有机化学第11单元 杂环化合物和生物碱

Chapter11HeterocyclicCompounds

andAlkaloidsSection1HeterocyclicCompoundsSection2Alkaloids1Section1HeterocyclicCompounds一、杂环化合物的分类和命名二、杂环化合物的结构三、吡咯和吡啶的性质四、重要的含氮杂环化合物及衍生物2一、杂环化合物的分类和命名分类：五元杂环六元杂环稠杂环命名：根据外文名称译音，选用同音汉字，加上“口”旁命名。3FuranPyridineQuinoline呋喃吡啶喹啉4杂环编号一般是从杂原子开始；2.有相同杂原子时，从连有氢或取代基的杂原子开始编号；3.有不同杂原子时，则按O、S、N的顺序编号。54-甲基吡啶4-methylpyridine5-甲基-2-呋喃甲醛5-methylfuran-2-carbaldehyde3-吲哚乙酸2-(1H-indol-3-yl)aceticacid编号一般是从杂原子开始6有多个杂原子时,按O、S、N(N-R、N-H、N)

顺序编号4-甲基咪唑5-甲基噻唑4-甲基嘧啶1-甲基吡唑含有两个杂原子的五元杂环，若至少有一个杂原子是氮，则该杂环化合物称为

唑（azole)。7异噻唑(isothiazole)吡唑(pyrazole)异噁唑(isoxazole)1,2-唑噁唑(oxazole)噻唑(thiazole)咪唑(imidazole)1,3-唑8稠杂环的编号一般和稠环芳烃相同,但少数有例外喹啉吖啶 嘌呤9

FuranThiophenePyrrole呋喃、噻吩、吡咯的结构二、杂环化合物的结构106电子环状共轭大π键。与苯环比较,呋喃、噻吩、吡咯为

5原子共用6个π电子,环上π电子云密度比苯环大。11上述杂环中的π电子云不象苯环那样分布均匀，因而环的稳定性不如苯。O的电负性(3.5)较大,故呋喃环π电子共轭程度较弱,芳香性最小。S的电负性(2.5)在三者中为最小,且S原子半径较大，原子核对共轭π电子的吸引力较小，故噻吩环π电子共轭程度较大，芳香性在三者中最大。N的电负性(3.0)在O、S之间，故吡咯的芳香性介于呋喃与噻吩之间。芳香性(环的稳定性):苯>噻吩>吡咯>呋喃

呋喃 噻吩 吡咯12吡啶的结构13N的p

轨道含1个电子,组成闭环共轭体系孤电子对占据sp2

杂化轨道，不参与共轭。14反应活性顺序:

吡咯>呋喃>噻吩>苯>吡啶

三、吡咯和吡啶的性质1、酸碱性碱性大小顺序：氨>吡啶>苯胺>吡咯pKa9.42pKb13.60154.758.816六氢吡啶(pKb=2.8),碱性较吡啶(pKb=8.8)强106倍。为什么？17182.亲电取代反应由于环上的电子云密度比苯大，因此吡咯、呋喃和噻吩亲电取代反应比苯容易发生。吡咯的活泼度与苯胺或苯酚相当。亲电取代反应主要发生在

位。19吡啶的亲电取代反应要比苯难得多，与硝基苯相似，亲电取代反应主要进入

位。

-硝基吡啶

-溴吡啶

-吡啶磺酸21四、重要的含氮杂环化合物及衍生物吡咯及其衍生物2223吡啶衍生物烟酸异烟肼24嘧啶及其衍生物嘧啶25嘧啶的衍生物分布范围广，如维生素、生物碱、核酸、蛋白质及许多药物都含有嘧啶结构。胞嘧啶(cytosine)胸腺嘧啶(thymine)

尿嘧啶(uracil)

这些嘧啶衍生物存在酮式和烯醇式互变异构:5-氟尿嘧啶(抗肿瘤药)

26嘌呤及其衍生物嘌呤27鸟嘌呤腺嘌呤28Section2Alkaloids一、生物碱的概念二、生物碱的分类和命名(略）三、生物碱的一般性质（了解）四、重要的生物碱29一、生物碱的概念

生物碱(alkaloid)是一类存在于生物体内含氮的碱性有机化合物。由于它们主要存在于植物中，所以也常叫做植物碱。30一般性状大多数生物碱具有旋光性，有强生理活性的多为左旋体。碱性季铵碱>仲胺碱>叔胺碱沉淀反应显色反应三、生物碱的一般性质