几类天然有机化合物

1大学基础化学第二十二章几类天然有机化合物§22-2生物碱一、生物碱的一般性质二、生物碱的提取方法§22-3萜类和甾体一、萜类二、甾体化合物§22-1杂环化合物一、杂环化合物概述三、重要的杂环化合物二、杂环化合物的性质三、几种重要的生物碱2大学基础化学本章重点杂环的音译命名法几种重要杂环的结构与性质嘧啶、嘌呤的羟基与氨基衍生物的互变异构现象萜类和甾体的结构1.了解杂环化合物的分类命名和杂环化合物的主要化学性质2.了解一些重要的杂环化合物的结构、性质和作用3.了解事物碱的一般性质、提取方法和几类重要的生物碱4.了解萜类和甾体化合物的分类、结构特点及其重要化合物学习要求3大学基础化学杂环化合物是指环上含有非碳原子的一类环状化合物。环上的非碳原子称为杂原子，常见的杂原子有O、S、N。含杂原子的环状结构称为杂环，杂环结构较稳定，具有一定芳香性。如血红素、叶绿素、核酸、维生素、生物碱等，都是含氮杂环。一、杂环化合物概述§22-1杂环化合物4大学基础化学1.杂环化合物的分类杂环化合物单杂环化合物稠杂环化合物五元杂环六元杂环苯＋杂环杂环＋杂环5大学基础化学音译法（带“口”旁的同音汉字）编号：（杂环上有取代基时），从杂原子算起，依次用1，2，3，4，5…编号。（α，β，γ…则从杂原子相邻的碳原子依次编号）如杂环上不止一个杂原子时，则从O、S、N顺序编号。编号时杂原子的位次数字之和应最小。2.杂环化合物的命名6大学基础化学五元杂环ONSH..........543,12,α,βαβ,呋喃吡咯噻吩7大学基础化学编号原则：（1）含1个杂原子时，从杂原子开始用阿拉伯数字或从靠近杂原子的碳原子用希腊字母α、β、γ编号。NN84545363627211O14352喹啉呋喃吡啶8大学基础化学编号原则：（2）当杂环中有2个杂原子时，按O、S、－NH－、—N＝顺序编号。NONN4536243435252111NNH噁唑咪唑嘧啶9大学基础化学命名：一般以杂环为母体，但环上有—CHO、—COOH、—CONH2等基团时,则以醛、羧酸、酰胺作为母体。NBrNNO2HNCH2COOHHNNNNNH2HOCHOO2N5-硝基-2-呋喃甲醛2-硝基吡咯3-溴吡啶6-氨基嘌呤3-吲哚乙酸10大学基础化学3.杂环化合物的结构ONSH..........543,12,α,βαβ,呋喃吡咯噻吩杂原子（O、S、N）杂化态均为sp2杂化11大学基础化学呋喃吡咯吡啶碳原子、杂原子sp2环状共轭体系符合休克尔规则有芳香性12大学基础化学二、杂环化合物的性质1.取代反应（1）卤代反应HAcSBrHBrBr2S++α-溴代噻吩IIIINHNaOHI2HN+2,3,4,5-四碘吡咯13大学基础化学⑵磺化反应吡啶SO3HNHSO3HN+α-吡咯磺酸NN。+CSO3HH2SO4(浓)220β-吡啶磺酸14大学基础化学⑶硝化反应C。NO2+HNCH3COONO2NH(CH3CO)2O10硝酸乙酰酯α-硝基吡咯HNO3H2SO4（浓）C300+NO2。NN(浓)β-硝基吡啶15大学基础化学⑷酰化反应~C。+O‖HNNH(CH3CO)2OCCH3200α-乙酰基吡咯C。+NNaNH2150NNHNa+H2N+NaOHNH2H2O16大学基础化学2.加成反应加压，Pt180H2NHCHN2+。四氢吡咯，pKb=3.7N加压Pt+H2HN四氢喹啉17大学基础化学3.氧化反应HNO3COOHNNCH3β-吡啶甲酸+COOHKMnO4COOHNNNCOOHCO2α,β-吡啶二甲酸18大学基础化学4.酸碱性H2O+NKKOHHN++(固)吡咯钾盐ClHClN+NH+吡啶盐酸盐19大学基础化学三、重要的杂环化合物1.血红素和叶绿素H3CH3CCH3HOOCCH2CH2CH2CH2COOHCH=CH2H2C=CHFeCHCHCHCHNNNNCH3血红素的结构20大学基础化学ⅤⅣⅢⅡⅠCOORCH2CH2COOCH3CHC=OCH2CH3MgRH3CH3CH2C=CHCHCHCHNNNNCH3HH　?′CR=-CH3叶绿素aR=-CHO为叶绿素b　?′CH3CH2RCH3CH3CH3CH3叶绿素的结构21大学基础化学2.烟酸、烟酰胺、维生素BCOOHN烟酸：β-吡啶甲酸(熔点236～237℃)NCONH2烟酰胺：β-吡啶甲酰胺(熔点128～131℃)HOH3CCH2OHCH2OHN吡哆素又称维生素B6，它是吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺的总称，其结构如下：吡哆醇CHOHOH3CCH2OHN吡哆醛CH2NH2HOH3CCH2OHN吡哆胺22大学基础化学3.吲哚乙酸HNCH2COOHβ-吲哚乙酸(熔点164℃)23大学基础化学4.嘧啶、嘌呤NNHNNNH2腺嘌呤HNNOHOHNNH2NH2NNNHNN亚胺醇式酰胺式鸟嘌呤24大学基础化学OHONNNNHHOOH亚胺醇式酰胺式尿嘧啶ONNNH2NNHOHNH2亚胺醇式酰胺式胞嘧啶CH3CH3OHOHHNNNNOOH亚胺醇式酰胺式胸腺嘧啶25大学基础化学用含多聚戊糖的米糠、玉米芯、花生壳、高粱杆等农副产品来制取。5.糠醛(α-呋喃甲醛)H2O3++O(C5H8O4)nnH2OCHCHCCHOHOHHCHOOHHOHCHO稀酸稀酸戊醛糖糠醛26大学基础化学一、生物碱的一般性质1.沉淀反应生物碱的中性或酸性水溶液遇一些试剂(沉淀剂)生成沉淀。①碘化汞钾(K2HgI4)多生成淡黄色沉淀②碘化铋钾(BiI3·KI)多生成红棕色沉淀③碘－碘化钾(KI·I2)沉淀多为棕色2.颜色反应显色试剂有浓硫酸、硝酸、铬酸等§22-2生物碱27大学基础化学二、生物碱的提取方法1.有机溶剂提取法2.稀酸提取法三、几种重要的生物碱1.烟碱(又名尼古丁)NCH3N2.颠茄碱(又称阿托品)*NCH2OHOHOCH3CCH28大学基础化学3.麻黄碱(又称麻黄素)OHCH3HH**NHCH3(-)-麻黄碱HH**CH3HONHCH3(+)-假麻黄碱ONOHOONCH3CH24.喜树碱29大学基础化学5.吗啡碱R=R′=H吗啡R=CH3，R′=H可待因R=R′=-COCH3海洛因30大学基础化学6.小檗碱+OHOCH3OCH3NOOH2C黄连素7.咖啡碱(咖啡因)NCH3CH3OONNH3CN咖啡碱HNCH3CH3OONNN可可碱HNCH3OONNH3CN茶碱31大学基础化学一、萜类萜类可以看成是由若干个异戊二烯单位头尾相连而成的低聚合体及其含氧衍生物。1.分类类别单萜倍半萜二萜三萜四萜多萜异戊二烯单位23468＞8碳原子数1015203040＞40§22-3萜类和甾体32大学基础化学2.重要萜类化合物香叶醇H3CCH2OHCH3CH3OH***薄荷醇*CH3α-蒎烯*CH2β-蒎烯*O*樟脑(坎酮)33大学基础化学COOCH3RRH3COCH3　?′JH1：R=-C2H5，R′=-C2H5JH2：R=-C2H5，R′=-CH3JH3：R=-CH3，R′=-CH3昆虫保幼激素CH2OH维生素A1CH2OH维生素A234大学基础化学重要萜苧烯（来源于柠檬、橘子）山道年OH***O薄荷醇（来源于薄荷油）α–蒎烯（来源于松节油）樟脑（来源于松节油）OOO35大学基础化学重要萜番茄红素β-胡萝卜素CH2OH维生素A36大学基础化学二、甾体化合物1.结构特点RRR1716151413121110987654321DCBA环戊烷并氢化菲（甾烷）37大学基础化学甾体化合物甾体化合物的结构ABCDR123415161756789101413121138大学基础化学构象甾族化合物的基本骨架只有两种构象式,A、B环既可以以反式相连，也可以以顺式相连。B与C、C与D均以反式相连。ABCDABCD39大学基础化学甾体化合物基本甾烷甾烷雌甾烷雄甾烷孕甾烷胆甾烷13101310131710131740大学基础化学2.重要的甾体化合物(1)甾醇HHHOH胆甾醇HHOH麦角甾醇胆甾醇又称胆固醇，因最初在人体胆石中发现而得名。41大学基础化学(2)性激素OOH17睾丸酮(熔点151～156℃)CH3O17CO黄体酮(熔点127～131℃)42大学基础化学(3)肾上腺皮质激素OHHOH3CCH2OH17COH3CHHHO皮质醇(氢化可的松)OHHOH3CCH2OH17COOH3CHH皮质酮(可的松)43大学基础化学(4)昆虫蜕皮激素OHOHOHHOHOOHO脱皮甾酮(昆虫脱皮激素)HOHOOHO人工合成的脱皮激素类似物44大学基础化学甾体化合物是激素或合成药物原料。HOOHOOHCOOCH3β–雌二醇孕甾酮（黄体酮）睾丸素45大学基础化学甾体化合物是激素或合成药物原料。商品名exemestane用于治疗乳腺癌OOCH246大学基础化学甾体化合物是激素或合成药物原料。商品名trimegestone避孕药，还用于治疗妇女骨质疏松症OCHOCH3OHCH347大学基础化学甾体化合物是激素或合成药物原料。商品名sarsasapogenin用于治疗老年痴呆症OHOO48大学基础化学甾体化合物是激素或合成药物原料。7–脱氢胆甾醇维生素D3HOHO49大学基础化学