chapt雜環(huán)化合物PPT學習教案

1、會計學1chapt雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物含義：ON常見的雜原子：O , S , NSCH2-CCH2-COOO內(nèi)酸酐 本章所要討論的是環(huán)比較穩(wěn)定，且具有不同程度芳香性芳香性的化合物。 雜環(huán)化合物的種類繁多，數(shù)量很大，在自然界分布廣泛，其中很多具有重要的生理活性。第1頁/共45頁一、一、 雜環(huán)化合物的分類和命名雜環(huán)化合物的分類和命名(一一)、分類、分類ON環(huán)的數(shù)目單雜環(huán)稠雜環(huán)六員雜環(huán)兩個單雜環(huán)稠合五員雜環(huán)NH苯與單雜環(huán)稠合NNNHNNH2第一節(jié)第一節(jié) 雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物第2頁/共45頁第3頁/共45頁（二）、雜環(huán)化合物的命名（二）、雜環(huán)化合物的命名譯音命名法譯音命名法O呋喃(furan)S 噻吩

2、(thiophene)NH 吡咯(pyrroe)N 吡啶(pyridine)NH 吲哚(indole)NN 嘧啶pyrimidine第4頁/共45頁 對于環(huán)上有取代基的雜環(huán)化合物取代基的雜環(huán)化合物，命名時以雜環(huán)為母體，然后把雜環(huán)上的原子依次編號而確定取代基的位次。編號的原則：編號的原則： (1) 含一個雜原子的單環(huán)，一般從雜原子開始依次用，將環(huán)上的原子編號，也可以用希臘字母、 編號，靠近雜原子的碳原子為位，依次為位、位：OCH3H3C2,5-二甲基呋喃NHCH3H3C， -二甲基吡咯2, 5-二甲基吡咯第5頁/共45頁 （2） 含有兩個或兩個以上相同雜原子的單雜環(huán)編號時，把連有氫原子的雜原子編

3、為1，并使其余雜原子的位次盡可能小 。NN H1234CH3 4 甲基咪唑 NNH3C123456 5-甲基嘧啶123456NNNHNNH27896-氨基嘌呤第6頁/共45頁 （3）如果環(huán)上有多個不同雜原子時，按氧、硫、氮的順序編號 NSH3CH3C543214,5二甲基噻唑 (4 ) 結(jié)構(gòu)復雜的雜環(huán)化合物是將雜環(huán)當做取代基來命名。OCHO-呋喃甲醛2-呋喃甲醛NCOOH3- 吡啶甲酸 -吡啶甲酸第7頁/共45頁 (5) 當環(huán)上連有不同取代基時，編號根據(jù)順序規(guī)則及最低系列原則。 2-甲基-5-乙基呋喃 4-吡啶甲酸OCH3C2H5NCOO HOCHOO2NNCHCH3O5-硝基-2-呋喃甲醛

4、2-乙?；量?第8頁/共45頁 (6) 稠雜環(huán)的編號一般和稠環(huán)芳烴相同，但有少數(shù)稠雜環(huán)有特殊的編號順序。嘌呤 2,6,8-三羥基嘌呤 8654321N7H7654321N吲哚 異喹啉98798654321HNN7654321HNNHOOHNNOHNN第9頁/共45頁2.雙鍵氫化產(chǎn)物的命名雙鍵氫化產(chǎn)物的命名NH四氫吡咯NH252，5-二氫吡咯NH六氫吡啶第10頁/共45頁二、二、 雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)1、五元雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)、五元雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)以吡咯吡咯為例：NHN : 2S22P32S2PSP2雜化SP2P第11頁/共45頁NHHHHH吡咯符合休克爾規(guī)則，具有芳香性。 OHHH

5、H呋喃噻吩SHHHH第12頁/共45頁NH吡咯(pyrroe)1.061.100.68富電子的芳雜環(huán)，親電取代易發(fā)生富電子的芳雜環(huán)，親電取代易發(fā)生，相當于苯酚或苯胺，取代在位。2、六元雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)、六元雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)N2S2PSP2雜化SP2P第13頁/共45頁N 吡啶(pyridine)符合休克爾規(guī)則，具有芳香性具有芳香性。N吡啶0.820.950.851.59缺電子的芳雜環(huán)，親電取代難發(fā)生缺電子的芳雜環(huán)，親電取代難發(fā)生，相當于硝基苯，取代在位。第14頁/共45頁三、三、 雜環(huán)化合物的化學性質(zhì)雜環(huán)化合物的化學性質(zhì)1、親電取代反應、親電取代反應五元雜環(huán)屬于富電子芳雜環(huán)，親電取代反應比苯容

6、易五元雜環(huán)屬于富電子芳雜環(huán)，親電取代反應比苯容易。發(fā)生親電取代反應的活性順序是：發(fā)生親電取代反應的活性順序是： 吡咯吡咯呋喃呋喃噻吩苯吡啶噻吩苯吡啶六元雜環(huán)吡啶屬于缺電子芳雜環(huán)，親電取代反應活性比六元雜環(huán)吡啶屬于缺電子芳雜環(huán)，親電取代反應活性比苯小，與硝基苯類似苯小，與硝基苯類似 ，且取代反應一般發(fā)生在，且取代反應一般發(fā)生在位。位。第15頁/共45頁(1).鹵代鹵代NH+ Br2NHBr0oC乙醇NH+ I2 + NaOHNH+ NaI + H2OIIII四碘吡咯N+ Br2300催化NBr第16頁/共45頁(2). 硝化硝化NH+ CH3COONO2乙酰硝酸酯乙酐-10NHNO2N+300H

7、NO3（濃）濃H2SO4（一天）NNO2呋喃和吡咯對酸都很敏感，強酸可使其開環(huán)而形成聚合物，因此不能用混酸硝化。O+ CH3COONO2+ CH3COOH530 (CH3CO)2OONO3 -硝基呋喃第17頁/共45頁(3). 磺化磺化N+H2SO4 發(fā)煙H2SO4220NSO3H(4). 付付克反應克反應NH+ (CH3CO)2O150200NHCOCH3 -吡咯磺酸NH+ SO3NH吡啶SO3H第18頁/共45頁2、加成反應、加成反應NH2 PtHAcNHNHH2 Pt180NHNHHAcZnNH產(chǎn)物為仲胺，產(chǎn)物為仲胺，不具有芳香性不具有芳香性第19頁/共45頁 3、氧化反應、氧化反應五元

8、雜環(huán)是富電子的芳雜環(huán)，和氧化劑作用，常導致環(huán)的破裂或發(fā)生聚合作用得到焦油狀聚合物。六元雜環(huán)是缺電子的芳雜環(huán)，一般對氧化劑相當穩(wěn)定。對氧化劑相當穩(wěn)定。 NCH3HNO3NCOOHHNO3N回流NCOOHCOOH第20頁/共45頁4、酸堿性、酸堿性在吡咯分子中，由于氮上未共用的孤對電子參與環(huán)上的共軛體系，使氮上電子密度降低而減弱對質(zhì)子的吸引力，使得這個氫原子能以質(zhì)子的形式解離，所以吡咯表現(xiàn)吡咯表現(xiàn)出一定的弱酸性（出一定的弱酸性（pK）。）。 NH+KOHNK+ H2O第21頁/共45頁 在吡啶分子中，氮原子上的未共用電子對未參與環(huán)上的共軛體系，與質(zhì)子的結(jié)合能力比較強，因此 吡啶顯堿性，與酸能形成鹽

9、。吡啶顯堿性，與酸能形成鹽。N+HClNHCl-吡啶鹽酸鹽 苯胺 吡啶 三乙胺pKb第22頁/共45頁四、重要雜環(huán)化合物四、重要雜環(huán)化合物(一一)、 呋喃及其衍生物呋喃及其衍生物 呋喃呋喃 呋喃與鹽酸浸過的松木片呈綠色，可用來鑒定呋喃的存在。糠醛（糠醛（-呋喃甲醛）呋喃甲醛）與苯胺在醋酸存在下呈深紅色，可用來鑒定糠醛?？啡┚哂羞秽蜔o-H的醛的（如甲醛）的雙重化學性質(zhì)。O濃NaOHCHOO+COONaOCH2OH第23頁/共45頁(二二)、吡咯及其衍生物、吡咯及其衍生物 吡咯吡咯 吡咯衍生物吡咯衍生物卟啉化合物卟啉化合物 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu):是由四個吡咯環(huán)或氫化吡咯環(huán)的碳原子通過四個次甲基（）交

10、替連接組成的大環(huán)，這個大環(huán)叫卟吩環(huán)，含卟吩環(huán)的化合物叫做卟啉化合物。與鹽酸浸過的松木片呈紅色，可用來鑒定吡咯吡咯及其低級的同系物的存在。第24頁/共45頁NHNHNN卟吩環(huán)血紅素：中心離子是Fe ; 葉綠素：中心離子是Mg第25頁/共45頁NNNNFeCH=CH2CH3CHCH3CH2CH2CH2CH3CH2CH2COOHCH3COOH血紅素分子結(jié)構(gòu)第26頁/共45頁葉綠素分子結(jié)構(gòu)NNNNMgRCH2CH3CH3CHCH3CH2CH2CH3HOCOOCH3CH2COOR=-CH3為葉綠素aR=-CHO為葉綠素b第27頁/共45頁O-CH3OHHOHHOCH2HHPO2OCH3CHCH2NHCO

11、CH2CH2CH3CH3NNCH3H2NCOCH2CH3CNH2NCOCH2CH3CH2CONH2CH3CH2CH2CONH2CH3CH3H2NCOCH2CH2CH3CH2CH2CONH2CoNNNN維生素B12分子結(jié)構(gòu)第28頁/共45頁 噻唑是含一個硫原子和一個氮原子的五元雜環(huán)，無色，有吡啶臭味的液體，沸點117，與水互溶，有弱堿性，是穩(wěn)定的化合物。 一些重要的天然產(chǎn)物幾合成藥物含有噻唑結(jié)構(gòu)，如青霉素、維生素B1等。青霉素青霉素SNCHC ONHC ROHOOCCH3CH3R =CH2CH2OCH CH CH2S CH3R =R =GVO常用青霉素為青霉素為青霉素為青霉素(三三)、 噻唑及其

12、衍生物噻唑及其衍生物 第29頁/共45頁維生素維生素B B1 1（VBVB1 1）NNCH2NSCH3CH2CH2OHNH3ClCH3Cl噻唑環(huán)對糖類的新陳代謝有顯著的影響，人體缺乏時可以引起腳氣病第30頁/共45頁NCOOH -吡啶甲酰胺-吡啶甲酸 煙酸NCONH2 -吡啶甲酰胺 煙酰胺NCONH2NNCH3煙堿（尼古丁）(四四)、 六元雜環(huán)化合物六元雜環(huán)化合物1、吡啶及其衍生物、吡啶及其衍生物第31頁/共45頁 -吡啶甲酸 -吡啶甲酰胺（煙酸或尼克酸） 煙酰胺或尼克酰胺）NCOOHNCONH2維生素PP 維生素B6NHOH3CCH2OHCH2NH2NHOH3CCH2OHCHONHOH3CC

13、H2OHCH2OH吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺第32頁/共45頁NCONHNH2NCOOH -吡啶甲酸 -吡啶甲酰肼（異煙酸） （異煙酰肼或雷米封）第33頁/共45頁2、嘧啶及其衍生物、嘧啶及其衍生物NNOHHO尿嘧啶 UNNNH2HO胞嘧啶 CHNNHOONNHONH2NNOHHO胸腺嘧啶TCH3HNNHOOCH3第34頁/共45頁五、稠雜環(huán)化合物五、稠雜環(huán)化合物(一一)、吲哚及其衍生物、吲哚及其衍生物NH1234567吲哚NHCH3 -甲基吲哚（糞臭素）NHCH2COOH -吲哚乙酸 IAA第35頁/共45頁NHCH2CH2NHAcCH3O腦白金MelatonineNHCH2CH COOHNH2

14、NHCH3色氨酸構(gòu)成蛋白質(zhì)的重要成分甲基吲哚（糞臭素）很稀時有茉莉香味分解第36頁/共45頁(二二)、嘌呤的重要衍生物、嘌呤的重要衍生物123456NNNHNNH2789 腺嘌呤6-氨基嘌呤NNNHNOHH2N 鳥嘌呤2-氨基-6-羥基嘌呤HNNNHNH2NO第37頁/共45頁（三）喹啉的衍生物（三）喹啉的衍生物喹啉的衍生物在自然界存在很多，如奎寧、氯喹、罌粟堿、嗎啡等。NCH3OCHHONCH CH2奎寧（金雞鈉堿） 存在于金雞鈉樹皮中，有抗瘧疾療效NNClNHCHHO(CH2)3-NC2H5C2H5CH2OCH3OCH3CH3OCH3O氯喹（合成抗瘧疾藥）罌粟堿第38頁/共45頁HOOOH

15、NCH312345678嗎啡含一個被還原了的異喹啉環(huán)，是從鴉片中提取出來的。嗎啡的鹽酸鹽是很強的鎮(zhèn)痛藥，能持續(xù)6小時，也能鎮(zhèn)咳，但易上癮。將羥基上的氫換成乙?；礊楹Ｂ逡?，不存在于自然界。海洛因比嗎啡更易上癮，可用來解除晚期癌癥患者的痛苦。第39頁/共45頁第二節(jié)第二節(jié) 生物堿生物堿 2生物堿的提取方法 一、生物堿的存在及提取方法一、生物堿的存在及提取方法1生物堿的存在 （2）有機溶劑提取法 （1）稀酸提取法 生物堿是一類存在于植物體內(nèi)，對人和動物有強烈生理作用的含氮堿性有機化合物。第40頁/共45頁二、生物堿的一般性質(zhì)二、生物堿的一般性質(zhì) 生物堿分子中含有手性碳原子，具有旋光性，自然界中存在的一般是左旋體。 生物堿在中性或酸性溶液中能與許多試劑生成沉淀或發(fā)生顏色反應，這些試劑叫做生物堿試劑，用于檢驗、分離生物堿。生物堿試劑可分兩類：1沉淀試劑 它們大多是復鹽、雜多酸和某些有機酸，例如，碘-碘化鉀、碘化汞鉀、磷鉬酸、硅鎢酸、氯化汞、苦味酸和鞣酸等。不同生物堿能與不同的沉淀試劑作用呈不同顏色的沉淀。第41頁/共45頁2顯色試劑 它們大多是氧化劑或脫水劑，例如，高錳酸鉀、重鉻酸鉀、濃硝酸、濃硫酸、釩酸銨或甲醛的濃硫酸溶液等。它們能與不同的生物堿反應產(chǎn)生不同的顏色。 顯色劑在色譜分析上常作為生物堿的鑒定試劑。第42頁/共45頁三、重要的生物堿