麻黄碱和（+）—伪麻黄碱两种。

2、莨菪碱和阿托品3、小檗碱盐酸小檗