第十六章杂环化合物2005.ppt

第五节 与生物有关的杂环及其衍生物 一、a-呋喃甲醛 二、吡咯环—叶绿素、血红素和维生素B12 三、吡啶环—维生素PP、维生素B6及雷米封 核酸一、核酸的组成成分 含核糖的核酸称为核糖核酸(RNA)，主要存在于细胞浆中； 含去氧核糖的核酸称为去氧核糖核酸(DNA)，主要存在于细胞核中。 2、碱基组分 嘌呤和嘧啶的衍生物 高级结构中的碱及配对 生物碱 生物碱的概念 ??? 生物碱是生物体内一类含氮的具有显著生理活性的有机碱性化合物的总称。生物碱大多存在于植物中，故又称植物碱。 作业：4，7，10，，11，13，15，16 DNA多核苷酸结构 磷酸酯键 RNA的多核苷酸结构 常见的生物碱 1.麻黄碱(麻黄素) D-(-)-麻黄碱 L-(+)-伪麻黄碱 * 一、杂环化合物的分类： 第十六章 杂环化合物 第一节 概述 成环原子除碳以外，还有其它如O、N、S、P等杂原子的环状化合物，统称为杂环化合物。 二、 杂环化合物的命名： 1. 音译法： 2. 杂环及环上取代基的编号： 在同音汉字左边 + 口字。 (1) 母体杂环的编号：杂原子的编号为“1”。 杂原子邻 位的碳原子也可依次用α、β、γ…编号。 当环上有不同杂原子时，按O→S→N的次序编号。若 环上连有不同的取代基，其编号按次序规则和最低系列。 如： 三、 结构与芳香性 1、杂环化合物为什么具有芳香性？ 1. 五元杂环化合物 2、具有芳香性的杂环与苯环的异同点 (1) 由此可见，苯分子中的键长完全平均化，而五元 杂环化合物分子中的键长只是有一定程度的平均化。因此 五元杂环化合物的芳香性比苯差。其芳香性次序是： 离域能： 150.5 117 88 67 kj / mol (2) 五元杂环化合物是富电子体系，而苯环为等电子 体系，故环上的电子云密度比苯高，其亲电取代反应比苯 容易，尤其易发生在α- 位。杂原子的存在相当于在环上 引入了― NH2、―OH、 ―SH 等活化基团而使环活化， 故进行亲电取代反应的活泼顺序是： 2. 六元杂环化合物 吡啶环的键长也发生了较大程度 的平均化，C ―C键虽与苯相似，但 C ―N键变化很大，因此，其芳香性 也比苯差。 吡啶和苯虽然都属等电子体系，但因 氮原子的电负性较大，从而使环上的电子 云密度降低 ，故其亲电取代反应性能不但 比苯差，且亲电取代反应发生在电子云密度较高的β-位。这一特性很类似于硝基苯。 综上所述，五元、六元杂环化合物虽然都具有芳香性，但其环上的电子云的密度是不同的，其电子云密度由高到低的顺序是： 第二节 五元杂环化合物的化学性质 一、亲电取代反应 五元杂环化合物进行亲电取代反应的特点是：使用较 为温和的试剂或反应条件。 五元杂环化合物亲电取代反应发生在α-位可用共振 论解释： *亲电取代反应的活性顺序： 吡咯 呋喃 噻吩 苯 （2）加成反应（催化加氢、狄—阿反应） 共轭二烯性：呋喃 吡咯 噻吩 THF （3）吡咯的弱碱性和弱酸性 弱碱性：由于N上未共用电子参与环的共轭，碱性极弱，弱于苯胺 +KOH（固） +K+NH2- +RMgX 1.81D 第三节 六元杂环化合物的化学性质 一、吡啶的化学性质 1. 碱性与成盐： 吡啶环上有供电子基时将使碱性增强。如： pka 5.17 5.79 5.68 6.02 吡啶既然是一个碱，遇酸便形成稳定的盐。 如果用非质子的硝化试剂、磺化试剂，或用卤素、卤 代烷、酰氯与吡啶环进行反应，也将形成相应的吡啶盐： 如前所述，吡啶的亲电取代反应困难，需在较强 的条件下方可发生，且发生在β-位。 显然，当吡啶环上连有供电子基团时，将有利于亲电 取代反应的发生；反之，就更加难以进行亲电取代反应。 2. 吡啶环上的亲电取代反应 3. 吡啶环上