医用化学课件 14 杂环化合物与生物碱

1.掌握：芳香杂环化合物的概念、分类与命名。2.熟悉：吡咯、吡啶的结构与化学性质；嘧啶、嘌呤及其衍生物。3.了解：生物碱的概念、性质。4.能
从结构上认识杂环化合物和生物碱，理解杂环化合物和生物碱在生命过程中的作用及医药学价值。在有机物中通常将碳和氢之外的其它原子称为杂原
子。常见的杂原子有O、S、N 等。 杂环化合物是指那些具有与苯环相似的闭合共轭体系的杂环化合物，它们具有不同程度的芳香性，所以，
也叫芳杂环。 第一节 杂环化合物一、分类和命名 （一）分类 （二）命名 杂环化合物的命名一般用的是音译法：根据国际通用英文名称
译音，在同音汉字左边加“口”旁命名。 五元一杂： 五元二杂： 六元一杂： 六元二杂： 稠杂环： N杂环的顺口溜：氮五吡咯六吡啶间氮
咪唑和嘧啶吲哚喹啉左并苯嘧咪相连是嘌呤编号规则：单杂环：1、只有一个杂原子：以杂原子为编号起点，杂原子的编号为1，也可以用希腊字母
编号，靠近杂原子的碳为α位，其次为β位等。如： α-呋喃甲醛（2-呋喃甲醛） β-吡啶甲酸（3-吡啶甲酸） 2、含一个以上的杂原子
：（1）含相同杂原子：从含H或取代基的杂原子开始编号，并使另一个杂原子的编号尽可能的小。4-甲基咪唑 N-甲基-2-巯基咪唑
4-氨基嘧啶 （2）含不同的杂原子：按O—S—NH—N的顺序编号。如： 5-苯基噻唑 稠杂环：它的编号是固定的，它们大都与稠芳环的
编号类似。但嘌呤的编号另有具体规定。 萘喹啉5-喹啉磺酸 茚吲哚6-溴吲哚-3-甲酸 嘌呤6-氨基嘌呤 二、五元杂环化合物（一）吡
咯的结构 这类杂环也叫“多π”芳杂环，所以，吡咯的亲电取代比苯容易。与苯比较，吡咯相当于在苯环上有活化基团氨基。 １、酸碱性 （二
） 吡咯的性质2　亲电取代反应 吡咯杂环中环上的电子云密度都比苯大，因而易发生亲电取代反应，反应产物以α-取代产物为主。
三、六元杂环化合物 （一）吡啶的结构氮的三个sp2轨道中，有一个是被未共用电子对占据。 氮原子的作用类似于苯环上的硝基
，使环上的电子云密度降低了。这类杂环又叫“缺π”芳杂环。表现在性质上，亲电取代变难，亲核取代变易，氧化变难，还原变易；另外，由于氮
的未共用电子对暴露在外，从而具有一定的碱性。1、酸碱性吡啶的碱性比氨、脂肪氨弱得多，但比苯胺强，为什么？ （二）吡啶的性质2、取代
反应 亲电取代反应，发生在β位，亲核取代主要发生在?位。吡啶环上各处的电子云密度是不一样的。 3、氧化反应 与苯环类似，吡啶本身很
难被氧化，但烷基吡啶可被氧化成羧酸。例如： 嘧啶的衍生物具有特殊的生理作用。氨基、羟基取代的嘧啶，尿嘧啶、胞嘧啶、胸腺
嘧啶是构成核酸的三个碱基。维生素、生物碱及许多药物中都含有嘧啶结构。（三）嘧啶及其衍生物 四、稠杂环化合物 杂环与杂环稠合或
苯环与杂环稠合而成的化合物总称为稠杂环化合物。首页嘌呤可看成是由一个嘧啶环和一个咪唑环共用2个碳原子稠合而成。9H-嘌呤7H-嘌呤
上页下页药物中生物体中 嘌呤衍生物广泛分布在动植物中，如腺嘌呤、鸟嘌呤均为核酸的碱基。 腺嘌呤 (Adenine)鸟
嘌呤 (Guanine)上页下页首页 次黄嘌呤、黄嘌呤和尿酸是腺嘌呤与鸟嘌呤在体内的代谢产物, 存在于动物肝脏、血和尿中。次
黄嘌呤 黄嘌呤 尿酸 烯醇式 酮 式 上页下页首页尿酸的互
变异构若代谢紊乱，尿中尿酸含量增加，过多时可沉淀形成尿结石；血液中含量过多时，可沉淀在关节、耳垂和皮肤等处，形成通风石。第二节
生物碱 (Alkaloid) 生物碱一般是指生物体内的一类含氮有机化合物，许多生物碱具有显著生理活性。生物碱的分子结构多数属于仲
胺、叔胺，少数为伯胺，常含有氮杂环，且大多具有碱性。 由于生物碱主要存在于植物中, 故又称植物碱。生物碱一般按其来源命名。如烟碱、
麻黄碱等。 生物碱广泛应用于医药中。 上页下页首页有机胺类 麻黄碱（平喘）吡啶衍生物类 碱烟（兴奋）烟喹
啉衍生物类 可卡因 毒品吲哚衍生物类 长春花 （抗癌）嘌呤衍生物类 茶碱（利尿）异喹啉衍生
物类 黄连（止痢）生物碱一、生物碱的性质 1. 碱性上页下页首页 2. 沉淀反应生物碱可与生物碱试剂发生沉淀反应。
常用沉淀剂有：碘化汞钾(K2HgI4)、苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚)、磷钼酸(H3PO4·12MoO3) 等。
绝大多数生物碱具有胺类或含氮杂环的结构，因而显碱性，分子结构类型不同，碱性强弱也不一样。 生物碱可与某些试剂发生特
殊的显色反应。常用的颜色反应试剂有：硫酸，硝酸，盐酸、甲醛，氨水等。其反应机理可能包括氧化、脱水、缩合等反应。3. 显色反应
利用生物碱的沉淀反应和显色反应可鉴别生物碱。上页下页首页游离生物碱一般不溶于水，能溶于氯仿等有机溶剂，亦能溶于稀酸溶液并生成盐。生
物碱盐属离子化合物，其溶解性与生物碱恰好相反。常利用溶解性从植物中提取、精制生物碱。 二、生物碱的一般提取法 三、常见的生物
碱1. 烟碱 (尼古丁 nicotine) 含吡啶环及四氢吡咯环(叔胺)。 存在于烟叶中, 有剧毒。少量对中枢
神经有兴奋作用，大量则抑制中枢神经，出现恶心、呕吐, 使心脏麻痹以至死亡。1支烟含烟碱0.05~2.5mg。上页下页首页2. 吗啡
,可待因和海洛因 吗啡 味苦，对中枢神经有麻痹作用, 有极快的镇痛效力,但易成瘾。临床上一般使用吗啡的盐酸盐及其制剂。 可待因与
吗啡有相同的生理作用, 临床一般使用其磷酸盐, 主要作为镇咳剂。其镇痛作用较小，强度为吗啡的1/4，亦不象吗啡那样易成瘾。 海洛因即二乙酰吗啡, 不存在于自然界, 其成瘾性为吗啡的3~5倍,严禁作为药用,是对人类危害最大的毒品之一。上页下页首页