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1、第第1212章章 含硫、磷和砷有机化合物含硫、磷和砷有机化合物1、含硫和含氧化合物对照、含硫和含氧化合物对照一、含硫、磷和砷有机化合物简介一、含硫、磷和砷有机化合物简介电子构型电子构型：O 1s22s22p4 S 1s22s22p63s23p4 2 2、含磷、砷和含氮化合物对照、含磷、砷和含氮化合物对照一、含硫、磷和砷有机化合物简介一、含硫、磷和砷有机化合物简介注意各类化合物汉字的表达！注意各类化合物汉字的表达！二、硫醇和硫醚的结构和命名二、硫醇和硫醚的结构和命名n 含含硫硫有有机机化化合合物物是是一一类类重重要要化化合合物物，如如青青霉霉素素、磺磺胺胺类类药药物物、维维生生素素B B1 1以
2、以及及辅辅酶酶A A等等，都都是是含含硫硫有有机机物物。这这些些化化合合物物在在治治疗疗疾疾病病、维维持持生生命命健健康康和和物物质质代代谢谢中中起起着着重重要要的的作作用用。本本节节主主要要讨讨论论硫硫醇醇和和硫硫醚醚以以及与医药有关的含硫化合物。及与医药有关的含硫化合物。 ROHROH分子中分子中分子中分子中OO被被被被S S替代的化合物叫硫醇。替代的化合物叫硫醇。替代的化合物叫硫醇。替代的化合物叫硫醇。ArOHArOH分子中分子中分子中分子中OO被被被被S S替代的化合物叫硫酚。替代的化合物叫硫酚。替代的化合物叫硫酚。替代的化合物叫硫酚。在相应的在相应的“醇醇”或或“酚酚”前面加前面加“
3、硫硫”。例：例：二、硫醇和硫醚的结构和命名二、硫醇和硫醚的结构和命名三、硫醇和硫醚的物理性质三、硫醇和硫醚的物理性质三、硫醇和硫醚的物理性质三、硫醇和硫醚的物理性质 低级硫醇特臭，奇臭，可用作煤气泄漏提示剂、低级硫醇特臭，奇臭，可用作煤气泄漏提示剂、低级硫醇特臭，奇臭，可用作煤气泄漏提示剂、低级硫醇特臭，奇臭，可用作煤气泄漏提示剂、葱蒜味调香剂；水中溶解度、沸点均低于相应的醇葱蒜味调香剂；水中溶解度、沸点均低于相应的醇葱蒜味调香剂；水中溶解度、沸点均低于相应的醇葱蒜味调香剂；水中溶解度、沸点均低于相应的醇（RSHRSH无分子间氢键！）无分子间氢键！）无分子间氢键！）无分子间氢键！）例：例：例：
4、例：四、四、硫醇的化学性质硫醇的化学性质1 1、硫醇的酸性、硫醇的酸性n硫醇、硫酚的酸性比醇和酚的酸性要强。硫醇、硫酚的酸性比醇和酚的酸性要强。n RSH的的pKa11 ，ROH的的pKa18n 2RSH+HgO (RS)2Hg（白色）（白色）+H2O2RSH+(CH3COO)2Pb (RS)2Pb（黄色）（黄色）+2CH3COOHn应用：作为重金属中毒的解毒剂应用：作为重金属中毒的解毒剂 1、硫醇的酸性、硫醇的酸性医学上的几种重金属解毒剂：医学上的几种重金属解毒剂：重金属解毒剂作用机理：重金属解毒剂作用机理：2 2、硫醇的氧化、硫醇的氧化、硫醇的氧化、硫醇的氧化RSHRSH比比比比ROHRO
5、H易被氧化！易被氧化！易被氧化！易被氧化！A A在缓和的氧化剂存在下，硫醇可被氧化生成在缓和的氧化剂存在下，硫醇可被氧化生成二硫化合物二硫化合物（disulfide）。）。四、四、硫醇的化学性质硫醇的化学性质在蛋白质中，二硫键对保持蛋白质分子特殊空间结构具有重要在蛋白质中，二硫键对保持蛋白质分子特殊空间结构具有重要意义意义。在生物体内，巯基与二硫键之间的氧化还原作用，是一。在生物体内，巯基与二硫键之间的氧化还原作用，是一个非常重要的生理过程。个非常重要的生理过程。 2 2、硫醇的氧化、硫醇的氧化、硫醇的氧化、硫醇的氧化B B B B强氧化剂强氧化剂强氧化剂强氧化剂( ( ( (浓浓浓浓HNOH
6、NOHNOHNO3 3 3 3、发烟、发烟、发烟、发烟HNOHNOHNOHNO3 3 3 3、KMnOKMnOKMnOKMnO4 4 4 4) ) ) )氧化：氧化：氧化：氧化：四、四、硫醇的化学性质硫醇的化学性质3、硫醇的酯化、硫醇的酯化 生物体内重要的硫醇酯是生物体内重要的硫醇酯是乙酰辅酶乙酰辅酶A（酰基转移酶（酰基转移酶的辅酶）泛酸的衍生物。的辅酶）泛酸的衍生物。3、硫醇的酯化、硫醇的酯化辅酶（辅酶（coenzyme ）A的结构式：的结构式：辅酶辅酶A的缩写的缩写：HSCoA乙酰辅酶乙酰辅酶A的生成的生成：五、硫醚的氧化五、硫醚的氧化 n硫醚因分子中的硫原子上有两对未共用电子对，硫醚因分
7、子中的硫原子上有两对未共用电子对，可与氧原子成键而被氧化。氧化产物视氧化条件可与氧原子成键而被氧化。氧化产物视氧化条件而异，室温下硫醚可被而异，室温下硫醚可被HNOHNO3 3、CrOCrO3 3或或H H2 2O O2 2氧化成亚氧化成亚砜（砜（sulfoxidesulfoxide）；在高温下，硫醚可被发烟硝酸、）；在高温下，硫醚可被发烟硝酸、高锰酸钾或过氧酸氧化成砜（高锰酸钾或过氧酸氧化成砜（sulfonesulfone）。）。二甲亚砜（二甲亚砜（DMSO）：良好的溶剂和药物渗透剂。良好的溶剂和药物渗透剂。五、硫醚的氧化五、硫醚的氧化 硫醚类药物可在代谢过程中氧化成亚砜和砜。硫醚类药物可在
8、代谢过程中氧化成亚砜和砜。如：抗精神失常药硫利哒嗪经代谢氧化后，药效增高一倍：如：抗精神失常药硫利哒嗪经代谢氧化后，药效增高一倍：非甾体抗炎药硫茚酸经氧化代谢生成亚砜化合物后才有效：非甾体抗炎药硫茚酸经氧化代谢生成亚砜化合物后才有效：六、磺胺类药物（六、磺胺类药物（sulfa-drugssulfa-drugs） 磺磺胺胺类类药药物物的的优优点点是是抗抗菌菌谱谱较较广广，对对链链球球菌菌和和葡葡萄萄球菌有很好的抑制作用。是一类重要的抗菌药物。球菌有很好的抑制作用。是一类重要的抗菌药物。对氨基苯磺酰胺（对氨基苯磺酰胺（磺胺磺胺，SNSN） 磺胺类药物是怎样发现的？磺胺类药物是怎样发现的？染料（染料
9、（prontosil）也能治病）也能治病对苯二胺对苯二胺对氨基苯磺酰胺对氨基苯磺酰胺1935年德国病理学家年德国病理学家多马克（多马克（G.Domark）偶然发现。偶然发现。女儿患了链球菌感染，女儿患了链球菌感染，无药可治，试用此染料。无药可治，试用此染料。 (1939年因此获诺贝尔生年因此获诺贝尔生理医学奖理医学奖)六、磺胺类药物（六、磺胺类药物（sulfa-drugssulfa-drugs） 抗菌作用与化学结构的关系：抗菌作用与化学结构的关系： 当当N1上上的的一一个个氢氢原原子子被被某某些些基基团团（杂杂环环）取取代代时时，抑抑菌菌作作用用，如如N4上上的的一一个个氢氢原原子子被被其其它
10、基团取代则作用它基团取代则作用或丧失疗效。或丧失疗效。 因因具具有有N N4 4游游离离氨氨基基的的磺磺胺胺与与细细菌菌繁繁殖殖所所需需的的对对氨氨基基苯苯甲甲酸酸结结构构极极为为相相似似，使使酶酶难难以以识识别而达到抑菌作用。别而达到抑菌作用。六、磺胺类药物（六、磺胺类药物（sulfa-drugssulfa-drugs） 磺胺类药物的治病机理磺胺类药物的治病机理-阻止细菌生长所需维生素的合成阻止细菌生长所需维生素的合成六、磺胺类药物（六、磺胺类药物（sulfa-drugssulfa-drugs） 目前常用的磺胺药物：目前常用的磺胺药物：六、磺胺类药物（六、磺胺类药物（sulfa-drugss
11、ulfa-drugs） 膦：膦：膦：膦：通常所指的膦是通常所指的膦是通常所指的膦是通常所指的膦是PHPHPHPH3 3 3 3( ( ( (三氢化磷三氢化磷三氢化磷三氢化磷) ) ) )。当膦分子中。当膦分子中。当膦分子中。当膦分子中的氢原子分别被烷基取代后，则形成不同取代程的氢原子分别被烷基取代后，则形成不同取代程的氢原子分别被烷基取代后，则形成不同取代程的氢原子分别被烷基取代后，则形成不同取代程度的度的度的度的烷基膦和季鏻盐烷基膦和季鏻盐烷基膦和季鏻盐烷基膦和季鏻盐： 有机含磷化合物通常是指含有机含磷化合物通常是指含有机含磷化合物通常是指含有机含磷化合物通常是指含CPCP键的化合物。键的化
12、合物。键的化合物。键的化合物。 常见的有机含磷化合物有：常见的有机含磷化合物有：常见的有机含磷化合物有：常见的有机含磷化合物有：膦、膦酸、磷酸酯。膦、膦酸、磷酸酯。膦、膦酸、磷酸酯。膦、膦酸、磷酸酯。七、含磷有机化合物的结构、分类和命名七、含磷有机化合物的结构、分类和命名膦酸：膦酸：膦酸：膦酸：磷酸分子中的羟基被氢原子取代后的化合物。磷酸分子中的羟基被氢原子取代后的化合物。磷酸分子中的羟基被氢原子取代后的化合物。磷酸分子中的羟基被氢原子取代后的化合物。膦酸分子中的羟基被烃基取代后的产物叫烷基膦酸，膦酸分子中的羟基被烃基取代后的产物叫烷基膦酸，膦酸分子中的羟基被烃基取代后的产物叫烷基膦酸，膦酸分
13、子中的羟基被烃基取代后的产物叫烷基膦酸，当三个羟基均被烃基取代时，则形成三烃基氧化膦。当三个羟基均被烃基取代时，则形成三烃基氧化膦。当三个羟基均被烃基取代时，则形成三烃基氧化膦。当三个羟基均被烃基取代时，则形成三烃基氧化膦。 有机含磷化合物通常是指含有机含磷化合物通常是指含有机含磷化合物通常是指含有机含磷化合物通常是指含CPCP键的化合物。键的化合物。键的化合物。键的化合物。 常见的有机含磷化合物有：常见的有机含磷化合物有：常见的有机含磷化合物有：常见的有机含磷化合物有：膦、膦酸、磷酸酯。膦、膦酸、磷酸酯。膦、膦酸、磷酸酯。膦、膦酸、磷酸酯。七、含磷有机化合物的结构、分类和命名七、含磷有机化合
14、物的结构、分类和命名磷酸或膦酸分子中的氢原子被烃基取代后的化合物称磷酸或膦酸分子中的氢原子被烃基取代后的化合物称磷酸酯或磷酸酯或膦酸酯膦酸酯：例如：例如：烷基膦和烷基膦酸分子中均含有烷基膦和烷基膦酸分子中均含有CP键。键。七、含磷有机化合物的结构、分类和命名七、含磷有机化合物的结构、分类和命名七、含磷有机化合物的结构、分类和命名七、含磷有机化合物的结构、分类和命名烷基膦的结构烷基膦的结构烷基膦的结构烷基膦的结构 烷基膦的结构与胺相似。烷基膦中的磷原子也是采取不烷基膦的结构与胺相似。烷基膦中的磷原子也是采取不等性等性sp3杂化，使烷基膦分子呈现角锥形结构，但是烷基膦杂化，使烷基膦分子呈现角锥形结
15、构，但是烷基膦分子中的分子中的CPC键角小于胺分子中的键角小于胺分子中的CNC键角：键角： 键角减小的原因是磷原子的体积比氮原子大，取代基键角减小的原因是磷原子的体积比氮原子大，取代基之间的非键张力得到缓解。键角减小的结果导致磷原子上之间的非键张力得到缓解。键角减小的结果导致磷原子上的孤对电子裸露程度增大，所以的孤对电子裸露程度增大，所以烷基膦的亲核性大于胺烷基膦的亲核性大于胺。 七、含磷有机化合物的结构、分类和命名七、含磷有机化合物的结构、分类和命名 三烷基膦的两种不同的角锥构型可以相互转化，三烷基膦的两种不同的角锥构型可以相互转化，但其转化能垒约为但其转化能垒约为150kJ/mol-1，比
16、叔胺高得多，比叔胺高得多(叔胺叔胺约为约为25 kJ/mol-1)，通常需要加热才能实现转化。所，通常需要加热才能实现转化。所以，以，当磷原子上连有三个不同的烃基时，三烃基膦当磷原子上连有三个不同的烃基时，三烃基膦分子具有手性分子具有手性。例如：。例如：烷基膦的结构烷基膦的结构烷基膦的结构烷基膦的结构: :七、含磷有机化合物的结构、分类和命名七、含磷有机化合物的结构、分类和命名八、磷酸酯八、磷酸酯八、磷酸酯八、磷酸酯ATP(三磷酸腺苷三磷酸腺苷)ATP在体内常作为在体内常作为“能源库能源库”，为物质的代谢过程提供所需能量：，为物质的代谢过程提供所需能量：卵磷酯是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的磷酸单
17、酯：卵磷酯是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的磷酸单酯：八、磷酸酯八、磷酸酯八、磷酸酯八、磷酸酯九、有机磷农药九、有机磷农药九、有机磷农药九、有机磷农药许多有机含磷化合物是有毒的或者是剧毒的。例如：许多有机含磷化合物是有毒的或者是剧毒的。例如：1、有机磷杀虫剂的结构与分类：通式：九、有机磷农药九、有机磷农药九、有机磷农药九、有机磷农药 一些毒性相对较小的有机含磷化合物被用于农业杀虫剂、一些毒性相对较小的有机含磷化合物被用于农业杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。例如：杀菌剂、除草剂等。例如：九、有机磷农药九、有机磷农药九、有机磷农药九、有机磷农药2、化学性质A 水解水解:将失去活性将失去活性B 氧化氧化:活性增
18、加活性增加九、有机磷农药九、有机磷农药九、有机磷农药九、有机磷农药3、有机磷杀虫剂的作用机理与防治、有机磷杀虫剂的作用机理与防治 乙酰胆碱乙酰胆碱是一种神经递质，靠是一种神经递质，靠胆碱酯酶胆碱酯酶维持乙酰胆维持乙酰胆碱在体内的水平。有机磷农药进入体内后，与碱在体内的水平。有机磷农药进入体内后，与胆碱酯酶胆碱酯酶作用形成作用形成磷酰化胆碱酯酶磷酰化胆碱酯酶，从而使胆碱酯酶丧失水解乙，从而使胆碱酯酶丧失水解乙酰胆碱的能力，引起乙酰胆碱在体内的累积，造成神经酰胆碱的能力，引起乙酰胆碱在体内的累积，造成神经功能过度兴奋。功能过度兴奋。作用机理：九、有机磷农药九、有机磷农药九、有机磷农药九、有机磷农药3、有机磷杀虫剂的作用机理与防治、有机磷杀虫剂的作用机理与防治解毒剂：夺取磷酰基，恢复胆碱酯酶活性解毒剂：夺取磷酰基，恢复胆碱酯酶活性常见的解毒剂：氯磷定、解磷定和阿托品。常见的解毒剂：氯磷定、解磷定和阿托品。含砷有机化合物（自学）含砷有机化合物（自学）有机硫、磷、砷化学毒剂及预防（自学）有机硫、磷、砷化学毒剂及预防（自学）3、硫醇的酯化、硫醇的酯化乙酰辅酶乙酰辅酶A的功能的功能作为作为酰化剂酰化剂乙酰辅酶乙酰辅酶A的功能的功能作为作为亲核试剂亲核试剂
