lecture-4雜環(huán)化合物課件

雜環(huán)化合物一、藥物與雜環(huán)化合物二、雜環(huán)化合物的合成一、藥物與雜環(huán)化合物藥物中的雜環(huán)化合物藥物中的雜環(huán)化合物天然存在的青霉素藥物中的雜環(huán)化合物常用喹諾酮類抗菌藥吡哌酸環(huán)丙沙星藥物中的雜環(huán)化合物核苷抗病毒藥阿糖胞苷三氟胸苷齊多夫定阿糖腺苷拉米夫定司他夫定藥物中的雜環(huán)化合物含雜環(huán)維生素舉例維生素B1維生素B2維生素B6維生素H食品中的雜環(huán)化合物Cheng,K.W.,ect.Heterocyclicamines:ChemistryandHealth.Mol.Nutr.FoodRes.2006,50,1150-1170食品中的雜環(huán)化合物Cheng,K.W.,ect.Heterocyclicamines:ChemistryandHealth.Mol.Nutr.FoodRes.2006,50,1150-1170食品中的雜環(huán)化合物二、雜環(huán)化合物的合成雜環(huán)化合物的合成雜環(huán)化合物的重要不僅僅在于藥物中的應(yīng)用據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)今已知的有機(jī)化合物中，雜環(huán)化合物的數(shù)量，占總數(shù)的65%以上雜環(huán)化合物具有廣泛應(yīng)用價(jià)值生物模擬材料例：通過(guò)對(duì)于糜蛋白酶中羥基與咪唑基等多功能基團(tuán)協(xié)同作用的研究，人們合成了相應(yīng)的模擬酶，其活性比天然糜蛋白酶的活性高10倍。雜環(huán)化合物的合成有機(jī)導(dǎo)體和超導(dǎo)材料已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的有機(jī)導(dǎo)體中，絕大多數(shù)都是雜環(huán)化合物第一個(gè)有機(jī)導(dǎo)體是四硫代富瓦烯第一個(gè)有機(jī)超導(dǎo)材料是四硒化合物雜環(huán)化合物的合成儲(chǔ)能材料通過(guò)某些雜環(huán)分子的擴(kuò)環(huán)和縮環(huán)反應(yīng)，將太陽(yáng)能儲(chǔ)存起來(lái)，是近代發(fā)現(xiàn)的雜環(huán)化合物一個(gè)重要新用途。例：吡唑衍生物在光照下發(fā)生縮環(huán)反應(yīng)，生成環(huán)丙烷取代的重氮化合物，后者可儲(chǔ)能832J/g雜環(huán)化合物的合成工程高分子材料最早的雜環(huán)高聚物：聚酰亞胺多種雜環(huán)高分子材料具有優(yōu)良的耐高溫、耐酸堿、耐氟化物和電絕緣性能Forexample,雜環(huán)化合物的合成雜環(huán)染料陰丹士林RSN靛藍(lán)曙紅紅汞雜環(huán)化合物的合成推薦參考書目：1、邢其毅等，《基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)》（下冊(cè)）（第二版），高等教育出版社，1994年2、花文廷編著，《雜環(huán)化學(xué)》，北京大學(xué)出版社，1991年3、榮國(guó)斌譯，《有機(jī)人名反應(yīng)及機(jī)理》，華東理工大學(xué)出版社，2003年4、ThomasL.Gilchrist,HeterocyclicChemistry,3rd,AddisonWeeleyLongman,1997Thekeypointforthissection:五元和六元含氮雜環(huán)的合成及相關(guān)機(jī)理雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型環(huán)合反應(yīng)可以有三種方式，但共同之處在于：采用含有雜原子的取代基和活潑的羰基化合物反應(yīng)雜環(huán)化合物的合成X=NorO1、五元雜環(huán)化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型環(huán)合反應(yīng)Knorr反應(yīng)，a-氨基酮和含活潑亞甲基的羰基化合物的縮合反應(yīng)a-氨基酮雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型環(huán)合反應(yīng)Knorr反應(yīng)實(shí)例：具有a-氨基酸結(jié)構(gòu)乙酰乙酸乙酯具有a-氨基酸結(jié)構(gòu)3-氨基-2-氧代丁酸乙酯雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型環(huán)合反應(yīng)a-鹵代醛（或酮）與b-羰基酯的縮合反應(yīng)雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型環(huán)合反應(yīng)a-羥基酮（或a-氨基酮）與炔二酸酯縮合例：雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法A、[2+3]型環(huán)合反應(yīng)a，b-不飽和醛（酮）與a-氨基酸酯縮合雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法B、[1+4]型環(huán)合反應(yīng)1，4-二羰基化合物與氨、碳酸銨、烷基伯胺、芳胺、雜環(huán)取代伯胺、肼、取代肼和氨基酸等發(fā)生關(guān)環(huán)得相應(yīng)的吡咯或取代吡咯。例：雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法B、[1+4]型環(huán)合反應(yīng)1，4-二羰基化合物與氨、碳酸銨、烷基伯胺、芳胺、雜環(huán)取代伯胺、肼、取代肼和氨基酸等發(fā)生關(guān)環(huán)得相應(yīng)的吡咯或取代吡咯。例：Paal-Knorr環(huán)化反應(yīng)雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吡咯和呋喃的一般合成方法B、[1+4]型環(huán)合反應(yīng)1，4-二羰基化合物本身在濃硫酸等脫水劑的作用下，生成相應(yīng)的呋喃化合物。例：多聚磷酸雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成二唑及其衍生物的一般合成方法A、[4+1]型環(huán)合反應(yīng)含氮1，4-二羰基化合物進(jìn)行類似Paal-Knorr型的環(huán)化反應(yīng)，是合成咪唑及其衍生物的最好方法。例：雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成二唑及其衍生物的一般合成方法A、[4+1]型環(huán)合反應(yīng)含氮1，4-二羰基化合物直接與脫水劑反應(yīng)得噁唑及其衍生物。例：雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成二唑及其衍生物的一般合成方法B、[3+2]型環(huán)合反應(yīng)合成異唑類的通用方法例：雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吲哚（苯并吡咯）及其衍生物的合成方法A、Fischer合成法某些醛或酮與芳香肼作用，經(jīng)過(guò)苯腙在酸催化下加熱例：雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吲哚（苯并吡咯）及其衍生物的合成方法A、Fischer合成法某些醛或酮與芳香肼作用，經(jīng)過(guò)苯腙在酸催化下加熱例：經(jīng)過(guò)了一個(gè)分子內(nèi)重排雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吲哚（苯并吡咯）及其衍生物的合成方法B、Bischler-Mohlau合成法a-鹵代酮和一個(gè)芳香胺一起加熱，經(jīng)過(guò)a-氨基酮中間體后再環(huán)化例：雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成吲哚（苯并吡咯）及其衍生物的合成方法B、Bischler-Mohlau合成法a-鹵代酮和一個(gè)芳香胺一起加熱，經(jīng)過(guò)a-氨基酮中間體后再環(huán)化例：雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成苯并二唑及其衍生物的合成方法A、由鄰位二取代的兩個(gè)取代基之間發(fā)生反應(yīng)并同時(shí)脫去一個(gè)小分子而關(guān)環(huán)例：消痛靜雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成苯并二唑及其衍生物的合成方法B、由取代苯發(fā)生分子內(nèi)的親核或親電取代環(huán)合反應(yīng)例：雜環(huán)化合物的合成1、五元雜環(huán)化合物的合成苯并二唑及其衍生物的合成方法C、由鄰位二取代苯和另一個(gè)分子反應(yīng)，從而插入一個(gè)環(huán)碳原子例：驅(qū)蟲藥：甲苯咪唑雜環(huán)化合物的合成雜環(huán)化合物的合成Erian,A.W.,ect.TheChemistryofα-HaloketonesandTheirUtilityinHeterocyclicSynthesis.Molecules

2003,8(11),793-865雜環(huán)化合物的合成Garcia-Valverde,M.,Torroba,T.Heterocyclicchemistryofsulfurchlorides-Fastwaystocomplexheterocycles.Eur.J.Org.Chem.2006,849-861.

2、六元雜環(huán)化合物的合成吡啶及其衍生物的合成方法A、工業(yè)方法——乙炔和氨反應(yīng)——用丁烯酸、甲醛、水蒸汽、空氣和氨一起在SiO2、Al2O3催化下，4000C氣相反應(yīng)得到雜環(huán)化合物的合成2、六元雜環(huán)化合物的合成吡啶及其衍生物的合成方法B、Hantzsch反應(yīng)及其類似合成法——兩分子的b-酮酸酯與一分子醛和一分子氨進(jìn)行縮合，得到二氫吡啶，還經(jīng)氧化脫氫，得到對(duì)稱的產(chǎn)物。2+2+1+1心痛定雜環(huán)化合物的合成2、六元雜環(huán)化合物的合成吡啶及其衍生物的合成方法B、Hantzsch反應(yīng)及其類似合成法反應(yīng)機(jī)理雜環(huán)化合物的合成2、六元雜環(huán)化合物的合成吡啶及其衍生物的合成方法C、類似Hantzsch反應(yīng)的合成法1，5-二羰基化合物和氨的反應(yīng)b-二羰基化合物與a-氰基乙酰氨反應(yīng)3+35+1雜環(huán)化合物的合成雜環(huán)化合物的合成雜環(huán)化合物的合成Erian,A.W.,ect.TheChemistryofα-HaloketonesandTheirUtilityinHeterocyclicSynthesis.Molecules

2003,8(11),793-865雜環(huán)化合物的合成Garcia-Valverde,M.,Torroba,T.Heterocyclicchemistryofsulfurchlorides-Fastwaystocomplexheterocycles.Eur.J.Org.Chem.2006,849-861.

雜環(huán)化合物的合成雜環(huán)化合物的合成雜環(huán)化合物的合成雜環(huán)化合物的合成雜環(huán)化合物的合成Krchnak,V.,Holladay,M.W.Solidphas