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1、杂环化合物的定义,在环状化合物中，构成环的原子除碳原子外还含有非碳原子的化合物 杂原子：（O、S、N） 下列化合物不被划归为杂环化合物,第14章 杂环化合物,易开环，性质与链状相似，不划归入杂环,1. 五元杂环,吡咯,呋喃,噻吩,咪唑,噁唑,噻唑,吡唑,异噁唑,一、分类和命名,3. 稠杂环,吡啶,嘧啶,吡喃,嘌呤,吲哚,喹啉,2. 六元杂环,杂环化合物的命名,音译法：英文发音写成中文，并加“口”字旁。 与芳香族化合物相似 若环上连有取代基，需对环进行编号，原则如下：,（1）从杂原子开始；,（2）如有两个杂原子，按O、S、NH、N的顺序确定最小编号位置，并使另一个杂原子的编号尽可能小；,2-乙基
2、吡咯,-,2-呋喃甲醛,-,3-吡啶甲酸,-,4-甲基咪唑,4-乙基噻唑,5-羟基嘧啶,6-氨基嘌呤,（4）稠杂环固定编号,8-羟基喹啉,6-溴-3-吲哚甲酸,（3）存在异构体时，标氢（H）区别。,4H-吡喃,2H-吡喃,3H-吲哚,所有成环原子sp2杂化； C、N未杂化的5个p轨道相互平行重叠成闭合的共轭体系，电子数为6，具有芳香性,吡咯：C4H5N,等性sp2杂化,富电子，易亲电取代,二、含一个杂原子的五元杂环化合物,1.结 构,吡喃、噻吩结构与吡咯相似 O、S、N的电负性比C的大，使键长和电子云密度没有达到完全平均化，芳香性不及苯。,共振能 呋喃：68kJmol-1 吡咯：90kJmol
3、-1 噻吩：122kJmol-1 苯：150kJmol-1, 稳定性顺序为： 苯噻吩吡咯呋喃,位电子云密度高，易受亲电试剂进攻,2. 化学性质,（1） 亲电取代反应,活性顺序： 吡咯呋喃噻吩苯,O的电负性大于N，使呋喃环上C周围的电子云密度小于吡咯。,S的原子半径明显大于C，使大键共轭得不好，环上C周围的电子云密度小。,遇强酸，破坏了芳香体系，容易发生开环、氧化、聚合等反应。另外呋喃和吡咯电子云密度高，对氧化剂敏感，因此，其亲电取代反应应避免强酸、强氧化剂，选择较为温和的反应条件。,在 酸的作用下质子化，主要在位,硝化：,卤代：,磺化：,若环上连有钝化基，可用强酸,（2） 吡咯的酸碱性,碱性:
4、 pKb=13.6 比苯胺弱,酸性: pKa=15 比苯酚弱，比醇强,卟吩,3. 吡咯的重要衍生物血红素,不等性sp2杂化,缺电子，不易亲电取代,1. 吡啶（C5H5N）的结构,有成环原子都以sp2杂化轨道,电子数为6，具有芳香性,三、含一个杂原子的六元 杂环化合物,（1） 吡啶的碱性与亲核性,吡啶氮原子上的未共用电子对未参与共轭， *碱性：,2. 吡啶的化学性质,氮原子上的未共用电子对具有一定的亲核性,叔胺(pKb=34) 氨吡啶 (pKb=8.8) 苯胺(pKb=9.12) 吡咯(pKb=13.6),位电子云密度相对高，亲电试剂进攻的位置,（2） 亲电取代反应,氧化反应：,比苯难,（3）
5、氧化还原反应,还原反应：,环上电子云密度低，比苯易,（3） 氧化还原反应,五元环中含有两个或两个以上杂原子其中至少有一个是氮原子的杂环化合物叫唑。,吡咯中的N,吡啶中的N,咪唑的结构,四、含两个杂原子的五元杂环化合物,酶蛋白中组氨酸残基的咪唑基pKa为7.35，在生理条件下（pH=7.357.45）咪唑的质子化状态和未质子化状态同时存在，既可以作为质子的受体，又可以作为质子的供体，在酶促反应中具有酸和碱的功能，这在生理过程中十分重要。,咪唑的酸碱两性,嘧啶,尿嘧啶(U),胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T),2，4-二氧嘧啶,2-氧-4-氨基嘧啶,2，4-二氧-5-甲基嘧啶,1、嘧啶杂环,五、重要的生
6、物杂环化合物,嘧啶杂环的结构互变,2、嘌呤杂环,嘌呤易溶于水，其水溶液显中性，能与强酸或强碱成盐。其酸性(pKa=8.9)比苯酚(pKa=10)强，碱性(pKb=11.6)比吡啶(pKb=8.8)弱。在水溶液中易于发生互变异构。,嘌呤环系,9H-嘌呤,7H-嘌呤,腺嘌呤(A) (6-氨基嘌呤),鸟嘌呤(G) (2-氨基-6-羟基嘌呤),尿酸为白色晶体，难溶水，具有弱酸性(pKa=5.75)，可与碱成盐。尿酸是鸟类和爬虫类动物体内蛋白质的代谢产物，由尿排出。人的血液和尿液中含量较少，在代谢发生障碍时，尿液中的尿酸量增加而形成尿结石，血液中的尿酸含量过高时，可沉淀在关节外形成痛风石。,3、尿酸,磺
7、胺类药物(sulfa drug)是继青霉素之后使用的一类化学抗菌药，基本结构是对-氨基苯磺酰胺。,对-氨基苯磺酰胺本身就有抑菌作用。当 N1上的 H 原子被某些基团取代时，抗菌作用增强；若 N4 上的 H 被取代，则抗菌能力降低甚至丧失。因为具有N4游离氨基的磺胺与细菌繁殖所需的对氨基苯甲酸结构极为相似，使酶难以识别而达到抑菌作用。,*磺胺类药物,如 N4 上的取代基易在体内分解而恢复成-NH2 时，则仍具有原来的抗菌作用。,大多数磺胺类药物是不同杂环取代了磺胺的N1位上的一个H原子 。,磺胺嘧啶 SD,磺胺甲基异噁唑 SMZ,*第二节 维生素,一、维生素概述,1. 定义:,维持正常生命活动所
8、必需的一类小分子有机化合物,2. 特点,既不供给能量，也不构成组织成分 体内不能合成或合成甚微，必须由食物供给 需要量很少 (gmg/d ), 但不可缺少,参与体内物质代谢与调节 参与辅酶组成,3. 功能,脂溶性维生素：A、D、E、K。此类维生素因排泄效率不高，过多摄入会在体内蓄积而导致中毒 水溶性维生素：B族、维生素C、维生素P 等,按生理功能和发现先后：A、B、C、D 等,5. 命名,4. 分类,根据化学结构：初发现时以为是一种，以后证实是几种维生素的混合物，则根据化学结构的不同在字母右下方注以1、2、3等，如A1,维生素A1,维生素A2,二、脂溶性维生素,（一）维生素A,1. 结构,2.
9、 功能 构成视觉细胞内感光物质 维持上皮组织结构的完整, 促进上皮细胞糖蛋白 的合成 参与皮质激素、性激素合成及骨组织形成，促进 生长发育 防癌作用：刺激体液及细胞免疫 VA 缺乏：粘膜干燥，干眼病；VA过量: 恶心、头 痛、皮疹,3. 来源 动物性食品：肝、蛋黄、奶油 植物性食品：类胡萝卜素（维生素A原 本 身不具 有VA活性，但在体内可转变为VA的物质）,（二）维生素E（生育酚）,1. 结构,参与多种酶活动，维持和促进生殖机能 天然抗氧化剂、抗衰老、 防癌及增强免疫作用,2. 功能,3. 来源 植物油. 麦胚, 硬果, 种子类, 豆类, 谷类,-生育酚,维生素K1,维生素K2,（三）维生素
10、K,1. 结构,2、功能,促进凝血因子形成，加速血液凝固。 维生素K缺乏会导致凝血功能障碍, 出现全身多部位出血甚至颅内出血。,3. 来源 深绿色蔬菜, 富含乳酸菌的食品及肉、蛋等,水溶性维生素包括B族维生素和维生素 C、维生素P等。B族维生素包括维生素B1、维生素B2、烟酸和烟酰胺、泛酸、维生素B6、生物素、叶酸和维生素B12等。,三、水溶性维生素,水溶性维生素在组织内浓度恒定, 构成辅酶成分，参与物质代谢。无中毒症, 过多即随尿排出。,（一）维生素B1 （硫胺素）,1. 结构 含S、-NH2,盐酸硫胺素,2. 功能 参与糖的代谢；促进能量代谢；维持 神经与消化系统的正常功能。长期摄入不 足
11、会出现周围神经炎、浮肿、心肌变性、 情绪急躁、精神惶恐、健忘等,3. 来源 谷类、豆类、酵母、干果、 动物内脏、 蛋类、瘦肉、乳类、蔬菜、水果等,（二）维生素B2 （称核黄素，riboflavin）,1. 结构,2. 功能 促进糖、脂肪和蛋白质的代谢；维持皮 肤、粘膜、视觉的正常机能。B2 缺乏可 引起口角炎、舌炎、口腔炎、眼结膜炎、 脂溢性皮炎和视觉模糊等,3. 来源 奶类、动物肝肾、蛋黄、鱼，胡萝卜、 香菇、紫菜、芹菜、柑、橘等,（三）维生素PP（预防癞皮病因子）,1. 结构,烟酸,烟酰胺,2. 功能 脱氢酶的辅酶;参与糖、脂类、丙酮酸 代谢、及高能磷酸键的形成等。维pp 缺乏可致癞皮病。
12、,3. 来源 动物肝肾、瘦肉、鱼、卵、麦制品、 花生、梨、枣、无花果等,1. 结构,2. 功能 参与辅酶A的形成，是酶的转酰基辅因子。 轻度缺乏可致疲乏、食欲差、消化不良等。 重度缺乏可致肌肉协调性差; 肌肉及胃肠 痉挛等,3. 来源 肉类、动物肾脏与心脏、谷类、麦芽、 绿叶蔬菜、啤酒酵母、坚果、糖蜜等,（四）泛酸 (pantothenic acid),1. 结构,2. 功能 转氨酶及脱羧酶的辅酶, 镇吐。 缺乏时可致呕吐、中枢神经兴奋等,3. 来源 牛乳、肉、肝、蛋黄、谷物和蔬菜等,（五）维生素B6,吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺,（六）生物素,1. 结构,2. 功能 羧化酶的辅酶，脂肪和蛋白质正常
13、代谢 不可缺少的物质。 缺乏时可致发育缓慢、 皮肤损伤、体内蛋白质和脂肪代谢紊乱,3. 来源 分布广泛，如牛奶、水果、啤酒酵母、 牛肝、蛋黄、动物肾脏、糙米等,（七）叶 酸,1. 结构,2. 功能 蛋白质和核酸合成的必需因子；参与血红 蛋白结构中卟啉基的形成、红细胞和白细 胞的快速增生；体内多种氨基酸的转化、 大脑中长链脂肪酸如DHA的代谢；肌酸、肾 上腺素及胆碱的合成等。 叶酸是最容易缺 乏的维生素之一。 婴儿、孕妇缺乏时会 引起贫血。膳食中缺乏叶酸易引起动脉硬 化、诱发结肠癌和乳腺癌等。,3. 来源 绿色蔬菜中，动物肝、肾,（八）维生素B12 （钴胺素）,唯一含金属(Co)的维生素,1.
14、结构,2. 功能,3. 来源 主要是动物性食品，内脏、肉类、贝壳 类、蛋类、奶,维生素B12 能促进红细胞的发育和成熟，使肌体 造血机能处于正常状态，预防恶性贫 血；促进三大代谢；促进蛋白质、核酸 的生物合成。维生素B12严重缺乏会导 致恶性贫血及精神抑郁、记忆力下降等 神经系统疾病。,1. 结构,2. 功能 天然抗氧化剂 ；防治坏血病；保护牙齿、 骨骼、增加血管壁弹性。缺乏时可致坏血 病, 表现为疲劳、倦怠、易感冒。典型症 状是牙龈出血、牙床溃烂、牙齿松动，毛 细血管脆性增加。最容易缺乏的维生素之一。,3. 来源 新鲜水果和蔬菜,（九）维生素C （抗坏血酸）,L-抗坏血酸,自然界存在的有生理活性的是L-型抗坏血酸。D-异构体的活性仅为L-异构体的10%,作 业,210页，14-5、14-6、14-7、14-8、14-9,
