有机化学——12杂环和生物碱PPT课件

二 氧 六 环 0 ℃
C H 3 C O O H 室 温
N +B r2 H
乙 醚 B r 0℃ B r
+ H B r O B r
+ H B r S B r
B r +H B r
N B r H
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（2）硝化反应
N
+ CH3COONO2
（CH3CO）2O -10℃
H
+ CH3COONO2 O
-5~-30℃
N H
NO2 + CH3COOH
+ CH3COOH O NO2
S
+
CH3COONO2
（CH3CO）2O -10℃
+ CH3COOH S NO2
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
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制作：尹宏月14
（3）磺化反应
N+ H
NSO3 100℃
N SO3H H
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（四）吗啡碱和可可碱
（五）小檗碱
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学习小结
杂 分类：单杂环、稠杂环 环 化 命名：音译法 合 物 性质：碱性、亲电取代反应、氢化反应、氧化反应
定义：存在与生物体内的一类具有生理活性的含氮碱
性有机化合物 生
物 碱
命名：多根据其来源命名
性质：酸碱性、溶解性、沉淀反应、显色反应
二、生物碱的一般性质
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（一）一般性状
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
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，碱性强弱也不一样
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（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
HO
O
NO
CH3
H OCH3
美登素
OHCH3 C C NHCH3 HH
麻黄素
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
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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
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课堂互动
★ 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
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举例
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三、杂环化合物的性质
（一）碱性
碱性都很弱,吡咯具有弱酸性
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（二）亲电取代反应
１.五元杂环的亲电取代反应 （1）卤代反应
亲电取代反应 发生在α-位
+ B r2 O
+ B r2 S
+ O
NSO3 100℃
O SO3H
浓 H2SO4
S
室 温
S SO3H
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
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2.吡啶的亲电取代反应
发生在β-位
N
浓 H 2SO 4， 浓 H N O 3 300℃24h
N O 2
N
+ H 2O
N
浓 H 2SO 4， H gSO 4 220℃
SO 3H + H 2O
应用
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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 第二节 生物碱
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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
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5
O
S
NH
O 呋喃
S 噻吩
NH 吡咯
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
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6
2.六元杂环的结构与芳香性
N
N 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
N
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（三）氢化反应
反应较苯容易
Ni , H2
N
200℃
N
H
H
四氢吡咯
Pt , H2 , CH3COOH
N
75℃
N
六 氢 吡 啶 （ 哌 啶 ）
O
+2H2
兰 尼Ni 80~140℃ ， 5M Pa
O 四 氢 呋 喃
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（四）氧化反应
五元杂环易被氧化，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
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
供中药等专业用
有机化学
全国中医药高职高专院校教材
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第十二章 杂环化合物和生物碱
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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
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二、杂环化合物的分类和命名
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
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2.杂环化合物的命名——译音法
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●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 先后顺序编号
噻唑是无色的液体， Cl-HCl 有弱碱性，它的衍生
物在医药上有很重要 的作用
（四）吡啶及其衍生物
吡啶的重要衍生物有烟酸、烟酰胺、异烟肼等 异烟肼（雷米封）
治疗结核病 的良好药物
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（五）嘧啶及其衍生物
无色固体 易溶于水 有弱碱性
（六）嘌呤及其衍生物
NH2
N
N
NN H
腺嘌呤（6-氨基嘌呤）
OH
嘌呤是白色固
N
N
体，溶于水及
H2N
NN H
乙醇
鸟嘌呤（2-氨基-6-羟基嘌呤）
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第二节 生物碱
一、生物碱概述
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
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
（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
（五）显色反应
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
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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
CH3O
2.麻黄素
CH3
O
OCOCH2NCOCH3 O
Cl
N CH3
CH3
CH3
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四、重要的杂环化合物及其衍生物 （一）吡咯、咪唑及其衍生物
பைடு நூலகம்
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
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（三）噻唑及其衍生物
N CH3 N
CH2 NH2
N+ S
CH3 CH2CHOH
维生素B1（盐酸硫胺素）