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-1-第十七章杂环化合物（heterocyclicRingcompounds）一、教学目的和要求1．掌握杂环化合物的分类和命名。2．掌握五元单杂环、六元单杂环化合物的化学性质。3．理解杂环化合物的结构与芳香性。4．理解吡咯、吡啶的结构与性质的关系。二、教学重点与重点重点：杂环化合物、甾体化合物结构特征与命名（俗名）。难点：杂环化合物的结构。三、教学方法和教学学时（1）教学方法：以课堂讲授为主，结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合。（2）教学学时：4学时四、教学内容1、杂环化合物（1）杂环化合物概述（2）吡咯及其衍生物（3）吡啶及其衍生物（4）吲哚及其衍生物（5）苯并吡喃及其衍生物（6）嘧啶和嘌呤及其衍生物2、生物碱（1）生物碱概述（2）生物碱举例五、总结、布置作业17.1几种基本杂环(分类和命名)杂环化合物定义：杂环化合物是指环比较稳定、含杂原子的环状化合物，包括芳香性杂环和非芳香杂环。杂环化合物的种类很多，有单环，也有与芳香环或其他杂环并联成的稠杂环。环上的杂原子可以是一个、两个或更多个，而且可以是相同的或是不同的。一般最常见的杂环是五元或六元环。根据1980年中国化学会颁布的有机化学命名原则，杂环化合物的命名按外文名称音译，并以一口字旁表示是环状化合物。以下是几种常见的杂环化合物的结构与名称。OSNSNNNHH呋喃噻吩吡咯噻唑咪唑FuranThiophenePyrroleThiazoleImidazoleNONNNNNN-2-吡啶吡喃哒嗪嘧啶吡嗪PyridinePyranPyridazinePyrimidinePyrazineHNONNNN吲哚苯并呋喃嘌呤NNN喹啉异喹啉吖啶17.2几种重要杂环化合物的结构吡咯、吡啶、呋喃、噻吩----C、N、O、S皆为SP2杂化，符合休克尔规则，有芳香性。但根据具体情况的不同，有的是富电子芳杂环，有的是缺电子芳杂环。1.1.五元杂环吡咯的共轭体系及比例模型如下：NH..吡咯是富电子芳杂环。2.2.六元杂环吡啶的共轭体系及比例模型如下：N..吡啶是缺电子芳杂环。富电子芳杂环与缺电子芳杂环因为结构特点的不同而表现出不同的化学性质，其中亲电取代反应的差异尤为明显。-3-17.3几种重要杂环化合物的化学性质一、亲电取代反应富电子芳杂环比苯容易发生亲电取代，取代基主要进入杂原子的α－位；缺电子芳杂环比苯难发生亲电取代，取代基主要进入杂原子的β－位。1.卤代OOClOClClCl2-40oC+NNClCl2,AlCl3100oC2.磺化SSH2SO4SO3HH2O3.硝化NNNO2HNO3,H2SO4300℃，1D二、氧化富电子芳杂环易氧化，特别使酸性条件下，氧化结果导致环的破裂或聚合物的生成。缺电子芳杂环不易被氧化，但其侧链可被氧化：NNCH3COOHHNO3COOHHNO3NNCOOH三、加氢(还原)反应无论富电子或缺电子芳杂环都比苯易加氢，原因是环的稳定性相对于苯减弱了。NHNH+H2PtNNH+H2Pt四、酸碱性富电子芳杂环如吡咯由于N原子的孤电子对参与了共轭，降低了N原子接受质子的能力，因此碱性减弱，甚至在某些反应中表现出弱酸性，如：-4-NHN-KOH(固)K+而缺电子芳杂环如吡啶，N上孤电子对未参与共轭，且N的吸电子诱导效应使N上电子云密度更高，因而其碱性比苯胺还强：NN+HII-H17.4杂环化合物及其衍生物选述1.糠醛（呋喃甲醛）OCHO2.维生素B6NOHCH3CH2OHCH2OHNOHCH3CH2OHCHONOHCH3CH2NH2CH2OH吡哆醇吡哆醛吡哆胺3.卟吩环HNNNNH卟吩环是卟啉化合物的母体，具有芳香性。叶绿素和血红素都是卟啉化合物。4.维生素B12NCo+NNNNNOPNOO-OONHOOOOOHOOOCH3CH3CH3CH3NH2NH2NH2CH3NH2NH2NH2CH3CH3CH3OHCH3CH3CH3HHHH5.黄酮-5-OO银杏素(双黄酮类化合物)[1][2]：OOOOHOOHCH3OOMeOHOH6.几种杂环高效新农药NHNNNClNO2NNONSClCH3NO2N吡虫灵噻虫嗪FFNNNNFOMeNHSO2NNSNSClFCOOCH3O速收(flumioxazin)fluthiacet-ethyl17.5核酸(NucleicAcid)核酸的组成：核酸核苷酸磷酸戊糖含氮碱核苷核酸的含氮碱基是嘧啶或嘌呤的衍生物：-6-NNOHNH2NHNNH2ONNOHOHONHONH胞嘧啶(C)脲嘧啶(U)NNOHOHCH3ONHONHCH3胸腺嘧啶(T)HNNNNNH2HNNNNOHNH2腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)几种核苷酸：NOOOHOHPOOHOHNNNNH2NOOOHOHPOOHOHNHOONOOOHPOOHOHNNHNNH2ONOOOHPOOHOHNHOOCH3UTGAATP(腺三磷）：NOOOHOHPOOHPOOOHOHOHOOPNNNNH2DNA一级结构片断：-7-NOOHONNNNH2NOOOOHOPNOOOOHOPNNNNH2NOOOHNNH2OPOOHNHOOCH3ATGC配对碱基的氢键：NHNOOCH3HNNNHNNHH0.28nm0.30nmTADNA分子的双螺旋结构：17.6生物碱-8-茶碱、咖啡碱均为嘌呤的衍生物，存在于植物茶叶、咖啡中。茶碱：CH3OONNHNNCH3咖啡碱：CH3OONNNNCH3CH3MDMA（摇头丸）[3]：NHCH3CH3OO17.7参考文献[1]周欣，李章万，张雪琴，等.银杏叶片剂中银杏黄酮的HPLC指纹图谱研究[J].中国药学杂志，2005，40（2）：93-95[2]卢锦花，胡小玲，岳红.吸附树脂提取分离银杏叶提取物的研究进展[J].化工进展，2001，（3）：1-4[3]李素霞，黄明生.3,4-亚甲二氧基甲基苯丙胺神经毒性的行为反应[J].中华精神科杂志，2005，38（3）：190-192