第12章芳香杂环化合物2016全解.ppt

第四节 生物碱 一、生物碱的概念 一般指含氮的碱性有机化合物，多是含氮杂环衍生物，也有少数为非杂环衍生物，由于是从生物体（主要是植物）内取得，所以称为生物碱。 二、生物碱的一般性质 1、物理性质：一般为无色结晶，味苦，不溶或难溶于水，能溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 2、化学性质 （1）生物碱的沉淀反应 生物碱的中性或酸性水溶液可与某种或多种试剂作用生成沉淀，如碘化铋钾，磷钨酸等。 应用： （2）生物碱的颜色反应 生物碱的结构不同与显色剂作用，颜色有所区别，常见显色剂有钒酸－硫酸试剂，钼酸钾等。 吡咯、苯、吡啶三者比较： 吡啶 “缺?芳杂环” 吡咯 “富?芳杂环” 苯 ?电子云均匀 亲电取代反应活性：吡咯 ＞ 苯 ＞ 吡啶 从结构分析，吡啶比苯 ①难亲电取代(主要在β位)； ②易亲核取代(主要在α、γ位)； ③难被氧化； ④易被还原。 二、六元杂环的化学性质（4条 掌握） 1.吡啶的碱性 吡啶是弱碱 ，只能与强无机酸成盐。 氮为SP2杂化，束缚电子能力较强，不易给出孤对电子 碱性强弱顺序： 脂肪胺 ＞氨 ＞吡啶 ＞苯胺 ＞吡咯 吡啶 苯胺 吡咯 pKb 8.8 9.3 13.6 实验测得： 2.取代反应 (1)亲电取代 吡啶与硝基苯相似，难发生亲电取代。 ①卤代 ②硝化 ③磺化 (2)亲核取代 ?-氨基吡啶 (70%) 主要在电子云密度较小的?和?位 当α或γ位上有易离去基团(Cl、Br)时，较弱的亲核试剂（如NH3,H2O等）也能发生亲核取代反应。 ?-羟基吡啶 ?-氨基吡啶 吡啶环对氧化剂较苯环稳定，而对还原剂比苯活泼。 3.氧化与还原反应 六氢吡啶(pKb=2.8)属仲胺类化合物，其碱性比吡啶强106 1.吡咯衍生物 吡咯的衍生物在自然界中分布很广。例如 叶绿素、血红素、维生素B12都是吡咯衍生物(含卟吩环)，它们都具有重要的生理活性。 卟吩的结构 三、重要的杂环衍生物 血红素的结构 维生素 B12的结构 叶绿素a (R=-CH3) 叶绿素b (R=-CHO) 叶绿素的结构 2.吡啶衍生物 吡啶的重要衍生物维生素PP，包括β-吡啶甲酸和β-吡啶甲酰胺，在医药上有重要的作用。 维生素PP是B族维生素之一，它能促进组织新陈代谢，体内缺乏时能引起粗皮病，米糠、牛乳、肉类和花生中含量较多。 β-吡啶甲酸 （烟酸） β-吡啶甲酰胺 （烟酰胺） 环状 大p键 3.嘧啶及其衍生物 嘧啶2个N的吸电子作用，使C上π电子云密度比吡啶还低，故嘧啶比吡啶更难发生亲电取代反应。 嘧啶本身在自然界并不存在，但其衍生物在自然界中很多。如核酸是含有嘧啶衍生物（称为碱基）的重要生物大分子。 核酸中的碱基分为两类：嘧啶碱和嘌呤碱 嘧啶碱有三类： 4.喹啉及其衍生物 根据N在环上的位置不同分为： 喹啉是苯与吡啶的稠合体。通常情况下，喹啉亲电取代反应总是优先发生在苯环上，而且像萘一样主要在5和8位生成取代产物。? 喹啉、异喹啉氧化或还原都比苯容易。氧化易发生在苯环上(失去苯环)，而还原则发生在吡啶环上(保留苯环)。 5.吲哚及其衍生物 β-吲哚乙酸，最初是从尿中取得。 少量β-吲哚乙酸能促进植物生长，用量大时则对植物有杀伤作用，侧链上如果再多一个CH2就会失去生理效能。 6.嘌呤及其衍生物 嘌呤碱主要有两类： 检验生物碱的存在 * * 第一节 杂环化合物的分类与命名 熟悉与掌握 第二节 五元杂环化合物 一、结构 （掌握） 二、化学性质 （掌握） 第三节 六元杂环化合物 一、结构（掌握） 二、化学性质 （掌握） 第四节 重要的芳香杂环化合物（了解） 第十二章 芳香杂环化合物 杂环化合物定义： 构成环的原子除碳原子外，还含有一个或多个非碳原子的有机化合物。 常见杂原子 O、S、N 前面学过的环氧化合物、内酯、内酸酐等: 因环不稳定，易开环，其性质与开链化合物相似，所以不把它们列为杂环化合物中。 环氧乙烷 γ-丁内酯 丁二酸酐 本章讨论的杂环化合物是指环系较稳定，并具有一定芳香性的杂环化合物，被称为芳(香)杂环化合物。 不易加成、不易氧化、易亲电取代 杂环化合物与人类