杂环化合物 (3)精选课件.ppt

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1、关于杂环化合物(3)第一页，本课件共有26页第一节第一节 杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名 一一.分类分类:二二.命名：命名：两种方法：1.音译法：音译法：根据国际通用英文名译音为同音汉字加根据国际通用英文名译音为同音汉字加“口口”字旁字旁.如：如：pyrrole pyrrole 吡咯吡咯单环杂环单环杂环稠杂环稠杂环五元杂化五元杂化六元杂化六元杂化第二页，本课件共有26页2.系统命名法：系统命名法：五元杂化为：五元杂化为：戊戊 +“草字头草字头”=茂茂氧杂茂氧杂茂 氮杂茂氮杂茂 硫杂茂硫杂茂第三页，本课件共有26页 3.杂化化合物的编号规则：杂化化合物的编号规则：环中杂原子为环中杂

2、原子为“1”1”号。杂原子邻位为号。杂原子邻位为“”位。位。两个以上相同的杂原子，编号尽可能小。两个以上相同的杂原子，编号尽可能小。不同杂原子优先顺序按不同杂原子优先顺序按：O O、S S、NHNH、N N 编号编号。稠杂环编号：按稠杂环规则或有特殊编号。稠杂环编号：按稠杂环规则或有特殊编号。第四页，本课件共有26页例例:环上只有一个杂原子时，杂原子为环上只有一个杂原子时，杂原子为“1 1”号号 (常以希腊字母常以希腊字母编号编号,相邻碳相邻碳为为“”)”)()()()()()()第五页，本课件共有26页-氯呋喃 -乙基吡啶 -吲哚乙酸 嘌呤嘌呤的特殊编号的特殊编号:第六页，本课件共有26页常

3、见的杂环化合物的结构和名称常见的杂环化合物的结构和名称（表表 12-1）呋喃呋喃 吡咯吡咯 咪唑咪唑 吡啶吡啶 嘧啶嘧啶 吡喃吡喃 喹啉喹啉 吲哚吲哚 嘌呤嘌呤第七页，本课件共有26页 环上环上有两个以上杂原子的化合物有两个以上杂原子的化合物：O、S、NH、N 顺序编号顺序编号 (杂原子优先编号杂原子优先编号)4-4-甲基咪唑甲基咪唑 4-4-甲基嘧啶甲基嘧啶 5-5-甲基噻唑甲基噻唑 第八页，本课件共有26页醛醛.酸酸命名时，可将杂环作为取代基：命名时，可将杂环作为取代基：2 2-呋喃甲醛呋喃甲醛 3 3-吡啶甲酸吡啶甲酸 -呋喃甲醛呋喃甲醛 -吡啶甲酸吡啶甲酸第九页，本课件共有26页第二节

4、第二节 五元杂环化合物五元杂环化合物一、一、五元杂环化合物五元杂环化合物结构结构 1.1.环内，环内，C C、N N原子均为原子均为SpSp2 2 杂化杂化 2.2.p p轨道垂直于环面并平行重叠，形成环状离域大轨道垂直于环面并平行重叠，形成环状离域大键。键。3.3.符合符合 HckelHckel 4n+24n+2 规则规则第十页，本课件共有26页电子结构分析：电子结构分析：大大键键 杂原供电子数杂原供电子数 环上电子云密度环上电子云密度 吡咯吡咯 2 2 升高升高 呋喃呋喃 2 2 升高升高 噻吩噻吩 2 2 升高升高 形成环状离域大形成环状离域大键键:键长平均化，电子云密度平均化键长平均化

5、，电子云密度平均化，电子云密度电子云密度:1.1.稳定性及芳性：稳定性及芳性：苯苯 噻吩噻吩 吡咯吡咯 呋喃呋喃 2.2.亲电取代活性：亲电取代活性：五元杂化五元杂化 苯苯第十一页，本课件共有26页二、二、五元杂环化合物五元杂环化合物的性质的性质（一）吡咯的酸碱性：（一）吡咯的酸碱性：碱性碱性：胺胺 吡咯吡咯 电子结构：电子结构：N N原子上未共电子对参与环的共轭。原子上未共电子对参与环的共轭。导致结果导致结果:1.1.比咯氮不与比咯氮不与H H+结合（不水合，无碱性反应）结合（不水合，无碱性反应）2.N 原子上未共电子对参与环的共轭，原子上未共电子对参与环的共轭，电子云密度减少电子云密度减少

6、,接受质子能力弱接受质子能力弱.N-H键极性增加，表现出弱酸性键极性增加，表现出弱酸性(pka=17.5)无水条件无水条件：第十二页，本课件共有26页（二）吡咯、呋喃和噻吩的亲电取代反应（二）吡咯、呋喃和噻吩的亲电取代反应均为均为 电子体系，亲电取代反应活性大于苯环。电子体系，亲电取代反应活性大于苯环。（强酸易使杂原子，质子化、大（强酸易使杂原子，质子化、大键受破坏）键受破坏）用较温和的非质子性试剂：用较温和的非质子性试剂：1.1.吡咯的硝化吡咯的硝化:(:(硝酰乙酸酯硝酰乙酸酯)2.2.吡咯的磺化吡咯的磺化第十三页，本课件共有26页 3.3.呋喃呋喃 -呋喃磺酸呋喃磺酸第十四页，本课件共有2

7、6页 第三节第三节 六元杂环化合物六元杂环化合物 一、一、六元杂环化合物六元杂环化合物的结构的结构结构结构：1.环内的环内的“C、N”均为均为Sp2杂化。杂化。2.“p”轨道平行重叠形成大轨道平行重叠形成大键键 3.吡啶吡啶电子数符合电子数符合4n+24n+2规则规则 第十五页，本课件共有26页结构决定性质：结构决定性质：1.1.吡啶为大吡啶为大键键 电子结构体系，电子结构体系，“N”N”的电负性大于的电负性大于“C”C”（环上缺电）（环上缺电）2.2.电子云密度：电子云密度：苯环苯环 吡啶环吡啶环 3.“3.“N N”未共电子对未参与共轭未共电子对未参与共轭，可结合质子，具有碱性。可结合质子

8、，具有碱性。二、六元杂环化合物六元杂环化合物的性质的性质（一）吡啶的水溶性（一）吡啶的水溶性吡啶氮原子上一对共电子对吡啶氮原子上一对共电子对 能与水形成氢键，与水互溶。能与水形成氢键，与水互溶。第十六页，本课件共有26页（二）吡啶具有碱性（pkb=8.8）含氮化合物碱性比较：含氮化合物碱性比较：季铵碱季铵碱 脂肪胺脂肪胺 氨氨 吡啶吡啶 苯胺苯胺与无机酸能形成盐：与无机酸能形成盐：吡啶盐酸盐吡啶盐酸盐第十七页，本课件共有26页（三）吡啶的亲电取代反应（三）吡啶的亲电取代反应电子云密度较低，不易进行亲电取代反应电子云密度较低，不易进行亲电取代反应 亲电取代活性：亲电取代活性：吡咯吡咯 苯苯 吡啶

9、吡啶 稳定性：稳定性：苯环苯环 吡啶吡啶 吡咯吡咯 氮相当于间位定位基氮相当于间位定位基第十八页，本课件共有26页（四）吡啶的氧化和还原反应（四）吡啶的氧化和还原反应与苯相似，侧链可被氧化为羧酸与苯相似，侧链可被氧化为羧酸 吡啶较易被还原吡啶较易被还原H2/Pt六氢吡啶为仲胺、碱性较吡啶强六氢吡啶为仲胺、碱性较吡啶强106倍。倍。-吡啶甲酸（烟酸）吡啶甲酸（烟酸）或六氢吡啶六氢吡啶第十九页，本课件共有26页 第四节第四节 生物碱生物碱一一.生物碱概念生物碱概念:自然界植物中含氮的碱性化合物自然界植物中含氮的碱性化合物 中草药的有效成分中草药的有效成分 金鸡纳树皮中金鸡纳树皮中:含奎宁含奎宁 1

10、5%15%黄莲中黄莲中:含黄莲素含黄莲素 9%9%二二.生物碱的理化性质生物碱的理化性质:溶于溶于:乙醇乙醇、乙醚乙醚、氯仿氯仿 其盐溶于其盐溶于:水水、乙醇乙醇、乙醚乙醚、氯仿氯仿 生物碱结构复杂生物碱结构复杂,根据其含有的主要环系分为根据其含有的主要环系分为:四氢吡咯环系、六氢吡啶环系、四氢吡咯环系、六氢吡啶环系、喹啉异喹啉环系、吲哚环系、喹啉异喹啉环系、吲哚环系、嘌呤环系、嘌呤环系、第二十页，本课件共有26页例例:*四氢吡咯环系、六氢吡啶环系四氢吡咯环系、六氢吡啶环系:莨菪碱莨菪碱 (阿托品阿托品)*喹啉异喹啉环系喹啉异喹啉环系:小蘖碱小蘖碱 (黄莲素黄莲素)*吲哚环系吲哚环系:利血平利

11、血平第二十一页，本课件共有26页 第五节第五节 与医学有关的化合物与医学有关的化合物一一.吡咯衍生物吡咯衍生物1.1.叶绿素叶绿素 2.2.血红素血红素 骨架称卟吩骨架称卟吩,4,4个吡咯环个吡咯环+CH+CH2 2 配位键与亚铁原子形成配合物。配位键与亚铁原子形成配合物。血红素血红素 +蛋白质蛋白质 血红蛋白存在于红细血红蛋白存在于红细胞中胞中 叶绿素叶绿素+蛋白质蛋白质 存在于叶绿体中存在于叶绿体中 卟吩卟吩第二十二页，本课件共有26页1.1.血红素血红素配位键与亚铁原子配位键与亚铁原子形成配合物。形成配合物。2.2.叶绿素叶绿素 配位键与镁配位键与镁 原子形成配合物。原子形成配合物。第二十三页，本课件共有26页3.维生素维生素B12(抗恶性贫血药物)第二十四页，本课件共有26页二、吡啶的衍生物二、吡啶的衍生物维生素维生素PP:参与机体氧化还原参与机体氧化还原,降胆固醇降胆固醇,抗糙皮病抗糙皮病.-吡啶甲酸吡啶甲酸 (烟烟酸酸)-吡啶甲酰胺吡啶甲酰胺雷米封雷米封 (异烟酰肼异烟酰肼)抗结核菌抗结核菌 干扰结核菌干扰结核菌 利用利用-吡啶甲酰胺吡啶甲酰胺第二十五页，本课件共有26页感谢大家观看第二十六页，本课件共有26页