第14章雜環(huán)化合物與維生素

1、鄧健 制作 羅美明 審校1第一節(jié)第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物芳香雜環(huán)化合物* *第二節(jié)第二節(jié) 維生素維生素 一一 分類和命名分類和命名二二 芳香六元雜環(huán)芳香六元雜環(huán)三三 芳香五元雜環(huán)芳香五元雜環(huán)四四 稠雜環(huán)化合物稠雜環(huán)化合物一一 維生素概述維生素概述 二二 脂溶性維生素脂溶性維生素 三三 水溶性維生素水溶性維生素 人民衛(wèi)生電子音像出版社2前面學(xué)過的前面學(xué)過的環(huán)氧化合物、環(huán)狀酸酐、內(nèi)酯、內(nèi)酰胺環(huán)氧化合物、環(huán)狀酸酐、內(nèi)酯、內(nèi)酰胺等等: 因其性質(zhì)與相應(yīng)的脂肪族化合物較相似，因此因其性質(zhì)與相應(yīng)的脂肪族化合物較相似，因此并入脂肪族化合物中討論并入脂肪族化合物中討論, 而不列為雜環(huán)化合物。而不列為雜環(huán)化合物。N

2、-HON-HN-HO O第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校3 本章討論的雜環(huán)化合物主要指環(huán)系較穩(wěn)定，包本章討論的雜環(huán)化合物主要指環(huán)系較穩(wěn)定，包括雜原子在內(nèi)的環(huán)是括雜原子在內(nèi)的環(huán)是平面型平面型，環(huán)內(nèi)有，環(huán)內(nèi)有4n+2個(gè)個(gè)p p電子電子處于環(huán)閉共軛體系中，處于環(huán)閉共軛體系中，統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為芳芳(香香)雜環(huán)化合物。雜環(huán)化合物。呋喃呋喃 噻唑噻唑 嘧啶嘧啶 嘌呤嘌呤 其它不具芳香性的雜環(huán)化合物，統(tǒng)稱為其它不具芳香性的雜環(huán)化合物，統(tǒng)稱為OSNNN NNNNHOOONH第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社4一、一、分類和命名

3、分類和命名六元雜環(huán)六元雜環(huán): 五元雜環(huán)五元雜環(huán): 第一節(jié)第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物芳香雜環(huán)化合物第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（一、分類和命名） OSNNHNNNNNNNNHNN上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校5命名原則命名原則：譯音：譯音“口口”旁旁第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（一、分類和命名） O OS SSNSNONO ONFuranThiophene Pyrrole ThiazoleImidazole Pyrazole Oxazole 呋喃呋喃噻吩噻吩吡咯吡咯噻唑噻唑 咪唑咪唑 吡唑吡唑 噁噁唑唑上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生

4、電子音像出版社6Pyridine Pyrimidine Pyridazine 吡啶吡啶 嘧啶嘧啶 噠嗪噠嗪Quinoline Isoquinoline 喹啉喹啉 異喹啉異喹啉 Indole Purine 吲哚吲哚 嘌呤嘌呤第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（一、分類和命名） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校71. 單雜環(huán)的編號(hào)從雜原子開始單雜環(huán)的編號(hào)從雜原子開始。l 雜環(huán)的編號(hào)規(guī)則：雜環(huán)的編號(hào)規(guī)則：第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（一、分類和命名） 呋喃呋喃 吡啶吡啶 吡咯吡咯4 4 3 3(b)(b)5 1 25 1 2(a)(a)4 4

5、 3 3(b)(b)5 1 25 1 2(a)(a)5 5 3 3(b)(b)6 1 26 1 2(a)(a)4 4(g)(g)O ONCH2CH3OCH3NHNO22-甲基呋喃甲基呋喃 3-硝基吡咯硝基吡咯4-乙基吡啶乙基吡啶 (a a-甲基呋喃甲基呋喃) (b b-硝基吡咯硝基吡咯) (g g-乙基吡啶乙基吡啶) 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社82.有多個(gè)雜原子時(shí)有多個(gè)雜原子時(shí),按按 順序編號(hào)順序編號(hào) 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（一、分類和命名） NHNH3CNSCH3NNCH31234512345123456NN12345CH34-甲基咪唑甲基咪

6、唑 5-甲基噻唑甲基噻唑 4-甲基嘧啶甲基嘧啶 1-甲基吡唑甲基吡唑 3. 稠雜環(huán)的編號(hào)一般和稠環(huán)芳烴相同稠雜環(huán)的編號(hào)一般和稠環(huán)芳烴相同,但少數(shù)有例外但少數(shù)有例外N12345678NNNHN1234567N1234567891089喹啉喹啉 吖啶吖啶嘌呤嘌呤 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校9 芳香六元雜環(huán)芳香六元雜環(huán)包括環(huán)中有包括環(huán)中有1個(gè)雜原子的六元雜環(huán)個(gè)雜原子的六元雜環(huán)(如如吡啶吡啶)和環(huán)中有多個(gè)雜原子的六元雜環(huán)和環(huán)中有多個(gè)雜原子的六元雜環(huán)(如如嘧啶嘧啶)。 吡啶是具有特殊臭味的吡啶是具有特殊臭味的無色液體無色液體。 存在于煤焦油、存在于煤焦油、骨焦油中骨焦油中,其衍生物

7、廣泛存在其衍生物廣泛存在于自然界。工業(yè)上主要從煤于自然界。工業(yè)上主要從煤焦油的輕油部分提取吡啶。焦油的輕油部分提取吡啶。二、芳香六元雜環(huán)二、芳香六元雜環(huán)第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（二、六元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社10N的的 p 軌道含軌道含1個(gè)電子個(gè)電子, 組成環(huán)閉共軛體系組成環(huán)閉共軛體系孤電子對(duì)占據(jù)孤電子對(duì)占據(jù)sp2 雜化軌道雜化軌道 5C 1N 共面共面, 取取 sp2雜化雜化; 都有都有一個(gè)垂直于分子平面的一個(gè)垂直于分子平面的p軌道軌道,側(cè)面交疊形成環(huán)閉大側(cè)面交疊形成環(huán)閉大 鍵。鍵。 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化

8、合物（二、六元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校11 電子云向電負(fù)性較大的電子云向電負(fù)性較大的N原子轉(zhuǎn)移原子轉(zhuǎn)移,使使N帶部分負(fù)電帶部分負(fù)電荷荷, C帶部分正電荷帶部分正電荷,電子云出現(xiàn)的幾率密度如下：電子云出現(xiàn)的幾率密度如下： 吡啶環(huán)中吡啶環(huán)中C上上p p電子密度比苯低，這類芳雜環(huán)亦稱電子密度比苯低，這類芳雜環(huán)亦稱為為“缺缺p p芳雜環(huán)芳雜環(huán)”。表現(xiàn)。表現(xiàn)在性質(zhì)上，親電取代變難，在性質(zhì)上，親電取代變難，親核取代變易；氧化變難，還原變易；另外親核取代變易；氧化變難，還原變易；另外 sp2 雜化雜化 N 上的孤電子對(duì)具有一定程度的堿性，可成鹽。上的孤電子對(duì)具有一定程度的堿性

9、，可成鹽。1.00139pm0.841.431.010.87134pm139pm140pm第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（二、六元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社121. 水溶性水溶性 解釋下列吡啶類化合物的水溶性現(xiàn)象？解釋下列吡啶類化合物的水溶性現(xiàn)象？水溶度：水溶度： 1:1 1:1 微溶微溶: : 吡啶能與水形成氫鍵。羥基或氨基取代的吡啶能與水形成氫鍵。羥基或氨基取代的吡啶因分子間氫鍵的形成而降低了水溶度。吡啶因分子間氫鍵的形成而降低了水溶度。NNOHNNH2NOHOH第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（二、六元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)

10、下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校13 2. 堿性堿性：吡啶環(huán)吡啶環(huán) N 原子的孤電子對(duì)處于原子的孤電子對(duì)處于sp2雜化軌道上，而一般脂肪胺雜化軌道上，而一般脂肪胺N上的孤電子對(duì)處上的孤電子對(duì)處于于sp3雜化軌道。前者堿性較弱雜化軌道。前者堿性較弱 (pKb=8.8) 。堿性比較：脂肪胺堿性比較：脂肪胺 苯胺苯胺pKb： 3 4.5 8.8 9.3N+HClNHCl+第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（二、六元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社143. 親電取代與親核取代反應(yīng)親電取代與親核取代反應(yīng) 由于氮原子的電負(fù)性大由于氮原子的電負(fù)性大, 吡啶環(huán)上

11、碳原子的電子云密度吡啶環(huán)上碳原子的電子云密度較苯低，尤其與質(zhì)子或較苯低，尤其與質(zhì)子或 Lewis 酸結(jié)合使酸結(jié)合使N帶正電荷后，環(huán)帶正電荷后，環(huán)上上 C 的電子云密度更低。吡啶的親電取代反應(yīng)要比苯難得的電子云密度更低。吡啶的親電取代反應(yīng)要比苯難得多，多，與硝基苯相似與硝基苯相似，親電取代反應(yīng)主要進(jìn)入，親電取代反應(yīng)主要進(jìn)入 b b 位。位。NKNO3 + H2SO4Fe, 300 oCNNO2b b-硝基吡啶硝基吡啶300 oCNBrBr2b b-溴吡啶溴吡啶 N H2SO4, SO3230 oC, 24 hNSO3Hb b-吡啶磺酸吡啶磺酸 N第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合

12、物（二、六元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校15親核取代親核取代比苯容易，比苯容易，主要發(fā)生在主要發(fā)生在位上位上。 N NaNH2100NNHNaH2ONNH2 當(dāng)當(dāng) 或或 位位上有易離去基時(shí)，較弱的上有易離去基時(shí)，較弱的親核試劑就能發(fā)生親核取代反應(yīng)。親核試劑就能發(fā)生親核取代反應(yīng)。N+2NH3ClN+ H2OBrN100 - 200 oCNH2NOHNaOH回回流流第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（二、六元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社164. 氧化與還原氧化與還原 吡啶環(huán)對(duì)氧化劑較苯環(huán)穩(wěn)定吡啶環(huán)對(duì)氧化劑較苯環(huán)穩(wěn)定, 而對(duì)還原

13、劑比苯活潑。而對(duì)還原劑比苯活潑。NKMnO4CH3b b-吡啶甲酸吡啶甲酸(煙酸煙酸) NKMnO4NNa + C2H5OHor H2/PtNHNCOOHNCO2H六氫吡啶六氫吡啶(哌啶哌啶) 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（二、六元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校17（三）嘧啶（三）嘧啶(C4H4N2)及其衍生物及其衍生物 5 4 36 1 2 由于兩個(gè)由于兩個(gè)N的強(qiáng)吸電子作用的強(qiáng)吸電子作用, 使嘧啶的堿性使嘧啶的堿性()比吡啶比吡啶( )弱得多，也比吡啶難弱得多，也比吡啶難于發(fā)生親電取代反應(yīng)，而親核取代反應(yīng)則比吡于發(fā)生親電取代反應(yīng)，而親核取代反

14、應(yīng)則比吡啶容易；嘧啶難以被氧化。啶容易；嘧啶難以被氧化。第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（二、六元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社18 嘧啶的衍生物分布范圍廣，如維生素、生物堿、嘧啶的衍生物分布范圍廣，如維生素、生物堿、核酸、蛋白質(zhì)及許多藥物都含有嘧啶結(jié)構(gòu)。核酸、蛋白質(zhì)及許多藥物都含有嘧啶結(jié)構(gòu)。 胞嘧啶胞嘧啶(cytosine) NNHNH2OH NNHOOH NNHOOCH3H NNHOOF胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine) 尿嘧啶尿嘧啶(uracil) 這些嘧啶衍生物存在酮式和烯醇式互變異構(gòu)這些嘧啶衍生物存在酮式和烯醇式互變異構(gòu): NHHNOONN

15、OHHO(酮式)(烯醇式)5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(抗腫瘤藥抗腫瘤藥) 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（二、六元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校19三、芳香五元雜環(huán)三、芳香五元雜環(huán)(一一) 呋喃、噻吩、吡咯的結(jié)構(gòu)呋喃、噻吩、吡咯的結(jié)構(gòu) 4C 1O 共面；都有一個(gè)垂直于分子平面的共面；都有一個(gè)垂直于分子平面的 p 軌道軌道, 側(cè)面?zhèn)让娼化B形成環(huán)閉大交疊形成環(huán)閉大 鍵，其中四個(gè)碳原子各貢獻(xiàn)鍵，其中四個(gè)碳原子各貢獻(xiàn) 1個(gè)個(gè) p 電子，電子，氧原子則貢獻(xiàn)氧原子則貢獻(xiàn)2個(gè)個(gè) p電子電子, 形成形成 。 與苯與苯環(huán)比較環(huán)比較, 呋喃、噻吩、吡咯為呋喃、噻吩、吡咯為

16、, 故環(huán)上故環(huán)上電子云密度比苯環(huán)大電子云密度比苯環(huán)大,屬于屬于“”。第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（三、五元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社20 呋喃呋喃 噻吩噻吩 吡咯吡咯 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（三、五元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校21 這些化合物鍵長(zhǎng)的平均化程度遠(yuǎn)不如苯這些化合物鍵長(zhǎng)的平均化程度遠(yuǎn)不如苯(苯環(huán)苯環(huán)上的碳碳鍵均為上的碳碳鍵均為139 pm)，在在化學(xué)性質(zhì)上化學(xué)性質(zhì)上, 既有與苯相似之處既有與苯相似之處, 又有一些差別。又有一些差別。NH143 pm137 pm138 pmH

17、HO144 pm137 pm135 pmHHS145 pm135 pm172 pmHH 6.62 6.15 7.25 7.40 6.30 7.19 7.04第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（三、五元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社22（二）吡咯、呋喃和噻吩的性質(zhì)（二）吡咯、呋喃和噻吩的性質(zhì) 1吡咯的酸堿性吡咯的酸堿性 吡咯吡咯N上孤電子對(duì)因參與環(huán)的共軛上孤電子對(duì)因參與環(huán)的共軛, 故堿性極故堿性極弱弱, 比苯胺還弱得多比苯胺還弱得多, 不能與酸形成穩(wěn)定的鹽。不能與酸形成穩(wěn)定的鹽。 NHNHNH32NHNHNHNH32NHNHNH32NH第十四章 雜環(huán)化合

18、物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（三、五元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校23 另一方面，吡咯另一方面，吡咯 N上的上的H 卻有微弱的酸性卻有微弱的酸性(pKa=17.5 ), 與醇相當(dāng)，而比酚弱。吡咯在無水與醇相當(dāng)，而比酚弱。吡咯在無水條件下可以與固體氫氧化鉀加熱生成鉀鹽。條件下可以與固體氫氧化鉀加熱生成鉀鹽。 N K+ H2ONH + KOH第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（三、五元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社242. 親電取代反應(yīng)親電取代反應(yīng) 由于環(huán)上的電子云密度比苯大，因此吡咯、呋喃由于環(huán)上的電子云密度比苯大，因此

19、吡咯、呋喃和噻吩親電取代反應(yīng)比苯容易發(fā)生。和噻吩親電取代反應(yīng)比苯容易發(fā)生。吡咯的活潑度與吡咯的活潑度與苯胺或苯酚相當(dāng)苯胺或苯酚相當(dāng)。親電取代反應(yīng)主要發(fā)生在親電取代反應(yīng)主要發(fā)生在a a位位。 + Br2NNOBr80%0 OCOS(6976%)95% H2SO425oCSO3H S第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（三、五元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校25+Ac2ONH乙乙酸酸酐酐CH3ONH 吡咯和呋喃遇強(qiáng)酸時(shí)吡咯和呋喃遇強(qiáng)酸時(shí), 雜原子能質(zhì)子化雜原子能質(zhì)子化, 使芳香大使芳香大p p鍵鍵破壞破壞, 所以不能用強(qiáng)酸進(jìn)行硝化和磺化反應(yīng)所以不能用強(qiáng)酸進(jìn)

20、行硝化和磺化反應(yīng), 需選用較溫和需選用較溫和的非質(zhì)子性試劑。例如吡咯硝化需用的非質(zhì)子性試劑。例如吡咯硝化需用硝酸乙酰基酯硝酸乙?；ァ?NH+Ac2ONH+CH3C ONO2ONO2NHNO25 oC硝酸乙?； a-硝基吡咯(83%) b b-硝基吡咯(17%)第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（三、五元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社26（三）吡咯衍生物（三）吡咯衍生物 吡咯衍生物在自然界分布很廣，植物中的葉綠素和動(dòng)物吡咯衍生物在自然界分布很廣，植物中的葉綠素和動(dòng)物中的血紅素都是吡咯衍生物。它們都具有重要的生理活性。中的血紅素都是吡咯衍生物。它們都

21、具有重要的生理活性。NHNNHNNH2C=HCH3CCH3NCH=CH2FeNH3CHO2CCH2CH2CNCH3CH2CH2CO2H第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（三、五元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校27(四四) 咪唑的結(jié)構(gòu)與功能咪唑的結(jié)構(gòu)與功能 咪唑可以看作是吡咯咪唑可以看作是吡咯3位的位的CH被被氮原子取代而生成的雜環(huán)化合物。氮原子取代而生成的雜環(huán)化合物。 NNH 咪唑咪唑 1位位 和和 3 位位N 均取均取sp2雜化。不同的是雜化。不同的是, 1-N 以一對(duì)以一對(duì) p 電子參與共軛電子參與共軛, 而而 3-N 則以則以1個(gè)個(gè) p 電子參

22、與共軛電子參與共軛, 形成環(huán)狀形成環(huán)狀閉合大閉合大p p鍵鍵, p p電子數(shù)為電子數(shù)為6, 符合符合Hckel規(guī)則規(guī)則, 有一定芳香性。有一定芳香性。 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（三、五元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社28NNHNHN 咪唑中咪唑中N上的氫可以轉(zhuǎn)移到另一個(gè)氮原子上上的氫可以轉(zhuǎn)移到另一個(gè)氮原子上, 因而存在因而存在互變異構(gòu)互變異構(gòu). 這種情況在環(huán)上有取代基時(shí)很容易辨別。這種情況在環(huán)上有取代基時(shí)很容易辨別。 35 1 25 1 3 2NNHH3CNHNH3C5-甲基咪唑甲基咪唑 4-甲基咪唑甲基咪唑 甲基咪唑可發(fā)生下列互變異構(gòu)甲基咪

23、唑可發(fā)生下列互變異構(gòu): 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（三、五元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校29 咪唑的堿性比吡咯強(qiáng)（咪唑的堿性比吡咯強(qiáng)（pKb=6.8），這是由于），這是由于引入的氮原子的孤對(duì)電子沒有參加共軛體系，因引入的氮原子的孤對(duì)電子沒有參加共軛體系，因而較易與質(zhì)子結(jié)合。水溶度也較吡咯大。而較易與質(zhì)子結(jié)合。水溶度也較吡咯大。 在組氨酸分子中含有一個(gè)咪唑基在組氨酸分子中含有一個(gè)咪唑基, 其其pKa值值接近生理接近生理pH(7.35)，它既是一個(gè)弱酸，又是一，它既是一個(gè)弱酸，又是一個(gè)弱堿，能起到質(zhì)子傳遞的作用。組氨酸中的個(gè)弱堿，能起到質(zhì)子傳遞

24、的作用。組氨酸中的咪唑環(huán)是構(gòu)成酶活性中心的重要基團(tuán)，使酶能咪唑環(huán)是構(gòu)成酶活性中心的重要基團(tuán)，使酶能催化生物體內(nèi)酯和酰胺的水解。催化生物體內(nèi)酯和酰胺的水解。NNH第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（三、五元雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社30四、稠雜環(huán)化合物四、稠雜環(huán)化合物第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（四、稠雜環(huán)） 雜環(huán)與雜環(huán)稠合雜環(huán)與雜環(huán)稠合或或苯環(huán)與雜環(huán)稠合苯環(huán)與雜環(huán)稠合而成的化合而成的化合物總稱為稠雜環(huán)化合物。常見的稠雜環(huán)化合物有物總稱為稠雜環(huán)化合物。常見的稠雜環(huán)化合物有嘌呤、吲哚、喹啉等。嘌呤可看成是由一個(gè)嘧啶嘌呤、吲哚、喹

25、啉等。嘌呤可看成是由一個(gè)嘧啶環(huán)和一個(gè)咪唑環(huán)共用環(huán)和一個(gè)咪唑環(huán)共用2個(gè)碳原子稠合而成。個(gè)碳原子稠合而成。 NNNHN123456789嘌呤（嘌呤（purine） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校31 嘌呤為白色固體，熔點(diǎn)嘌呤為白色固體，熔點(diǎn) 216217，易溶，易溶于水，水溶液呈中性，但可分別與酸或堿生成于水，水溶液呈中性，但可分別與酸或堿生成鹽。嘌呤是兩個(gè)互變異構(gòu)的平衡體系鹽。嘌呤是兩個(gè)互變異構(gòu)的平衡體系, 在生物在生物體內(nèi)平衡偏向于體內(nèi)平衡偏向于 9H 形式。形式。嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（四、稠雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民

26、衛(wèi)生電子音像出版社32 嘌呤衍生物廣泛分布在動(dòng)植物中，嘌呤衍生物廣泛分布在動(dòng)植物中，如如腺嘌呤腺嘌呤、鳥嘌呤鳥嘌呤均為核酸的堿基。均為核酸的堿基。NNNHNNH2NNNHNOHH2N第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（四、稠雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校33 次黃嘌呤、黃嘌呤和尿酸是腺嘌呤與鳥嘌呤在次黃嘌呤、黃嘌呤和尿酸是腺嘌呤與鳥嘌呤在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物, 存在于動(dòng)物肝臟、血和尿中。存在于動(dòng)物肝臟、血和尿中。NNNNOHHNNNNOHHOHNNNNOHHOOHHHNNNHNOHNNHNHNOOHNNHNHNHOOO次黃嘌呤次黃嘌呤 黃嘌呤

27、黃嘌呤 尿酸尿酸 烯醇式烯醇式 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物（四、稠雜環(huán)） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)酮酮 式式人民衛(wèi)生電子音像出版社34 磺胺類藥物磺胺類藥物(sulfa drug)是繼青霉素之后使用的是繼青霉素之后使用的一類化學(xué)抗菌藥，基本結(jié)構(gòu)是一類化學(xué)抗菌藥，基本結(jié)構(gòu)是對(duì)對(duì)-氨基苯磺酰胺氨基苯磺酰胺。 對(duì)對(duì)-氨基苯磺酰胺本身就有抑菌作用。當(dāng)氨基苯磺酰胺本身就有抑菌作用。當(dāng) N1上的上的 H 原子被某些基團(tuán)取代時(shí)，抗菌作用增強(qiáng)；若原子被某些基團(tuán)取代時(shí)，抗菌作用增強(qiáng)；若 N4 上上的的 H 被取代，則抗菌能力降低甚至喪失。因?yàn)榫哂斜蝗〈瑒t抗菌能力降低甚至喪失。因?yàn)榫哂?/p>

28、N4游離氨基的磺胺與細(xì)菌繁殖所需的對(duì)氨基苯甲酸游離氨基的磺胺與細(xì)菌繁殖所需的對(duì)氨基苯甲酸結(jié)構(gòu)極為相似，使酶難以識(shí)別而達(dá)到抑菌作用。結(jié)構(gòu)極為相似，使酶難以識(shí)別而達(dá)到抑菌作用。SO2NH2H2N14 如如 N4 上的取代基易在體內(nèi)分解而恢復(fù)成上的取代基易在體內(nèi)分解而恢復(fù)成-NH2 時(shí)，則仍具有原來的抗菌作用。時(shí)，則仍具有原來的抗菌作用。第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校35 大多數(shù)磺胺類藥物是不同雜環(huán)取代大多數(shù)磺胺類藥物是不同雜環(huán)取代了磺胺的了磺胺的N1位上的一個(gè)位上的一個(gè)H原子原子 ?；前粪奏せ前粪奏?SD磺胺甲基異噁唑磺胺甲基

29、異噁唑 SMZS-NHH2NNNOOS-NHH2NONCH3OO第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第一節(jié) 芳香雜環(huán)化合物 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社36第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（一、維生素概述） * *第二節(jié)第二節(jié) 維生素維生素 一、維生素概述一、維生素概述 1. 定義定義 維持正常生命活動(dòng)所必需的一類小分子有機(jī)化合物維持正常生命活動(dòng)所必需的一類小分子有機(jī)化合物 2. 特點(diǎn)特點(diǎn) l 既不供給能量，也不構(gòu)成組織成分既不供給能量，也不構(gòu)成組織成分 l 體內(nèi)不能合成或合成甚微，必須由食物供給體內(nèi)不能合成或合成甚微，必須由食物供給 l 需要量很少需要量很少 (gmg

30、/d ), 但不可缺少但不可缺少 l 參與體內(nèi)物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)參與體內(nèi)物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié) l 參與輔酶組成參與輔酶組成 3. 功能功能 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校37l 脂溶性維生素脂溶性維生素：A、D、E、K。此類維生素因排。此類維生素因排泄效率不高，過多攝入會(huì)在體內(nèi)蓄積而導(dǎo)致中毒泄效率不高，過多攝入會(huì)在體內(nèi)蓄積而導(dǎo)致中毒 l 水溶性維生素水溶性維生素：B族、維生素族、維生素C、維生素、維生素P 等等 l 按生理功能和發(fā)現(xiàn)先后按生理功能和發(fā)現(xiàn)先后：A、B、C、D 等等 5. 命名命名 4. 分類分類 l 根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)：初發(fā)現(xiàn)時(shí)以為是一種，以：初發(fā)現(xiàn)時(shí)以為是一種，以

31、后證實(shí)是幾種維生素的混合物，則根據(jù)化學(xué)結(jié)后證實(shí)是幾種維生素的混合物，則根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同在字母右下方注以構(gòu)的不同在字母右下方注以1、2、3等，如等，如A1 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（一、維生素概述） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社38第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（二、脂溶性維生素） 維生素維生素A1 維生素維生素A2 二、脂溶性維生素二、脂溶性維生素 （一）維生素（一）維生素A H3CCH3CH3CH3CH3OH1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)H3CCH3CH3CH3CH3OH鄧健 制作 羅美明 審校392. 功能功能l 構(gòu)成視覺細(xì)胞

32、內(nèi)感光物質(zhì)構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)l 維持上皮組織結(jié)構(gòu)的完整維持上皮組織結(jié)構(gòu)的完整, 促進(jìn)上皮細(xì)胞糖蛋白的合成促進(jìn)上皮細(xì)胞糖蛋白的合成 l 參與皮質(zhì)激素、性激素合成及骨組織形成，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育參與皮質(zhì)激素、性激素合成及骨組織形成，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育 l 防癌作用：刺激體液及細(xì)胞免疫防癌作用：刺激體液及細(xì)胞免疫 l VA 缺乏：粘膜干燥，干眼病；缺乏：粘膜干燥，干眼??；VA過量過量: 惡心、頭痛、皮疹惡心、頭痛、皮疹 3. 來源來源l 動(dòng)物性食品：肝、蛋黃、奶油動(dòng)物性食品：肝、蛋黃、奶油l 植物性食品：類胡蘿卜素植物性食品：類胡蘿卜素（維生素（維生素A原原 本身不具本身不具有有VA活性，但在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)榛?/p>

33、性，但在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)閂A的物質(zhì)）的物質(zhì)）第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（二、脂溶性維生素） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社40（二）維生素（二）維生素E（生育酚）（生育酚）1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) CH3H3CCH3HOOCH3CH3CH3CH3CH3l 參與多種酶活動(dòng)，維持和促進(jìn)生殖機(jī)能參與多種酶活動(dòng)，維持和促進(jìn)生殖機(jī)能 l 天然抗氧化劑、抗衰老、天然抗氧化劑、抗衰老、 防癌及增強(qiáng)免疫作用防癌及增強(qiáng)免疫作用2. 功能功能 3. 來源來源 植物油植物油. 麥胚麥胚, 硬果硬果, 種子類種子類, 豆類豆類, 谷類谷類第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（二、脂溶性維生

34、素） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校41OOCH3CH3H6OOCH3CH3CH3H3維生素維生素K1 維生素維生素K2 （三）維生素（三）維生素K 1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2、功能、功能 促進(jìn)凝血因子形成，加速血液凝固。促進(jìn)凝血因子形成，加速血液凝固。 維生素維生素K缺乏會(huì)缺乏會(huì)導(dǎo)致凝血功能障礙導(dǎo)致凝血功能障礙, 出現(xiàn)全身多部位出血甚至顱內(nèi)出血。出現(xiàn)全身多部位出血甚至顱內(nèi)出血。3. 來源來源 深綠色蔬菜深綠色蔬菜, 富含乳酸菌的食品及肉、蛋等富含乳酸菌的食品及肉、蛋等第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（二、脂溶性維生素） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社42

35、第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（三、水溶性維生素） 水溶性維生素包括水溶性維生素包括B族維生素族維生素和和維生素維生素 C、維生素維生素P等。等。B族維生素包括維生素族維生素包括維生素B1、維生素維生素B2、煙酸和煙酰胺、泛酸、維生素、煙酸和煙酰胺、泛酸、維生素B6、生物素、葉酸和維生素生物素、葉酸和維生素B12等。等。三、水溶性維生素三、水溶性維生素 水溶性維生素在組織內(nèi)濃度恒定水溶性維生素在組織內(nèi)濃度恒定, 構(gòu)成輔酶成分，參與物質(zhì)代謝。無中構(gòu)成輔酶成分，參與物質(zhì)代謝。無中毒癥毒癥, 過多即隨尿排出。過多即隨尿排出。上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校43（一）維生

36、素（一）維生素B1 （硫胺素硫胺素） 1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 含含S、-NH2NNH3CNH2NSCH3OHClHCl鹽酸硫胺素鹽酸硫胺素 2. 功能功能 參與糖的代謝；促進(jìn)能量代謝；維持神經(jīng)與參與糖的代謝；促進(jìn)能量代謝；維持神經(jīng)與消化系統(tǒng)的正常功能。長(zhǎng)期攝入不足會(huì)出現(xiàn)周圍神經(jīng)炎、消化系統(tǒng)的正常功能。長(zhǎng)期攝入不足會(huì)出現(xiàn)周圍神經(jīng)炎、浮腫、心肌變性、情緒急躁、精神惶恐、健忘等浮腫、心肌變性、情緒急躁、精神惶恐、健忘等 3. 來源來源 谷類、豆類、酵母、干果、谷類、豆類、酵母、干果、 動(dòng)物內(nèi)臟、蛋類、動(dòng)物內(nèi)臟、蛋類、瘦肉、乳類、蔬菜、水果等瘦肉、乳類、蔬菜、水果等 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生

37、素（三、水溶性維生素） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社44（二）維生素（二）維生素B2 （稱核黃素，稱核黃素，riboflavin） 1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2. 功能功能 促進(jìn)糖、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝；維持皮膚、粘促進(jìn)糖、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝；維持皮膚、粘膜、視覺的正常機(jī)能。膜、視覺的正常機(jī)能。B2 缺乏可引起口角炎、舌炎、口缺乏可引起口角炎、舌炎、口腔炎、眼結(jié)膜炎、脂溢性皮炎和視覺模糊等腔炎、眼結(jié)膜炎、脂溢性皮炎和視覺模糊等3. 來源來源 奶類、動(dòng)物肝腎、蛋黃、魚，胡蘿卜、香菇、奶類、動(dòng)物肝腎、蛋黃、魚，胡蘿卜、香菇、紫菜、芹菜、柑、橘等紫菜、芹菜、柑、橘等 第十四章 雜環(huán)化合物和維生

38、素 第二節(jié) 維生素（三、水溶性維生素） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)NNNHNOOH3CH3CCH2CHOHCHOHCHOHCH2OH鄧健 制作 羅美明 審校45（三）維生素（三）維生素PP（預(yù)防癩皮病因子）（預(yù)防癩皮病因子） 1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) NCOOHNCONH2煙酸煙酸 煙酰胺煙酰胺 2. 功能功能 脫氫酶的輔酶脫氫酶的輔酶;參與糖、脂類、丙酮酸代謝、參與糖、脂類、丙酮酸代謝、及高能磷酸鍵的形成等。維及高能磷酸鍵的形成等。維pp缺乏可致癩皮病。缺乏可致癩皮病。3. 來源來源 動(dòng)物肝腎、瘦肉、魚、卵、麥制品、花生、動(dòng)物肝腎、瘦肉、魚、卵、麥制品、花生、梨、棗、無花果等梨、棗、無花果等 第十四章

39、雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（三、水溶性維生素） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)人民衛(wèi)生電子音像出版社461. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2. 功能功能 參與輔酶參與輔酶A的形成，是酶的轉(zhuǎn)酰基輔因子。的形成，是酶的轉(zhuǎn)酰基輔因子。 輕度缺乏可致疲乏、食欲差、消化不良等。重度缺輕度缺乏可致疲乏、食欲差、消化不良等。重度缺乏可致肌肉協(xié)調(diào)性差乏可致肌肉協(xié)調(diào)性差; 肌肉及胃腸痙攣等肌肉及胃腸痙攣等 3. 來源來源 肉類、動(dòng)物腎臟與心臟、谷類、麥芽、肉類、動(dòng)物腎臟與心臟、谷類、麥芽、綠葉蔬菜、啤酒酵母、堅(jiān)果、糖蜜等綠葉蔬菜、啤酒酵母、堅(jiān)果、糖蜜等 （四）泛酸（四）泛酸 (pantothenic acid) HOHNCOO

40、HH3CH3COHO第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（三、水溶性維生素） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)鄧健 制作 羅美明 審校471. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2. 功能功能 轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶, 鎮(zhèn)吐。鎮(zhèn)吐。 缺乏時(shí)可致嘔吐、中樞神經(jīng)興奮等缺乏時(shí)可致嘔吐、中樞神經(jīng)興奮等 3. 來源來源 牛乳、肉、肝、蛋黃、谷物和蔬菜等牛乳、肉、肝、蛋黃、谷物和蔬菜等 （五）維生素（五）維生素B6 吡哆醇吡哆醇 吡哆醛吡哆醛 吡哆胺吡哆胺 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（三、水溶性維生素） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)NCH2OHCH2OHHOH3CNCH2OHCHOHOH3CNCH

41、2OHCH2NH2HOH3C人民衛(wèi)生電子音像出版社48（六）生物素（六）生物素 1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2. 功能功能 羧化酶的輔酶，脂肪和蛋白質(zhì)正常代謝羧化酶的輔酶，脂肪和蛋白質(zhì)正常代謝不可缺少的物質(zhì)。不可缺少的物質(zhì)。 缺乏時(shí)可致發(fā)育緩慢、皮膚損缺乏時(shí)可致發(fā)育緩慢、皮膚損傷、體內(nèi)蛋白質(zhì)和脂肪代謝紊亂傷、體內(nèi)蛋白質(zhì)和脂肪代謝紊亂 3. 來源來源 分布廣泛，如牛奶、水果、啤酒酵母、分布廣泛，如牛奶、水果、啤酒酵母、牛肝、蛋黃、動(dòng)物腎臟、糙米等牛肝、蛋黃、動(dòng)物腎臟、糙米等 第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（三、水溶性維生素） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)SHNNHOCOOHHH鄧健 制作 羅美明

42、審校49（七）葉（七）葉 酸酸 1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2. 功能功能 蛋白質(zhì)和核酸合成的必需因子；參與血紅蛋白結(jié)蛋白質(zhì)和核酸合成的必需因子；參與血紅蛋白結(jié)構(gòu)中卟啉基的形成、紅細(xì)胞和白細(xì)胞的快速增生；體內(nèi)多種構(gòu)中卟啉基的形成、紅細(xì)胞和白細(xì)胞的快速增生；體內(nèi)多種氨基酸的轉(zhuǎn)化、大腦中長(zhǎng)鏈脂肪酸如氨基酸的轉(zhuǎn)化、大腦中長(zhǎng)鏈脂肪酸如DHA的代謝；肌酸、腎的代謝；肌酸、腎上腺素及膽堿的合成等。上腺素及膽堿的合成等。 葉酸是最容易缺乏的維生素之一。葉酸是最容易缺乏的維生素之一。 嬰兒、孕婦缺乏時(shí)會(huì)引起貧血。膳食中缺乏葉酸易引起動(dòng)脈嬰兒、孕婦缺乏時(shí)會(huì)引起貧血。膳食中缺乏葉酸易引起動(dòng)脈硬化、誘發(fā)結(jié)腸癌和乳腺癌等。硬化、誘發(fā)結(jié)腸癌和乳腺癌等。3. 來源來源 綠色蔬菜中，動(dòng)物肝、腎綠色蔬菜中，動(dòng)物肝、腎第十四章 雜環(huán)化合物和維生素 第二節(jié) 維生素（三、水溶性維生素） 上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)首頁(yè)首頁(yè)NNNNOHH2NCH2NHCONHCHCH2CH2CO2HCO2H13568人民衛(wèi)生電子音像出版社50（八）維生素（八）維生素B12 （鈷胺素）（鈷胺素）NCH3CNCHNCCH3NCoCH3CH2CH2CH2CONH2HH3CCH3CH2CH2CONH2HH3CCH2HCH2HCH2CONH2HCH2CH2CONH2CH3CH3H2NCH2NCH2CCHNCH2CHH3COPOOOOH HHOCH2OHHN