S017 第十七章 杂环化合物 有机化学 教学课件.pptVIP

DNA中的四种脱氧核糖核苷： 2′-脱氧胸腺苷(dT) 2′-脱氧胞苷(dC) 1-β-D-2′-脱氧呋喃核糖胸腺嘧啶 1-β-D-2′-脱氧呋喃核糖胞嘧啶 2′-脱氧腺苷(dA) 2′-脱氧鸟苷(dG) 9-β-D-2′-脱氧呋喃核糖腺嘌呤 9-β-D-2′-脱氧呋喃核糖鸟嘌呤 命名时，碱基上的原子编号不带撇号，糖上的碳原子编号要带有撇号。 1′ 2′ 3′ 4′ 5′ (4) 核苷酸 由核苷的3′位或5′位上的羟基被磷酸酯化而生成的。 核苷酸是核酸的结构单位，与核苷相对应，有四种核糖核苷酸和四种脱氧核糖核苷酸。 胞嘧啶核苷酸 胞苷-5′-磷酸 2 核酸的结构 核酸是由核苷酸以磷酸酯键的方式，按一定次序连接而成的线型高分子，和磷酸成酯的是戊糖3′位和5′位上的羟基。 核酸的一级结构，是核酸中各核苷酸单位的排列次序，实际上即是碱基的次序。 胞苷酸 腺苷酸 脲苷酸 RNA中的核苷酸链片段 * 杂环化合物，是指环状化合物中构成环的原子除碳原子外，还有其他原子的化合物。 常见的杂原子：O、N、S。 非芳香杂环： 芳香杂环： 1 杂环化合物的分类 单杂环： 呋喃 吡咯 噻吩 噻唑 咪唑 吡啶 嘧啶 17-1 分类和命名 稠杂环： 喹啉 吲哚 嘌呤 苯并吡喃盐 2 杂环化合物的命名 音译法：按照IUPAC推荐的普通名称，用2~3个汉字音译，使用带口字旁的同音汉字。 系统命名法：根据相应的碳环命名。 氮杂-2,4,6-环庚三烯 氧杂-2,4-环戊二烯(呋喃) 原子的编号： 3-甲基吡啶 2-呋喃甲醛 4-甲基咪唑 只含有一种杂原子的环，应使杂原子的编号最小，取代基的位置从杂原子算起。 含有两种以上杂原子时： 1 2 3 4 5 1,2,3-噁二唑 ①让杂原子的位号尽可能小； ②当两个杂原子不相同时，价数小的在前，大的在后； ③价数相等时，原子序数小的在前，大的在后。 有些稠杂环化合物的原子编号是固定的。 异喹啉 嘌呤 1 呋喃、吡咯、噻吩的结构 sp2杂化 17-2 重要杂环的结构与性质 结构特点： ①杂原子共轭效应是供电子的，诱导效应是吸电子的。 ②杂原子是sp2杂化，未成键电子对在2p轨道上，参与共轭。 由于6个π电子分布于5个原子上，整个环的π电子几率密度比苯大，是富电子芳环，因而比苯环活泼，亲电取代反应比苯快得多。 2 吡啶的结构 结构特点：杂原子的共轭效应和诱导效应都是吸电子的；未成键电子对在sp2杂化轨道上，不参与共轭。 sp2杂化 3 呋喃、吡咯、噻吩、吡啶的性质 (1) 亲电取代反应 呋喃、吡咯、噻吩具有芳香性，能进行卤代、硝化、磺化等亲电取代反应，且反应的速度比苯快得多，发生反应时取代基优先进入α-位。 α-噻吩磺酸 呋喃和吡咯对及氧化剂都比较敏感，应使用特殊的试剂乙酰硝酸酯进行硝化，使用吡啶三氧化硫进行磺化。 α-呋喃磺酸 α-硝基吡咯 吡啶比苯难发生亲电取代反应，反应条件要求和硝基苯差不多；在发生反应时取代基主要进入β-位。 吡啶的氯代要用AlCl3催化且要加热； 吡啶的磺化要用发烟H2SO4并要加热； β-硝基吡啶 (2) 氧化反应 吡啶环对氧化剂稳定，比苯环难氧化。 2,3-吡啶二甲酸 β-吡啶甲酸 (3) 还原反应 呋喃、吡咯、噻吩都比苯容易还原为饱和的环。 四氢呋喃 四氢吡咯 吡啶比苯易还原，用钠加乙醇、催化加氢均使吡啶还原为六氢吡啶。 (4) 吡咯和吡啶的酸碱性 吡咯分子中，氮原子上的未共用电子对参与了环的共轭体系，使它的碱性减弱。 吡咯的酸性极弱，介于醇和酚之间。 碱性强弱的顺序： 吡啶分子中氮原子上的未共用电子对没有参与环的共轭体系，可以和H+结合显碱性。 17-3 与生物有关的杂环化合物 1 α-呋喃甲醛 糠醛是没有α-氢的醛，化学性质和苯甲醛相似。 2 卟啉化合物 卟吩 卟啉化合物是一类广泛存在于自然界中的化合物，它们的分子中都含有卟吩环。 血红素 叶绿素a R=CH3 叶绿素b R=CHO 维生素B12 3 吡啶的衍生物 β-吡啶甲酸 β-吡啶甲酰胺 维生素B6 ： (or CHO or CH2NH2) 维生素PP： 4 嘧啶的衍生物 嘧啶本身不存在于自然界，但它的衍生物在自然界分布很广，脲嘧啶、胞嘧啶、胸腺嘧啶是遗传物质核酸的重要组成部分。 维生素B1 5 嘌呤 嘌呤母体在自然界中并不存在，但它的衍生物却广泛存在于动植物体内。 腺嘌呤、鸟嘌呤，是核酸内的两种碱基。 1 核酸的组成 核酸 水解 核苷酸 核苷 磷酸 戊糖 碱基 RNA中的碱基是胞嘧啶、脲嘧啶、腺嘌呤、鸟嘌呤； 脱氧核糖核酸(DNA)中