S-17杂环化合物课件.ppt

1、第十七章第十七章 杂环化合物杂环化合物目的要求目的要求：1掌握掌握常见杂环化合物的常见杂环化合物的结构和名称结构和名称；2掌握掌握重要重要五元、六元五元、六元杂环化合物的杂环化合物的性质性质；3了解重要的杂环化合物和生物碱。了解重要的杂环化合物和生物碱。.杂环化合物概述杂环化合物概述一一.定义定义 广义地说，环状有机物中，成环原子除碳广义地说，环状有机物中，成环原子除碳原子外，还有其他原子（即杂原子）的，都可原子外，还有其他原子（即杂原子）的，都可称为杂环化合物。称为杂环化合物。目前所说的目前所说的“杂环化合物杂环化合物”是指具有芳香结构是指具有芳香结构（闭环共轭体系）和一定程度稳定性的杂环化

2、（闭环共轭体系）和一定程度稳定性的杂环化合物。具有一定程度的芳香性。合物。具有一定程度的芳香性。二二.分类分类(一一)按杂原子分：含氮杂环、含氧杂环、含按杂原子分：含氮杂环、含氧杂环、含硫杂环。硫杂环。杂环单杂环五元环六元环苯环与单杂环的稠合杂环(苯并杂环)两个或两个以上单杂环的稠合杂环OSNH稠杂环NNNNNHN(二二)按成环原子数及环数分（最稳定的杂环是五元按成环原子数及环数分（最稳定的杂环是五元杂环和六元杂环）杂环和六元杂环）CH2CH2O1.杂环化合物杂环化合物 常见的杂原子：常见的杂原子：O、N、S（Se、Te、P等）等）2.非芳香性杂环化合物非芳香性杂环化合物 环醚环醚 内酸酐内酸

3、酐 CH2CCH2COOO内酯内酯内酰胺内酰胺CH2CH2CH2CH2CH2CNOH具有相应醚、酐、酰胺、酯的性质。具有相应醚、酐、酰胺、酯的性质。OCO3.芳香性杂环化合物芳香性杂环化合物 具有具有4n+2个个电子的闭合共轭体系的杂环化合物。电子的闭合共轭体系的杂环化合物。O(1)按环大小分类按环大小分类 呋喃呋喃六元杂环：六元杂环：五元杂环：五元杂环：N吡啶吡啶NN吡嗪吡嗪(2)按环的多少分类按环的多少分类 单杂环：单杂环：稠杂环：稠杂环：NN吡咯吡咯喹啉喹啉(3)按杂原子的种类和数目分类按杂原子的种类和数目分类 杂环分类杂环分类单单杂杂环环五五元元杂杂环环六六元元杂杂环环碳环母核碳环母核

4、苯苯环戊二烯环戊二烯呋喃呋喃 噻吩噻吩 吡咯吡咯OSNH吡唑吡唑 咪唑咪唑 唑唑 噻唑噻唑NNNNONSNHH吡啶吡啶NNNNNNN哒嗪哒嗪 嘧啶嘧啶吡嗪吡嗪重要的杂环重要的杂环NNHONHNNNN123456789101234N6785123467851234567123456789杂 环分类碳环母核重 要的 杂 环稠 杂 环萘茚蒽喹啉异喹 啉quinolineisoquinoline吲 哚苯 并 呋 喃嘌 呤indolebenzofuranpurine吖啶acridine前面所讲的内酯、内酰胺、环氧乙烷等从结构上来看，也前面所讲的内酯、内酰胺、环氧乙烷等从结构上来看，也属于杂环化合物，但其

5、性质与同类的开链化合物相似。且属于杂环化合物，但其性质与同类的开链化合物相似。且很容易开环形成链状化合物。很容易开环形成链状化合物。杂环化合物种类繁多，数量庞大，是有机化合物中数量最杂环化合物种类繁多，数量庞大，是有机化合物中数量最大的一类。广泛存在于自然界中，很多在动植物体内起着大的一类。广泛存在于自然界中，很多在动植物体内起着重要的生理作用。如：中草药的有效成分生物碱、血红素、重要的生理作用。如：中草药的有效成分生物碱、血红素、叶绿素、核酸的碱基等，都是含氮杂环化合物；为数不少叶绿素、核酸的碱基等，都是含氮杂环化合物；为数不少的维生素、抗生素以及一些植物色素和植物染料都含有杂的维生素、抗生

6、素以及一些植物色素和植物染料都含有杂环；目前合成的杂环化合物也是为数众多，不少合成药物，环；目前合成的杂环化合物也是为数众多，不少合成药物，合成染料、新型高分子材料也含有杂环结构。在现代药物合成染料、新型高分子材料也含有杂环结构。在现代药物中，杂环化合物占了相当大的比重。因此可以说：中，杂环化合物占了相当大的比重。因此可以说：杂环化杂环化合物在生命科学中占有重要地位；杂环化学是有机化学的合物在生命科学中占有重要地位；杂环化学是有机化学的一个重要组成部分。一个重要组成部分。三三.命名命名两种方法两种方法 A.按外文音译，加按外文音译，加“口口”字旁。字旁。B.当作相应碳环，在前面加上杂原子名称。

7、当作相应碳环，在前面加上杂原子名称。1.常见杂环母体常见杂环母体OSNH吡咯呋喃噻吩吡啶NpyrrolefuranthiophenepyridineNN 嘧啶pyrimidine 吲哚 嘌呤 喹啉 异喹啉Indole purine quinoline isoquinolineNNHNNNHNN（咪唑）（咪唑）氮（杂）苯氮（杂）苯-（系统命名法）（系统命名法）2.杂环基本环的命名杂环基本环的命名 简单的杂环简单的杂环(看作杂环的基本环看作杂环的基本环)都有一特定的名称，按英都有一特定的名称，按英文音译名选择相应的汉字，旁边加文音译名选择相应的汉字，旁边加“口口”，表示环状化合，表示环状化合物：物

8、：OSNHNN呋喃噻吩吡咯furanthiophenepyrrole吡啶pyridine喹 啉quinoline无特定名称的稠杂环化合物，选含特定名称的杂无特定名称的稠杂环化合物，选含特定名称的杂环为基本环，用化学介词环为基本环，用化学介词“并并”表示稠合关系，表示稠合关系，按衍生物命名按衍生物命名：ON苯 并 呋喃苯 并 吖啶3.环上取代基的位置环上取代基的位置 基本环的编号原则如下：基本环的编号原则如下：(1)从杂原子开始，定位从杂原子开始，定位1，依次，依次2、3；或杂原子相邻的碳原子为或杂原子相邻的碳原子为，依次，依次、(2)当环上有两个或多个杂原子时，应使杂原子当环上有两个或多个杂原

9、子时，应使杂原子的位号最低，杂原子按的位号最低，杂原子按O，S，N的次序给最低号。的次序给最低号。(3)环上有不同取代基时，编号按最低系列原则环上有不同取代基时，编号按最低系列原则和顺序规则，使取代基所在的位次最低。和顺序规则，使取代基所在的位次最低。OCHOO2NOCH3H3CH2CNHNCH32-甲基甲基-5-乙基呋喃乙基呋喃-甲基甲基-乙基呋喃乙基呋喃2-甲酰基甲酰基-5-硝基呋喃硝基呋喃-甲酰基甲酰基-硝基呋喃硝基呋喃(5-硝基硝基-2-呋喃甲醛呋喃甲醛)4-甲基咪唑甲基咪唑 SNCH35-甲基噻唑甲基噻唑NHCOCH32-乙酰基吡咯乙酰基吡咯-乙酰基吡咯乙酰基吡咯(4)稠杂环的编号，

10、一般稠杂环的编号，一般和稠环芳烃相同，但有和稠环芳烃相同，但有少数稠杂环另有一套编号顺序。少数稠杂环另有一套编号顺序。123456NHNH78109吩嗪NHNNN912345678嘌 呤NHNNNOHOHOH9123456782，6，8-三羟 基嘌 呤(尿 酸)总结：总结：A.从杂原子开始编号，有多个杂原子时，按从杂原子开始编号，有多个杂原子时，按O、S、N 顺序，杂原子编号之和应最小。顺序，杂原子编号之和应最小。B.只含一个杂原子时，亦可用希腊字母只含一个杂原子时，亦可用希腊字母、。-呋喃甲醛 -噻吩磺酸 吡啶甲酰胺 2,5-二甲基吡咯OSNHCHOSO3HCH3CH3NCONH2NOH8-

11、羟基喹啉按按1979年年IUPAC规定：保留特定的规定：保留特定的45个杂环化合个杂环化合物的俗名和半俗名并作为命名基础。按此原则，物的俗名和半俗名并作为命名基础。按此原则，我国多采用音译的名称。我国多采用音译的名称。.五元杂环化合物五元杂环化合物一一.呋喃、吡咯、噻吩的呋喃、吡咯、噻吩的 结构结构噻吩sS:1S2 2S2 2P6 3S2 3P4SO呋喃OO：1S 2 2S2 2P4相应的碳环结构是环戊二烯相应的碳环结构是环戊二烯分子呈平面型，氧为分子呈平面型，氧为sp2杂化，两对未共用电子中的一对杂化，两对未共用电子中的一对与碳原子上的与碳原子上的p轨道重叠，形成环闭的共轭体系即轨道重叠，形

12、成环闭的共轭体系即5个个p轨轨道道6个个电子的电子的键。键。与呋喃类似与呋喃类似NH吡咯N HN:1S2 2S2 2P3其其它一些环系如咪唑、噻唑等同样具有环它一些环系如咪唑、噻唑等同样具有环闭的闭的6电子电子体系。体系。4个碳原子和个碳原子和1个氮原子都以个氮原子都以sp2杂化轨道成杂化轨道成键，并形成键，并形成6电子的电子的键。键。具有具有4n+2个个p电子的环状共轭体系电子的环状共轭体系(有芳香性有芳香性)，杂，杂原子的原子的p轨道有一对轨道有一对p电子：电子：=2.3310 Cm-30m m=1.7010 Cm-30m m=6.0410 Cm-30 呋喃呋喃 噻吩噻吩 吡咯吡咯m m正

13、常典型键长：正常典型键长：C-C 0.154；C-O 0.143；C-S 0.182；C-N 0.147 C=C 0.134 C=O 0.122 C=S 0.160；C=N 0.128 单位：单位：nm 1.键长键长 分子中分子中键长平均化键长平均化，但不如苯完全平均，芳香性，但不如苯完全平均，芳香性较苯差，有一定的不饱和性及环不稳定性。较苯差，有一定的不饱和性及环不稳定性。2.杂原子杂原子 有一对电子共轭，有给电子性能，其作用相当环有一对电子共轭，有给电子性能，其作用相当环上连有上连有-OH，-SH，-NH2等给电子基，易在等给电子基，易在-位发位发生亲电取代反应。生亲电取代反应。3.杂原子

14、给电子能力：杂原子给电子能力：S N O (电负性顺序相反电负性顺序相反)呋喃、吡咯、噻吩是一个平面结构。呋喃、吡咯、噻吩是一个平面结构。环上的环上的C原子和杂原子都是以原子和杂原子都是以SP2杂化轨道成杂化轨道成键的。键的。五个没有杂化的五个没有杂化的P轨道垂直于环平面，形成闭轨道垂直于环平面，形成闭合共轭体系。合共轭体系。五元环属于五元环属于富电子环富电子环。（也叫多。（也叫多芳杂环）芳杂环）环形环形电子分布于杂环平面的上、下两方。电子分布于杂环平面的上、下两方。共轭能共轭能 苯苯噻吩噻吩吡咯吡咯呋喃呋喃共轭能共轭能kJ/mol1521208871据现代物理方法证明：据现代物理方法证明：芳

15、香性芳香性（芳香杂环）（芳香杂环）符合休克尔规则，符合休克尔规则，电子数为电子数为6。芳香性芳香性比较（易取代、难加成、难氧化）：比较（易取代、难加成、难氧化）：苯噻吩苯噻吩 吡咯呋喃吡咯呋喃OSN0.1383nm0.1371nm0.1431nm0.1423nm0.1371nm0.1714nm0.1429nm0.1370nm0.1383nm键长没有完全均匀化键长没有完全均匀化二二.化学性质化学性质1.亲电取代反应亲电取代反应a.亲电取代反应的活性亲电取代反应的活性 吡咯吡咯 呋喃呋喃 噻吩噻吩 苯苯溴化相对速度溴化相对速度：3*1018 6*1011 5*1011 1 b.亲电亲电基团一般进入

16、杂原子的邻位基团一般进入杂原子的邻位NHNHIIII碘代从偶极矩来看，N的供电性强，使吡咯上C原子电子云密度增加的多。极易取代。杂原子具有吸电诱导效应，又具有供电共轭效应。杂原子具有吸电诱导效应，又具有供电共轭效应。吡咯中氮的供电共轭效应大于吸电诱导效应。吡咯中氮的供电共轭效应大于吸电诱导效应。S+-10CH3CO2NO2乙酐SNO2SNO270%5%S2595%H2SO4SSO3H噻吩-2-磺酸SH3PO4SCOCH36976%乙酐328页2.加成反应（还原）加成反应（还原）OOCH3CH2CH2CH2OHCH3COOHH2/NiH2/Pt加压25NHNHNHH2/NiZn，乙酸SSSS+N

17、a，EtOHH2/Ni四氢呋喃四氢呋喃四氢吡咯四氢吡咯四氢噻吩四氢噻吩呋喃的呋喃的双烯特征双烯特征：离域能较小，环的稳定性：离域能较小，环的稳定性较低，芳香性最差，故具有明显的共轭二烯较低，芳香性最差，故具有明显的共轭二烯性质。性质。可发生可发生1，4-加成或加成或1，2-加成加成O顺丁烯二酸酐30OOHHOOOOHHOO+外型内型（主）必须注意的是：必须注意的是：前前述三杂环对氧化剂、酸性介质也很敏感，特别是述三杂环对氧化剂、酸性介质也很敏感，特别是吡咯和呋喃吡咯和呋喃遇强酸时杂原子被不同程度的质子化遇强酸时杂原子被不同程度的质子化，破坏了原先的芳香大破坏了原先的芳香大 键，容易发生聚合、氧

18、化、键，容易发生聚合、氧化、开环等反应。如：呋喃在酸性条件下被水解开环，开环等反应。如：呋喃在酸性条件下被水解开环，生成丁二醛；吡咯在酸的催化下易形成聚合物；二生成丁二醛；吡咯在酸的催化下易形成聚合物；二者对氧化剂均较敏感，在空气作用下可以缓慢开环，者对氧化剂均较敏感，在空气作用下可以缓慢开环，生成丁二酸。与苯比较，生成丁二酸。与苯比较，环的稳定性的顺序环的稳定性的顺序为：为：苯苯噻吩噻吩吡咯吡咯呋喃呋喃综上所述，在吡咯和呋喃的化学反应中，不能直接综上所述，在吡咯和呋喃的化学反应中，不能直接采用强酸条件进行硝化、磺化等，通常在非酸性条采用强酸条件进行硝化、磺化等，通常在非酸性条件下使用较温和的

19、非质子性试剂。如硝乙酐件下使用较温和的非质子性试剂。如硝乙酐（CH3COONO2)在低温条件下进行硝化。噻吩可直在低温条件下进行硝化。噻吩可直接用硫酸磺化但产率不高。噻吩能使催化剂中毒，接用硫酸磺化但产率不高。噻吩能使催化剂中毒，要使用特殊催化剂。要使用特殊催化剂。3.吡咯的弱酸性和弱碱性（不是仲胺）吡咯的弱酸性和弱碱性（不是仲胺）弱碱性弱碱性 苯胺苯胺 吡咯吡咯 Kb 3.8*10-10 2.5*10-14弱酸性弱酸性 吡咯吡咯N原子上的原子上的H原子都有微弱的酸性原子都有微弱的酸性 酸性比较：酸性比较：苯酚吡咯乙醇苯酚吡咯乙醇 Ka 1.3*10-10 10-15 10-18 NHKOHN

20、-K+RMgXNMgXC6H5COClCH3I甲苯110N-COC6H5N-CH3可与可与KOH成盐。由于氮原子上的未共用电子对成盐。由于氮原子上的未共用电子对参与环的共轭，减弱它接受质子的能力。参与环的共轭，减弱它接受质子的能力。不能与酸成盐不能与酸成盐4.鉴别反应鉴别反应 呋喃使盐酸浸过的松木片显绿色。呋喃使盐酸浸过的松木片显绿色。噻吩和吲哚醌在硫酸作用下发生兰色反应。噻吩和吲哚醌在硫酸作用下发生兰色反应。噻吩在浓硫酸的作用下与松木片能呈现兰色噻吩在浓硫酸的作用下与松木片能呈现兰色反应。反应。浸盐酸的松木片遇吡咯蒸气显红色。浸盐酸的松木片遇吡咯蒸气显红色。三三.重要的五元杂环化合物重要的五

21、元杂环化合物1.糠醛（糠醛（2-呋喃甲醛）呋喃甲醛）OCHO用途：用途：糠醛是良好的溶剂；糠醛是良好的溶剂；广泛用于油漆及树脂工业；广泛用于油漆及树脂工业；合成苯酚糠醛塑料合成苯酚糠醛塑料;及制药。及制药。2.卟吩化合物卟吩化合物(吡咯的重要衍生物，基本骨架是吡咯的重要衍生物，基本骨架是卟吩环）卟吩环）NNNN13246578 叶绿素叶绿素a、b 中心离子为中心离子为Mg2+血红素血红素 中心离子为中心离子为Fe2+维生素维生素B12 中心离子为中心离子为Co 结构最复杂（见结构最复杂（见332页）页）.六元杂环化合物六元杂环化合物（是杂环化合物重要的部分）（是杂环化合物重要的部分）一一.吡啶

22、的吡啶的 结构结构NNN1.17D2.22D吡啶分子本身在自然界中并不存在，吡啶分子本身在自然界中并不存在，但其衍生物却多见（如天然药物、生但其衍生物却多见（如天然药物、生物碱）。物碱）。平面具有芳香性，大平面具有芳香性，大 键。结构与苯极相似。平面六键。结构与苯极相似。平面六元环。氮原子电负性较大，使电子云向氮原子偏移，元环。氮原子电负性较大，使电子云向氮原子偏移，环上各处电子云密度不同；不存在一般的单双键。芳环上各处电子云密度不同；不存在一般的单双键。芳香性比苯差。香性比苯差。吡啶的偶极距大于六氢吡啶的偶极距，电子效应吡啶的偶极距大于六氢吡啶的偶极距，电子效应方向一致。方向一致。NH二二.

23、吡啶的性质吡啶的性质吡啶环上的取代基对其碱性强弱的影响的基本规吡啶环上的取代基对其碱性强弱的影响的基本规律如同取代基对苯胺碱性的影响。律如同取代基对苯胺碱性的影响。1.碱性吡啶碱性吡啶 脂肪胺脂肪胺 吡啶吡啶 苯胺苯胺 吡咯吡咯 PKb 3.0-4.2 8.8 9.4 氮上那对未共用电子可与质子成盐，使吡啶呈碱性。氮上那对未共用电子可与质子成盐，使吡啶呈碱性。N+HClNHCl或NHCl常用做催化剂、除酸剂。常用做催化剂、除酸剂。2.亲电取代反应亲电取代反应（芳香性比苯差）（芳香性比苯差）比苯比苯难难 进入吡啶环的进入吡啶环的位位（氮原子具有如（氮原子具有如-NO2相似相似的定位作用）的定位作

24、用）H+介质对亲电取代不利（首先与氢生成盐，介质对亲电取代不利（首先与氢生成盐，不利亲电试剂）不利亲电试剂）NN1.430.841.010.87+1.010.84300NBr2NBrNNO2NSO3H39%3-溴吡啶3-硝基吡啶3-吡啶磺酸30 1h350HNO3+H2SO4浓H2SO403.亲核取代反应亲核取代反应（电子云密度降低，易发生亲核（电子云密度降低，易发生亲核取代）取代）比苯比苯容易容易 进入进入位位 氮的吸电子诱导效应氮的吸电子诱导效应N+NaNH2C6H5NMe2H2O回流NNHNaNNH2氨基钠（齐齐巴宾反应）氨基钠（齐齐巴宾反应）4.氧化反应氧化反应 吡啶环对氧化剂稳定吡啶

25、环对氧化剂稳定（支链氧化）（支链氧化）NCH3KMnO4-吡啶甲酸（烟酸）NCOOHOH-N+KMnO4/HNCOOH环上的电子云密度因氮原子的存在而降低，环上的电子云密度因氮原子的存在而降低，难于失去电子被氧化。难于失去电子被氧化。5.还原反应还原反应 较苯容易较苯容易（因环碳电子云密度较低，不仅可（因环碳电子云密度较低，不仅可催化加氢，还可被化学试剂还原）催化加氢，还可被化学试剂还原）NH2/PtNa+EtOH乙酸或N 吡啶和吡咯性质比较：吡啶和吡咯性质比较：pH亲电取代亲电取代亲核取代亲核取代氧化氧化遇遇 酸酸吡咯吡咯中性中性易易（）难难易易不稳定易聚合成树脂不稳定易聚合成树脂吡啶吡啶弱

26、碱弱碱难难（）易易（）难难 三三.重要的六元杂环化合物重要的六元杂环化合物1.吡啶衍生物吡啶衍生物维生素维生素PPNCOOHNCONH2-吡啶甲酸(烟酸或尼可酸)-吡啶甲酰胺(烟酰胺或尼可酰胺)熔点236237熔点128131维生素维生素B6衍生物：包括吡哆醇、吡哆醛与吡哆胺衍生物：包括吡哆醇、吡哆醛与吡哆胺NCH2OHCH2OHHOH3CNCH2OHCHOHOH3CNCH2OHCH2NH2HOH3C吡哆醇吡哆醛吡哆胺雷米封：异烟碱肼的俗名，雷米封：异烟碱肼的俗名，是抗结核药物。是抗结核药物。NCONHNH2异烟酰肼333页2.嘧啶衍生物嘧啶衍生物NNHONNHOOHNH2NNHOOHCH3尿

27、嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶含有两个氮的六元单杂环，其衍生物很含有两个氮的六元单杂环，其衍生物很重要。如核酸，维生素类和某些药物都重要。如核酸，维生素类和某些药物都具有嘧啶结构。具有嘧啶结构。三者都是核酸的重要组成成分三者都是核酸的重要组成成分.稠杂环化合物稠杂环化合物一一.嘌呤及其衍生物嘌呤及其衍生物1.结构结构 NNHNN1234567899-H嘌呤7-H嘌呤NHNNN123456789NNNNOOCH3CH3CH3咖啡碱互变异构体互变异构体（嘧啶和咪唑）（嘧啶和咪唑）核酸、核苷酸、辅酶核酸、核苷酸、辅酶A、尿酸等都含有嘌呤结构、尿酸等都含有嘌呤结构2.衍生物衍生物NHNNN腺嘌呤NH2NNHHNN

28、OH2N鸟嘌呤二二.喹啉及其衍生物喹啉及其衍生物1.结构结构N123456782.化学性质（与吡啶相似）化学性质（与吡啶相似）碱性比吡啶稍弱，可与酸成盐（碱性比吡啶稍弱，可与酸成盐（pKa=9.1）亲电取代亲电取代Br20HNO3+H2SO4浓H2SO4220浓H2SO4NAg2SO4NBrBr+NNNO2NNO2NSO3H+发生在较为活发生在较为活泼的苯环上的泼的苯环上的C5、C8位上位上苯环和吡啶苯环和吡啶 亲核取代亲核取代取代主要发生在吡啶环取代主要发生在吡啶环C2位上位上100NaNH2NN二甲苯NH2 还原还原 N或Sn+HClNa+EtOHNH1，2，3，4-四氢喹啉四氢喹啉 氧化

29、氧化 KMnO4NNH+HOOCHOOC3制备制备Skraup（斯克劳普）合成法（斯克劳普）合成法浓H2SO4NH2CHOHCH2OHCH2OH+硝基苯N8491%与大多数氧化剂不发生反应。与大多数氧化剂不发生反应。苯胺、甘油一定条件下反应制得。苯胺、甘油一定条件下反应制得。.生物碱（含氮碱性化合物）生物碱（含氮碱性化合物）-概论概论一一.性质（存在于生物体内具有碱性和明显生理活性性质（存在于生物体内具有碱性和明显生理活性的含氮有机物）的含氮有机物）1游离生物碱一般是无色固体。有苦味。游离生物碱一般是无色固体。有苦味。2能与无机酸或有机酸结合成盐。能与无机酸或有机酸结合成盐。3沉淀反应沉淀反应

30、4颜色反应颜色反应（使生物碱发生颜色反应的试剂叫生物碱显色（使生物碱发生颜色反应的试剂叫生物碱显色剂）剂）（遇一些试剂能发生沉淀，该试剂叫生物碱沉（遇一些试剂能发生沉淀，该试剂叫生物碱沉淀剂。）淀剂。）提取、精制、检查和鉴别生物碱提取、精制、检查和鉴别生物碱二二.生物碱的提取方法生物碱的提取方法 1有机溶剂提取法有机溶剂提取法2稀酸提取法稀酸提取法 1.烟碱烟碱 颠茄碱颠茄碱 麻黄碱麻黄碱 金鸡纳碱金鸡纳碱喜树碱喜树碱 吗啡碱吗啡碱小檗碱小檗碱 咖啡碱咖啡碱三三.几种重要的生物碱几种重要的生物碱 生物碱的涵义、存在及制取生物碱的涵义、存在及制取生物碱：生物碱：从动植物中得来的一类从动植物中得来

31、的一类含氮含氮的具有碱性的的具有碱性的化合物称为生物碱（化合物称为生物碱（alkaloids）。）。存在：存在：在植物中分布很广，一种植物可有多种生物在植物中分布很广，一种植物可有多种生物碱，如：罂粟中有碱，如：罂粟中有20多种生物碱；一般与有机酸多种生物碱；一般与有机酸成盐形式存在成盐形式存在(如苹果酸盐、琥珀酸盐、草酸盐、如苹果酸盐、琥珀酸盐、草酸盐、柠檬酸盐等柠檬酸盐等)。制取：制取：用强酸稀用强酸稀HCl、稀、稀H2SO4溶液等使其游离，溶液等使其游离，萃取、沉淀、再萃取萃取、沉淀、再萃取生物碱的通性生物碱的通性1.生物碱由生物碱由C、H、O、N组成，少数有组成，少数有Cl、S元元素；

32、多数为无色固体，少数为液体；有固定的素；多数为无色固体，少数为液体；有固定的熔点、沸点，有苦味。熔点、沸点，有苦味。2.生物碱有旋光性，多数为左旋，有明显的生生物碱有旋光性，多数为左旋，有明显的生理效应。理效应。3.生物碱一般不溶或难溶于水，易溶于有机溶生物碱一般不溶或难溶于水，易溶于有机溶剂，它们的盐溶于水。剂，它们的盐溶于水。4.有碱性，碱性受有碱性，碱性受N的杂化状态、电子效应、空的杂化状态、电子效应、空间效应的影响；这一性质是生物碱分离、提纯间效应的影响；这一性质是生物碱分离、提纯的基础。的基础。5.生物碱能被多种试剂沉淀于水或酸溶液中。生物碱能被多种试剂沉淀于水或酸溶液中。6.一些浓

33、的无机酸和少量试剂是生物碱的显色一些浓的无机酸和少量试剂是生物碱的显色剂。剂。重要的生物碱重要的生物碱1.烟碱烟碱NNCH3烟碱烟碱 俗称尼古丁；俗称尼古丁；左旋左旋L-(-)-(-)体；毒性强体；毒性强。尼古丁尼古丁少量吸入会刺激中枢神经，增高血压；少量吸入会刺激中枢神经，增高血压；大量吸入则抑制中枢神经系统，使呼吸停止和心脏大量吸入则抑制中枢神经系统，使呼吸停止和心脏麻痹。麻痹。在农业上烟碱用作杀虫剂。在农业上烟碱用作杀虫剂。NNCH3NCOOHNCONH2*O(维生素P)一种营养物质一种营养物质2.颠茄碱类颠茄碱类(1)阿托品阿托品CH O CCHCH2OHONCH3CH OHNCH3C

34、HCH2OHHOOC*+茛菪醇dl-茛菪酸茛菪酸阿托品是酯，具有止痛、改善血液微循环的作用。阿托品是酯，具有止痛、改善血液微循环的作用。(2)古柯碱古柯碱CH O CON CH3COOCH3CHCHOCOC6H5CH2CH2CHCHNCH2CH3COOCH3或麻醉作用结构麻醉作用结构古柯碱是一种局部麻醉剂，古柯碱是一种局部麻醉剂，其缺点是：容易成瘾，其缺点是：容易成瘾，毒性很强，可使呼吸中枢麻痹而致死。毒性很强，可使呼吸中枢麻痹而致死。OCOCH2CH2NH2N(C2H5)2 HCl(奴佛卡因奴佛卡因)OCOCH2CH2NHN(C2H5)2 HClCH3(CH2)3(潘特卡因潘特卡因)以上两种

35、局部麻醉剂是人工合成的，工业上大量生产。以上两种局部麻醉剂是人工合成的，工业上大量生产。3.金鸡纳碱金鸡纳碱(奎宁奎宁)NCH CH2NCHOHCH3O金鸡纳碱是优良的治疗疟疾的药物。金鸡纳碱是优良的治疗疟疾的药物。从几万种化合物中筛选出的治疗疟疾疾病的药物：从几万种化合物中筛选出的治疗疟疾疾病的药物：CH3ONNHCH(CH2)3N(C2H5)2CH3Cl阿的平阿的平NHCH(CH2)3N(C2H5)2CH3CH3ON扑疟母星扑疟母星ClNNH(CH2)3N(C2H5)2氯奎宁氯奎宁NHCNHCNHCH(CH3)2ClNHNH百乐君百乐君 盐酸氯胍盐酸氯胍 4.常山碱常山碱NHNNOCH2C

36、CH2OOH常山碱常山碱NHNNOCH2CCH2OHO异常山碱异常山碱常山碱的抗疟作用强常山碱的抗疟作用强,但毒性太大但毒性太大,不能直接服用。不能直接服用。5.罂粟碱和吗啡碱罂粟碱和吗啡碱NCH3OCH3OCH2OO罂粟碱罂粟碱CH3CH3含在鸦片中，是罂粟果流出的乳汁的干燥物；含在鸦片中，是罂粟果流出的乳汁的干燥物；有抑制痉挛作用。有抑制痉挛作用。NOOHOHCH3*NOHCH3OOH*或吗啡碱有麻醉、安眠、止痛的作用。吗啡碱有麻醉、安眠、止痛的作用。6.咖啡碱（茶碱）咖啡碱（茶碱）NCNCH3CCH3OCCNNCH3CHONNNNOOCH3CH3CH3或咖啡碱对人体具有兴奋、止头痛、利尿作用咖啡碱对人体具有兴奋、止头痛、利尿作用7.利血平利血平又称蛇根草素。又称蛇根草素。NHNCH3OCCH3OOCOOOOOOCH3CH3CH3CH31956年美国化学家年美国化学家Woodward R B 完成全合成。利完成全合成。利血平具有降血压作用。血平具有降血压作用。8.其它非杂环族的生物碱其它非杂环族的生物碱(1)麻黄碱（麻黄素）麻黄碱（麻黄素）CHCH3CHCH3NH CH3*左旋体具有疗效，左旋体具有疗效，能止咳、止喘。能止咳、止喘。ONHCOCH3OOOOCH3H C3H C3H C3(2)秋水仙碱秋水仙碱