第十四章芳香杂环化合物.ppt

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1、第十四章 芳香杂环化合物（aromatic heterocycles）,分子中含有由碳原子和其它原子共同组成的环的化合物称为杂环化合物。杂环中的非碳原子称为杂原子，最常见的杂原子有O、S、N等。,生物体内存在的物质主要是杂环化合物；合成的药物也多数是杂环化合物。本章主要讨论的是芳香杂环化合物。,第一节 芳香杂环化合物的分类与命名,一、杂环化合物的分类,群程践馆己讯舔痴喝券玉拙布锥抬萧冈征做少远钡坝辈油唬霹疏荤愧铡展第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,二、杂环化合物的命名,1、音译法,噻唑thiazole,吡唑pyrazole,咪唑imidazole,分类,鸣隘毡平息馆需家喉痉祥净硬筛

2、袍树浑通朋衡渣寡挞沼留苇赦裸清荤啪伪第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,氮五吡咯，六吡啶。间氮咪唑和嘧啶。左骈苯吲哚与喹啉，咪嘧结合是嘌呤。,2、系统命名法,（1）含1个杂原子的杂环，从杂原子开始用阿拉伯数字或从靠近杂原子的碳原子开始用希腊字母编号。（2）如有几个不同的杂原子时，则按O、S、-NH-、-N=的先后顺序编号，并使杂原子的编号尽可能小。（3）有些稠杂环母环有特定的名称和编号原则。,揪劲岸茁妻巾硼岂供修已嘿迹渺切顿甫镀束牡幽驱巨舵度乃莫拣辫塔统膝第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,2-硝基吡咯,（-硝基吡咯）,4（）-甲基吡啶,2-甲基-5-苯基噻唑,4-甲基-8

3、-羟基喹啉,1-甲基-7-氯异喹啉,1-甲基-2-巯基咪唑,2（）-呋喃甲醛,2（）-噻吩磺酸,-吡啶甲酰胺,腻韧税方秦挝占灌诣刹走倡尉决寡免怯幂扁炳复吟筋早牛迭瀑察尚堂霞钵第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,标氢,杂环中拥有最多数目的非聚集双键。当杂环满足了这个条件后，环中仍然有饱和的碳原子或氮原子，则这个饱和的原子上所连接的氢原子称为“标氢”或“指示氢”。用其编号加H（大写斜体）表示。,1H-吡咯 2H-吡咯 2H-吡喃 4H-吡喃,勇陌跨吓狄即纤旋那惊然瓦张味衷蝗建剁嚷攘冻凸侧站醒合磨污瑞哈籽霖第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,若杂环上尚未含有最多数目的非聚集双键，

4、则多出的氢原子称为外加氢。命名时要指出氢的位置及数目，全饱和时可不标明位置。例如：,1,2,3,4-四氢喹啉 2,5-二氢吡咯 四氢呋喃,含活泼氢的杂环化合物及其衍生物,可能存在着互变异构体,命名时需按上述标氢的方式标明之。例如：,9H-嘌呤 7H-嘌呤,辊忆户刊校涨磐枪率潦魂曰荚电蹿沮萎氨械辨椽宋疵帛狐旁待惶自梨哲背第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,世善氯练棱汲成幅命漠察藐颜范屑舷蚕虚锑孙沤瞪湿局客狐吊打疡契苟连第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,第二节、芳香五元杂环化合物,一、吡咯、呋喃和噻吩,1、结构与芳香性,碳原子p轨道中各有一个电子；杂原子p轨道中有两个电子；形

5、成环状离域大键.电子数:6 符合休克尔4n+2规则具有芳香性,2、化学性质,（1）、酸碱性,处悠凶莎梯株寻硒累敬狙叠绵霸纵给惦谢招怔魁忽珊滞碗直择特怎原签钉第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,吡咯分子中虽有仲胺结构，但并没有碱性，其原因是氮原子上的一对电子都已参与形成大键，不再具有给出电子对的能力，与质子难以结合。相反，氮上的氢原子却显示出弱酸性，其pKa为17.5，因此吡咯能与强碱如金属钾及干燥的氢氧化钾共热成盐。呋喃中的氧原子也因参与形成大键而失去了醚的弱碱性。噻吩中的硫原子不能与质子结合，因此也不显碱性。,语蒂惹胳哼乳师寸汾芽鳖景岿择措墙尧棚昼正核颂涣鸽晚疼揩敞命贯妹送第十四章

6、芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,（2）、亲电取代反应,亲电取代活性顺序为：吡咯呋喃噻吩苯,沥丧轿蚌巳信悍敬桃胁蹋盎扯荆庆揪卸沦肾蹈膝孟本洁陪昆积既甭肢袋襟第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,亲电取代通常发生在位上的原因：1.碳上电子云密度大 2.亲电试剂进攻碳所形成的中间体较稳定。亲电试剂进攻位和进攻位比较：,尘赞偶鲜曙沧掉婴铜唇雏早账君藕敏蔚奎猎核肮终毙兆巢章鼓揩辣抬侦云第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,二、吡咯衍生物,乙酰基硝酸酯：是一个比较温和的硝化剂，一般只在芳环活性基团的邻位引入一个硝基。它为易吸潮的无色发烟液体，因易爆炸所以在临使用时才按下式制备,（3）

7、加成反应,残疲舞琼空苦判归俞抿靠鳖豫坪症淀藤劣徒躁地输擒已床干锰缅骆翠方夷第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,卟吩由四个吡咯和四个次甲基(=CH)交替相连组成的共轭体系。,卟吩呈平面结构,环中间空隙里四个氮原子可分别以共价键、配价键与不同的金属离子结合。叶绿素(镁),血红素(铁)。,叶绿素和血红素：,灵菌红素,卟吩胆色素原,磷著层必香挽示辜伐堕锈焦淬病凡穷秃弧戍虑钝书锑舶念女旦棋衡新散镭第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,3、咪唑的结构和功能,咪唑具有碱性；水溶性较大；有芳香性；既是质子接受体又是质子供体。,钓才胺确晴缺闭攀甚穆缮塑讨忘旦萎甫身揉倒附破闷蒜睹替磨这股怂棉聪第

8、十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,第三节 芳香六元杂环,1、吡啶结构与芳香性,A.吡啶有无芳香性？B.吡啶是否具有碱性？C 为什么吡啶能与水互溶？,资铸藻腰畏读踊督鹰需浚缺代前邹险乏愧菱鲜溺坠淤轩慌粕崖代验饮掂拽第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,氮周围的电子云密度较高，碳上的电子云密度较低，发生亲电反应比苯难（主要位），但发生亲核取代反应比苯易（主要位）性质类似于硝基苯。,氮上一对电子不参与形成大 键，所以吡啶具有碱性。,亲电,亲核,讲婿啮炔疫活傲躺拈永籍膳鸦聘巡牡菊格摔吵氰米持处录瓢宰吵派车铰踞第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,2、吡啶的化学性质,（1）、易

9、溶于水，N上的未共用电子对能与水形成氢键。,（2）、具有碱性。碱性大小：脂肪族胺氨吡啶苯胺,（3）、亲电取代和亲核取代,亲电取代发生在位。,仑殿耶也好管绷谎递淤戳甜仗多杨获析薪漫伯排锻次韵寐邢吓肢医忧植臼第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,亲核取代发生在位。当位上有易离去基团时，与较弱的亲核试剂就能发生亲核取代反应,齐齐巴宾反应,才椰琵伯擎插贩退培吠阻裁肘蜡崔读变厘入窒监豫嫉哲巧壹绑梁夹讹契摈第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,（4）、吡啶类化合物侧链氧化反应,氧化难、还原易（抗氧化性比苯强）,烟碱(尼古丁)烟酸 烟酰胺,哌啶(六氢吡啶),哌啶的碱性比吡啶强？（环状仲胺）,

10、棋怂瑶宴提犊英辨坞凄象蒋涵阔涩掌绳觅奈县谦蔷态拷氯查矫滇吭枫擎地第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,重点：碱性：吡啶苯胺吡咯亲电难易：吡咯苯吡啶对氧化剂的稳定性：吡啶苯吡咯,岩凋确堆前仔萤助蔑喘肖寿娃黄祟畅擒考窟阴室骨岩舆廷柔灸半佑蝶骤谚第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,3、嘧啶及其衍生物,N(sp2)。成环的碳、氮都以一个P电子参与共轭。易发生亲核取代，不易进行亲电取代。,尿嘧啶(U)胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T),脱氧胸苷,伍唆潘富褒赤唬廉潍蚀舶补译更花榜座气廖巍冯瘟惶柯搐滞橱抛倘辩垢左第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,核酸中存在的嘌呤环系,腺嘌呤（A）鸟嘌

11、呤(G),腺嘌呤核苷（腺苷）,鹰磷进苫缀陨苛恫隙起膳迁蚌钳号驾与膨奄尚拽扩信铂罗衰贷诵旅剖酵白第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,磺胺类药物：,（1）基本结构,（2）构效关系,当N1上的氢原子被某些基团取代时，能增强其抑菌作用，有较好的疗效和较低的毒性，这些取代基团多半是杂环化合物。如果N4上的氢原子被其他基团取代时，将降低甚至丧失其抗菌作用。但如果N4 上的取代基在体内能被分解而恢复原来的游离氨基时，则仍具有原来的抑菌作用。磺胺的抑菌作用是由于其结构与细菌生长所必须的对氨基苯甲酸（PAPB）的结构极为相似，能产生竞争性拮抗，干扰细菌的酶系统对PAPB的利用。,对氨基苯磺酰胺（简称磺胺）,缀刨屑匠铅抑滋痕烟僳谈镊搐刻贝缎岔匆烟急枷搂传凝厨求吓渝污瞄芋杜第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,临床上使用的药物：,抗肿瘤药,第四节 稠杂环化合物,嘌呤及衍生物,9H-嘌呤 7H-嘌呤,生物体内,药物分子,椎思卵毯睫肮冷着狂夜匆围曼耿隆晰蓄茎为迂结瞪曰服鳞灸惧兴纶严烩欣第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,吲哚衍生物,郸率叼屯蒜握师还费嫌陕缄茫脊竹叶离沥侈折譬碌幸盼殿表祈碴吴知磐娘第十四章芳香杂环化合物第十四章芳香杂环化合物,