杂环化合物和维生素ppt课件

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1、十四十四 杂环化合物和维生素杂环化合物和维生素杂环化合物：构成环系的原子除了碳原子外， 还有杂其他原子。杂原子：O, S, N等。例如：本章的杂环是指：环系比较稳定，构造上具有 4n+2个电子的闭合共轭体 系，且具有芳性的杂环。一一.分分类和命名和命名.一分类.2.按环的数目和衔接方式分为：1.按环的大小分为：五员环，六员环第一节第一节 芳香杂环化合物芳香杂环化合物单杂环：稠杂环呋喃嘌呤喹啉噻吩二命名法二命名法.多用多用习惯命名法命名法1、杂环母体的命名音译法吡啶呋喃吡咯噻吩喹啉quinolineFuranpyrrolethiophene2、取代、取代杂环的命名：的命名：以杂环为母体，规那么：

2、pydine1单杂环普通从杂原子开场，将杂原子编为1号， 依次为1、2、3、,或将与杂原子相邻的碳原子 编为，依次为、。 并使取代基的位次尽能够小。例：3-甲基吡啶2，4-二甲基吡咯 2-甲基呋喃-甲基呋喃24312稠杂环有特定的编号，普通是编完了杂原子 所在的环再编另一个环类似稠环芳烃， 少数例外。例：1876543213243-甲基喹啉4-氯异喹啉3当环上有不同的杂原子时，按O,S,N的顺序 编号，并使之位次最小然后使取代基位次 尽能够小。15432154325-甲基噻唑嘧啶4当杂环侧链较复杂或有-COOH,-CHO等 官能团时，可把杂环作取代基。例：4-甲基-2-呋喃基甲酸3-3-异喹啉

3、基丙醛2-呋喃甲醛154321321325部分饱和的杂环化合物，应在称号前注 明引入的H原子的数目和位次。例；2，5-二氢呋喃四氢呋喃二二.芳香五员杂环芳香五员杂环1、构造SP 杂化杂原子的P轨道有2个电子2X=O,SSP 杂化P轨道有2个电子2符合4n+2规那么，具有芳香性2、芳香性比较：离域能 66.8 87.8 117.04 150.7KJ/mol 由于杂原子的-I 效应，使整个环上的电子云密度并不像苯环那样均匀；键长有一定程度的平均化，但不像苯那样完全平均化，因此，它们的芳香性都比苯的差有一定程度的不饱和性及不稳定性。解释：NS，故对环的供电才干 依次增大，呋喃中的O原子最不愿提供电子

4、给环构成 共轭大键，故芳性最差。3、性、性质芳性亲电取代反响呋喃表现出共轭二烯的性质1定性鉴别方法：噻吩在浓H2SO4作用下，遇到松木片显蓝色呋喃蒸气遇到被HCl浸湿过的松木片显绿色吡咯蒸气能使浸过浓HCl的松木片显红色2亲电取代反响 速度比苯快，主要发生在-位卤化：+ Br2+ Br2+ Br2+ HBrC2H5OH 0+ HBr0 CH3COOH 常温+ HBr极易卤代可见活性顺序：硝化：硝化试剂：CH3CO-O-NO2 硝酸乙酰酯除噻吩可用普通的硝化试剂如混酸和磺化试剂如硫酸进展硝化和磺化反响外，呋喃、吡咯要采用较温暖的试剂进展硝化、磺化。由于强酸的H+可与电负性强的O、N原子结合，破坏

5、了杂环的大键，失去了芳性而显示出环状二烯的特性，而发生水解、聚合等反响。+ CH3COONO2-5 -30 磺化：磺化试剂： 三氧化硫-吡啶+-+-H+ H2SO4(浓)+ H2O溶于酸中常温HHH运用：从粗苯中分别出噻吩噻吩主要存在 于粗苯中例：分别bp 84 80 (二者很难用精馏法分开)油层苯浓H2SO4H2O酸层用共振论解释为什么反响发生在 位。+ E+ 可见，进攻 位生成的中间体较稳定。所以主要为取代。一元取代杂环化合物的定位规律：当位上有邻、对位定位基，亲电试剂E主要进攻5-位。有邻对位定位基，E主要进入2-位当位上有间位定位基，那么E主要进入4-位。有间位定位基，主要进入5-位。

6、+NaOAc HAc+-+ CHCl3+NaOH?3吡咯的弱酸性参与了环的共轭，所以碱性极弱pKb=13.6相反具有一定的弱酸性吡咯具有弱酸性，其酸性介与乙醇和苯酚之间。 故吡咯能与固体氢氧化钾加热成为钾盐，与格式试剂作用放出RH而生成吡咯卤化镁。 + KOH(固)+ H2O例：三三.六元六元杂环化合物化合物1、构造和芳香性sp2杂化符合休克尔4n+2规那么一个闭合的共轭体系具有芳香性。 2、吡吡啶的性的性质水溶性水溶性吡吡啶及其衍生物能与水互溶及其衍生物能与水互溶吡吡啶的性的性质2弱碱性弱碱性pKb=8.8碱性碱性:季季铵碱碱仲胺伯胺叔胺氨吡仲胺伯胺叔胺氨吡啶苯胺吡咯苯胺吡咯吡吡啶及其衍生物

7、能溶于及其衍生物能溶于强酸，用于酸，用于鉴别、分、分别与提与提纯3亲电取代反响取代反响亲电取代反响取代反响发生在生在位位类似硝基苯，普通需在剧烈条件下才干发生亲类似硝基苯，普通需在剧烈条件下才干发生亲电取代反响。电取代反响。a.亲电取代反响活性取代反响活性:吡吡啶苯苯环噻吩吩呋喃喃吡咯吡咯b.吡吡啶环不能不能发生傅氏反响。生傅氏反响。c.亲电取代反响取代反响发生在生在位。位。留意留意: 由于吡啶环的N上在环外有一孤对电子，故吡啶环上的电荷分布不均。 4)亲核取代反响核取代反响齐齐巴巴宾反响反响吡啶与强的亲核试剂起亲核取代反响，主要生成吡啶与强的亲核试剂起亲核取代反响，主要生成取代产物：取代产物

8、：当当 a a 或或 g g 位有其它离去基团时，反响易发生位有其它离去基团时，反响易发生5)氧化复原反响氧化复原反响吡吡啶比苯比苯稳定，不易被氧化定，不易被氧化侧链可氧化生成相可氧化生成相应的吡的吡啶甲酸。甲酸。例如：例如：吡啶可被催化加氢或用乙醇和钠复原而成为六氢吡啶。吡啶比苯较易被复原吡啶比苯较易被复原 四四.与生物有关的与生物有关的杂环化合物及其衍生物化合物及其衍生物 呋喃及其衍生物 呋喃存在于松木焦油中，检验呋喃存在可用盐酸浸湿的松木片，呋喃存在时显绿色。制备方法多聚戊糖 戊醛糖 糠醛 糠醛是不含-氢的醛，能发生康尼查罗反响及一些芳香醛的缩合反响，生成许多有用的化合物。2吡咯及其衍生

9、物吡咯存在于骨焦油中。吡咯蒸汽遇到吡咯存在于骨焦油中。吡咯蒸汽遇到浓盐酸酸浸浸过的松木片的松木片显红色，可用来色，可用来检验吡咯的存在。吡咯的存在。 吡咯的衍生物最重要的是卟啉化合物，这类化合物有一个共同的构造，都具有卟吩环也叫卟啉环，具有芳香性。卟吩 porphine 叶绿素分子构造R=-CH3为叶绿素aR=-CHO为叶绿素b血红素分子构造维生素B12分子构造 -吡啶甲酸 -吡啶甲酰胺烟酸或尼克酸 烟酰胺或尼克酰胺3吡啶及其衍生物维生素PP 维生素B6吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺 -吡啶甲酸 -吡啶甲酰肼 异烟酸 异烟酰肼或雷米封4吲哚及其衍生物 吲哚 -甲基吲哚 -吲哚乙酸5苯并吡喃及其衍生物苯

10、并吡喃 2-苯基苯并吡喃 天然色素，如花样素*和黄酮色素*等都含有2-苯基苯并吡喃的根本骨架。 6嘧啶及其衍生物 4-氨基-2-氧嘧啶 4-氨基-2-羟基嘧啶 嘧啶具有弱碱性，可与强酸成盐，其碱性比吡啶弱。 嘧啶的重要衍生物：5-甲基-2，4-二羟基嘧啶 5-甲基-2，4-二氧嘧啶 胸腺嘧啶T2，4-二羟基嘧啶 2，4-二氧嘧啶 尿嘧啶U6-氨基嘌呤腺嘌呤A )2-氨基-6-羟基嘌呤 2-氨基-6-氧嘌呤 鸟嘌呤G7嘌呤及其衍生物呤及其衍生物 8.磺胺药磺胺药14对氨基苯磺酰胺磺胺对氨基苯磺酰胺磺胺第一个治疗全身性细菌感染的特效药第一个治疗全身性细菌感染的特效药优点：抗菌谱广，对链球菌和葡萄球

11、优点：抗菌谱广，对链球菌和葡萄球菌有很好的抑制造用菌有很好的抑制造用磺胺磺胺嘧啶SD口口磺胺甲基异磺胺甲基异恶唑恶唑SMZ抑菌机制抑菌机制670pm690pm230pm240pm对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸对氨基苯磺酰胺类磺胺对氨基苯磺酰胺类磺胺二氢叶酸二氢叶酸蝶啶衍生物蝶啶衍生物对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸第二第二节 生物碱生物碱 2生物碱的提取方法 一、生物碱的存在及提取方法一、生物碱的存在及提取方法1生物碱的存在 2有机溶剂提取法 1稀酸提取法 生物碱是一类存在于植物体内，对人和动物有剧烈生理作用的含氮碱性有机化合物。二、生物碱的普通性二、生物碱的普通性质 生物碱分子中含有手性碳原子

12、，具有旋光性，自然界中存在的普通是左旋体。 生物碱能与许多试剂生成沉淀或发生颜色反响，这些试剂叫做生物碱试剂，用于检验、分别生物碱。生物碱试剂可分两类：1沉淀沉淀试剂 它们大多是复盐、杂多酸和某些有机酸，例如，碘-碘化钾、碘化汞钾、磷钼酸、硅钨酸、氯化汞、苦味酸和鞣酸等。不同生物碱能与不同的沉淀试剂作用呈现不同颜色的沉淀。2显色色试剂 它们大多是氧化剂或脱水剂，例如，高锰酸钾、重铬酸钾、浓硝酸、浓硫酸、钒酸铵或甲醛的浓硫酸溶液等。它们能与不同的生物碱反响产生不同的颜色。 显色剂在色谱分析上常作为生物碱的鉴定试剂。第第 三三 节 维生素生素Vitamins概概 述述定定义：维生生素素(vitam

13、in)(vitamin)是是机机体体维持持正正常常功功能能所所必必需需，但但在在体体内内不不能能合合成成或或合合成成量量很很少少，必必需需由由食食物物供供应的的一一组低分子量有机物低分子量有机物质。脂溶性维生素脂溶性维生素(lipid-soluble vitamin)(lipid-soluble vitamin)水溶性维生素水溶性维生素(water-soluble vitamin)(water-soluble vitamin)分类分类: :一一 脂溶性脂溶性维生素生素Lipid-soluble Vitamins共同特点共同特点均均为非极性疏水的异戊二非极性疏水的异戊二烯衍生物衍生物不溶于水，溶

14、于脂不溶于水，溶于脂类及脂肪溶及脂肪溶剂在食物中与脂在食物中与脂类共存，并随脂共存，并随脂类一同一同吸收吸收吸收的脂溶性吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白生素在血液与脂蛋白及某些特殊及某些特殊结合蛋白特异合蛋白特异结合而运合而运输 种种类VitA, VitD, VitE, VitK VitA, VitD, VitE, VitK 一一维生素生素A A抗干眼病抗干眼病维生素生素天然方式：天然方式：A1A1视黄醇黄醇A2A23-3-脱脱氢视黄醇黄醇活性方式活性方式 ：视黄醇、黄醇、视黄黄醛、视黄酸黄酸 维生素生素A A原：原：-胡胡萝卜素卜素1.化学本化学本质与性与性质2.2.生化作用及缺乏症生化作用

15、及缺乏症1 1 生化作用生化作用构成视觉细胞内感光物质构成视觉细胞内感光物质参与糖蛋白的合成参与糖蛋白的合成维持上皮组织的分化与健全维持上皮组织的分化与健全其他作用，如影响细胞的分化其他作用，如影响细胞的分化 2 2 缺乏症缺乏症 夜盲症，干眼病，皮肤枯燥等夜盲症，干眼病，皮肤枯燥等 二二 维生素维生素D D抗佝偻病抗佝偻病维生素维生素种种类：VitD2VitD2麦角麦角钙化醇化醇VitD3VitD3胆胆钙化醇化醇VitD2VitD2原：麦角固醇原：麦角固醇VitD3VitD3原：原： 7- 7-脱脱氢胆固醇胆固醇 麦角固醇麦角固醇VitD2VitD2 胆固醇胆固醇7-7-脱脱氢胆固醇胆固醇V

16、itD3VitD3VitD3VitD3的活性方式：的活性方式： 1, 25- (OH)2- 1, 25- (OH)2-VitD3VitD3阳光及紫外阳光及紫外线作用下线作用下1.化学本化学本质和性和性质1 1 1 1 生化作用生化作用生化作用生化作用作用于小作用于小作用于小作用于小肠肠粘膜、粘膜、粘膜、粘膜、肾肾及及及及肾肾小管，促小管，促小管，促小管，促进钙进钙磷吸收，磷吸收，磷吸收，磷吸收，有利于新骨的构成、有利于新骨的构成、有利于新骨的构成、有利于新骨的构成、钙钙化。化。化。化。2 2 2 2缺乏症缺乏症缺乏症缺乏症儿童儿童儿童儿童佝佝佝佝偻偻病病病病成人成人成人成人软软骨病骨病骨病骨病

17、2.生化作用及缺乏症生化作用及缺乏症三三维生素生素E E1.1.化学本化学本质与性与性质种种类：生育酚，生育三：生育酚，生育三烯酚酚易本身氧化，故能易本身氧化，故能维护其他物其他物质。2.2.生化作用及缺乏症生化作用及缺乏症生化作用：生化作用：1 1 抗氧化作用抗氧化作用 2 2 维持生殖机能持生殖机能 3 3 促促进血血红素代素代谢四四维生素生素K K凝血凝血维生素生素2.2.生化作用及缺乏症生化作用及缺乏症1 1生化作用生化作用维持体内凝血因子持体内凝血因子、 、 和和的正常程度，参与凝血作用的正常程度，参与凝血作用2 2 缺乏表缺乏表现: : 易出血易出血 1.化学本化学本质及性及性质天

18、然方式：天然方式：K1K1、K2K2人工合成：人工合成：K3K3、K4K4二二 水溶性维生素水溶性维生素Water-soluble Vitamins共同特点共同特点易溶于水，故易随尿液排出。易溶于水，故易随尿液排出。体内不易体内不易储存，必需存，必需经常从食物常从食物中中摄取。取。概概 述述种种类B族族维生素和生素和维生素生素C一一维生素生素B1B1维生素生素B1B1又名硫胺素又名硫胺素(thiamine)(thiamine)体内活性方式体内活性方式为焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP)1.化学本化学本质及性及性质TPPTPP是是-酮酸酸氧氧化化脱脱羧酶的的辅酶，也也是是转酮醇醇酶的的

19、辅酶。在在神神经传导中中起起一一定定的的作作用用，抑抑制制胆胆碱碱酯酶的活性。的活性。2.生化作用及缺乏症生化作用及缺乏症1 1 1 1 生化作用生化作用生化作用生化作用2 2 2 2 缺乏症缺乏症缺乏症缺乏症脚气病，末梢神脚气病，末梢神脚气病，末梢神脚气病，末梢神经经炎炎炎炎二维生素二维生素B2B21.1.化学本化学本质及性及性质维生素生素B2B2又名核黄素又名核黄素(riboflavin)(riboflavin)体内活性方式体内活性方式为黄素黄素单核苷酸核苷酸(FMN)(FMN) 黄素腺黄素腺嘌呤二核苷酸呤二核苷酸(FAD)(FAD) 2.2.生化作用及缺乏症生化作用及缺乏症生化作用：生化

20、作用：FMNFMN及及FADFAD是体内氧是体内氧化复原化复原酶的的辅基，主要起基，主要起氢传送送体的作用。体的作用。缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。炎等。三三维生素生素PPPP维生素生素PPPP包括：尼克酸包括：尼克酸(nicotinic acid)(nicotinic acid)、尼、尼克克酰胺胺(nicotinamide)(nicotinamide)体内活性方式体内活性方式尼克尼克酰胺腺胺腺嘌呤二核苷酸呤二核苷酸(NAD+)(NAD+)尼克尼克酰胺腺胺腺嘌呤二核苷酸磷酸呤二核苷酸磷酸(NADP+)(NADP+)1.化学本化学本质及性及性质1 1 1 1生化作用生

21、化作用生化作用生化作用NAD+NAD+NAD+NAD+及及及及NADP+NADP+NADP+NADP+是体内多种脱是体内多种脱是体内多种脱是体内多种脱氢酶氢酶如苹果酸如苹果酸如苹果酸如苹果酸脱脱脱脱氢酶氢酶、乳酸脱、乳酸脱、乳酸脱、乳酸脱氢酶氢酶的的的的辅酶辅酶，起，起，起，起传传送送送送氢氢的作的作的作的作用。用。用。用。2.生化作用及缺乏症生化作用及缺乏症2 2 2 2 缺乏症缺乏症缺乏症缺乏症癞癞皮病皮病皮病皮病四维生素四维生素B6B61.1.化学本质及性质化学本质及性质维生素维生素B6B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺哆胺体内活性方式为磷酸吡哆醛和磷酸体内活性方式为磷

22、酸吡哆醛和磷酸吡哆胺吡哆胺吡哆醛吡哆醛吡哆胺吡哆胺 2.2.生化作用及缺乏症生化作用及缺乏症磷酸吡哆磷酸吡哆醛是氨基酸是氨基酸转氨氨酶及脱及脱羧酶的的辅酶，磷酸吡哆磷酸吡哆醛也是也是- -氨基氨基- -酮戊酸合戊酸合酶ALAALA合合酶的的辅酶。五泛酸五泛酸1.化学本化学本质及性及性质 泛酸泛酸(pantothenicacid)又名遍多酸又名遍多酸 体内活性方式体内活性方式为辅酶A(CoA)、酰基基载体蛋白体蛋白(ACP) 2.2.生化作用及缺乏症生化作用及缺乏症 CoA CoA及及ACPACP是酰基转移酶的辅酶，是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。参与酰基的转移作用。六叶酸六叶酸1.化学

23、本化学本质及性及性质叶酸叶酸(folic acid)(folic acid)又称蝶又称蝶酰谷氨酸谷氨酸体内活性方式体内活性方式为四四氢叶酸叶酸(FH4)(FH4) 2.生化作用及缺乏症生化作用及缺乏症生化作用：生化作用：FH4FH4是一碳是一碳单位位转移移酶的的辅酶，参与一碳，参与一碳单位的位的转移。移。缺乏症：巨幼缺乏症：巨幼红细胞胞贫血血七生物素七生物素生物素是生物素是B B族族维生素生素B7B7，它是多种，它是多种羧化化酶的的辅酶生物素的功能是作生物素的功能是作为CO2CO2的的递体，在体，在生物合成中起生物合成中起传送和固定送和固定CO2CO2的作用。的作用。八八维生素生素B12B12

24、生化作用：参与体内甲基生化作用：参与体内甲基转移移作用作用缺乏症：巨幼缺乏症：巨幼红细胞胞贫血、神血、神经疾患疾患1.化学本化学本质及性及性质维生素生素B12B12又称又称钴胺素胺素(coholamine)(coholamine)体内活性方式体内活性方式为甲基甲基钴胺素胺素5 5 - -脱氧腺苷脱氧腺苷钴胺素胺素2.生化作用及缺乏症生化作用及缺乏症维生素维生素B12B12的构造的构造5-脱氧腺苷脱氧腺苷九维生素九维生素C C生化作用：参与氧化复原反响，参生化作用：参与氧化复原反响，参与体内羟化应，促进胶原与体内羟化应，促进胶原蛋白的合成，促进铁的吸蛋白的合成，促进铁的吸收。收。缺乏症：坏血病缺

25、乏症：坏血病1.化学本质及性质化学本质及性质维生素维生素C C又称又称L-L-抗坏血酸抗坏血酸(ascorbic acid) (ascorbic acid) 2.生化作用及缺乏症生化作用及缺乏症抗坏血酸抗坏血酸 脱氢抗坏血酸脱氢抗坏血酸十硫辛酸十硫辛酸 硫辛酸是少数不属于硫辛酸是少数不属于维生素的生素的辅酶。硫辛酸是。硫辛酸是6,8-6,8-二硫辛酸，有两二硫辛酸，有两种方式：即硫辛酸氧化型和二种方式：即硫辛酸氧化型和二氢硫辛酸复原型。在机体内起硫辛酸复原型。在机体内起着着酰基基载体和体和氢载体的作用。体的作用。十一辅酶十一辅酶Q Q 辅酶Q Q又称又称为泛泛醌，广泛存在与，广泛存在与动物和物

26、和细菌的菌的线粒体中。粒体中。 辅酶Q Q的活性部分是它的的活性部分是它的醌环构造，构造，主要功能是作主要功能是作为线粒体呼吸粒体呼吸链氧化氧化- -复原复原酶的的辅酶，在，在酶与底物分子之与底物分子之间传送送电子。子。主要可溶性维生素和相主要可溶性维生素和相应辅酶应辅酶维生素生素辅酶功能功能1.B1(硫胺素硫胺素)TPP-酮酸氧化脱酸氧化脱羧2.B2(核黄素核黄素)FMN、FAD氢载体体3.PP尼克酸尼克酸酰胺胺NAD+、NADP+氢载体体4.泛酸遍多酸泛酸遍多酸CoASH酰基基载体体5.B6吡哆醇吡哆醇醛、酸、酸磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇醛转氨、脱氨、脱羧、消旋、消旋6.叶酸叶酸FH4(THFA)一碳基一碳基团载体体7.生物素生物素羧化化辅酶8.C抗坏血酸抗坏血酸氧化复原作用氧化复原作用硫辛酸硫辛酸酰基基载体、体、氢载体体B12氰钴氨素氨素变位位酶辅酶一碳基一碳基团载体体