有机课件有机课件chyx-14

1、HHCNNCH2NNCH2NNCH2N2第十四章杂环化合物Heterocyclic CompoundsOOO饱和杂环化合物NHOOOONHHeterocycle芳香杂环化合物Aromatic Heterocycles杂原子(Hetero-atom) ：O,S,N.一、 分类五元杂环(Five-membered ring)六元杂环(Six-membered ring)一个杂原子杂环按环的大小两个杂原子杂环多个杂原子杂环按杂原子的数目单杂环(homo-heterocycle)稠杂环(fused-heterocycle)按环的数目第一节分类和命名(Classification & Nomenclat

2、ure)二 、命名音译法杂环作母体bbbb4 b3b4 34 3aaaa2aa52255S1N H吡咯1O 1thiophene 噻吩4furan 呋喃pyrrole4 N3534 N3256225Opyrane吡喃ON 1Himidazole 咪唑11oxazole 噁唑44N 3355pyridine吡啶pyrimidine嘧啶2662N1N14546537N635N12672N 1H8N17indole吲哚2N H8N349quinoline喹啉purine 嘌呤*& 取代杂环的命名编号原则：最小编号和优先顺序法则; OS-NH-N=H3CbbaCH34 3 N342a525O1N 1H

3、4-甲基咪唑2-甲基呋喃g34 N43 b CH2CH3552a3-乙基吡啶H3C62SN115-甲基噻唑CH3NH2N4N35N4-氨基嘧啶62N14-甲基嘧啶 、 吡啶(Pyridine) (一)、结构第二节六元杂环化合物-I-Cg0.87亲电取代变难亲核取代变易氧化难还原易碱性苯胺b1.01a 0.841.01b0.84 aN 1.43“缺p”电子体系 (二)、性质. 物理性质(Physical properties)水溶性(Solubility):吡啶可以与水以任意比例互溶(形成氢键) 环上有-OH或-NH2时水溶性降低，-OH或-NH2越多水溶性越差. 化学性质(Chemical r

4、eactions) A. 碱性pKb8.89.4orHCl+HClCl-NHN.N. B. 亲电取代(Electrophilic Substitution) g0.87NO2300 o CFeKNO3+H2SO4+NNb1.01a 0.841.01b0.84 a(15%)N 1.43HgSO4SO3HSO3H2SO4+350 o CNN(71%)b-吡啶磺酸o300CBrBr+2NN(33%) C. 亲核取代(Nucleophilic Substitution)NH2ClNH3/ZnCl2NH3180 200OC220 oCN 90%NNH2ClNNNaOH水溶液NBrNOH回流NaOMeMe

5、OH/ N95%NOMeCl D.氧化和还原 (Oxidations & Reductions)CH3KMnO4COOHNNb-吡啶甲酸(烟酸) nicotinic acidH2/Pt25 oC, 0.3MPaNHN二 、吡啶衍生物促进组织新陈代谢COOHb-吡啶甲酸(烟酸)(尼可酸)CONH2b-吡啶甲酰胺(烟酰胺) (尼可酰胺)N维生素PPNCONHNH2结核病良药，但对维生素PP有拮抗作用N异酰肼CH2OHHOCH2OH吡哆醇蛋白代谢必须物质NCHOH3CHOCH2OH维生素B6吡哆醛NH3CCH2NH2HOCH2OH吡哆胺NH3C三、嘧啶及衍生物Pyrimidine (嘧啶)4N 35

6、26N1碱基：-NH2, -OH取代的嘧啶OOHNNHNONOHH(Uracil, U)尿嘧啶2，4-二羟基嘧啶ketoenolNH2NNH2N NHNOOH胞嘧啶 (Cytosine, C)OOHNH3CH3CNHNHONOH胸腺嘧啶(Thymine. T)CH3OH2NNCH3OCH2NH2NCH3O甲氧苄胺嘧啶TMP(磺胺增效剂)OFHN5-氟尿嘧啶 Fluorouracil5-FU(抗癌药物)ONHNH2NON OHOHOOHCytarabine阿糖胞苷Antiviral AgentsNH2N司他夫定 StavudineONOHONH2OH3CNNHOOO NO NHOHOSN3Zid

7、ovudine 齐多夫定OH OH OH拉米夫定 LamivudineCH2 NCHCH CH2OH OCH NH3CVitamin B2NHH3CNOO NNH SNH2NOSulfadiazine SD 磺胺嘧啶Cl N NH N.CH3HClH2OMoxonidine 莫索尼定N HNOCH3 、吡咯、呋喃和噻吩 1. 结构(Structure) bb4 3bb4 b3 b43aa25aa25aa2N51O 1furan呋喃S1Hpyrrole吡咯thiophene噻吩第三节五元杂环化合物 平面型分子 sp2杂化 六p电子五元芳杂环 N杂原子 +C -I2. 性质Y 吡咯的酸碱性表面上是

8、2胺但碱性很弱，且具有酸性？b43ba52aN1HpKb13.69.48.8NH3RCH2NH2NH2 NNH13.6258.84.8pKb9.4碱性脂肪胺NH2 NH3NNHK_NK+H+2NHKOH(S)_NK+Y 亲电取代反应(Electrophilic Substitutions)bb4 3 aa25N H1 卤代反应 (Halogenating Reactions)BrBr Br2EtOH0oCBrBrN HNHII I/KI2Ior HgOIN HNH 硝化 (Nitration)O - 5oCOCH3CCH3CHCHNO3O +CH3COOHONO2 +CO3硝酸乙酰基酯/硝乙酐

9、NO2O CAc2O/NaOHNO2+CH3ONO2+N H83%5 oCN H 17%N H吡咯、呋喃对酸及氧化剂敏感遇酸、氧化剂开环/聚合吡咯衍生物NO Et2NCNHNN CH3OO士的宁LSD(麦角酸二乙酰胺)NNHCH O3OOCOCH3 OCH3CH3O2COCH3OCH3利血平CH2COOHCH2CHCOOH NH2NHN Hb-吲哚乙酸色氨酸CH2CH2NH2HON H5-羟色胺(5-HT)ONHC CH3H3COCH2CH2NH褪黑激素醋二、含两个杂原子的五元杂环4 N3N 342525O1oxazole噁唑N1 Himidazole 咪唑4 N325S1thiazole 噻

10、唑4 N3N25N 1HNH+NH3组氨酸(His)给出质子-CHCHCO22 B-HNNHA接受质子 互变异构 TautomerismHNNNHNH3C NN HH3C NNH4(5)-甲基咪唑第四节 稠杂环化合物两个或两个以67N51 N8 purine嘌呤2N9HN3稠杂环4上杂环稠合苯与杂环稠合苯稠杂环5463quinoline喹啉NH272N167N851N8O2OHNHN3469N 765H 1 NN751 NAdenine (腺嘌呤，A)8 82H2NNH2N34NH9N34H N92Guannine (鸟嘌呤，G)6517()9H -嘌呤NN9H-purine生物体中常见28NN349H67NH51N()7H -嘌呤7H-purin