大學有機化學雜環(huán)化合物和維生素“雜環(huán)”就是組成環(huán)的原子除C外，還含有其它元素的原子，這些非碳原子統(tǒng)稱為雜原子。原則上二價以上的元素都可成為雜原子,但最常見的是O、S和N。前面學過的環(huán)氧化合物、環(huán)狀酸酐、內(nèi)酯、內(nèi)酰胺等:因其性質(zhì)與相應的脂肪族化合物較相似，因此并入脂肪族化合物中討論,而不列為雜環(huán)化合物。第十四章雜環(huán)化合物和維生素

第十四章雜環(huán)化合物和維生素上頁下頁首頁2人民衛(wèi)生電子音像出版社本章討論的雜環(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)是平面型，環(huán)內(nèi)有4n+2個p電子處于環(huán)狀共軛體系中，統(tǒng)稱為芳(香)雜環(huán)化合物。呋喃噻唑嘧啶嘌呤其它不具芳香性的雜環(huán)化合物，統(tǒng)稱為非芳香雜環(huán)化合物或脂雜環(huán)化合物。脂雜環(huán)第十四章雜環(huán)化合物和維生素

上頁下頁首頁3鄧健制作羅美明審校一、分類和命名六元雜環(huán):五元雜環(huán):第一節(jié)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）

上頁下頁首頁4人民衛(wèi)生電子音像出版社命名原則：譯音＋“口”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）

Furan

Thiophene

Pyrrole

ThiazoleImidazole Pyrazole Oxazole

呋喃

噻吩

吡咯噻唑

咪唑 吡唑 噁唑上頁下頁首頁5鄧健制作羅美明審校Pyridine PyrimidinePyridazine

吡啶 嘧啶 噠嗪Quinoline Isoquinoline

喹啉 異喹啉IndolePurine吲哚嘌呤第十四章雜環(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）

上頁下頁首頁6人民衛(wèi)生電子音像出版社1.單雜環(huán)的編號從雜原子開始。雜環(huán)的編號規(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 吡啶 吡咯4 3(b)512(a)4 3(b)512(a)5 3(b)612(a)4(g)2-甲基呋喃3-硝基吡咯4-乙基吡啶(

-甲基呋喃)(-硝基吡咯)(-乙基吡啶)上頁下頁首頁7鄧健制作羅美明審校2.有多個雜原子時,按O、S、N(N-R;N-H;N)

順序編號第十四章雜環(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）

4-甲基咪唑5-甲基噻唑4-甲基嘧啶1-甲基吡唑3.稠雜環(huán)的編號一般和稠環(huán)芳烴相同,但少數(shù)有例外喹啉吖啶 嘌呤

上頁下頁首頁8人民衛(wèi)生電子音像出版社

芳香六元雜環(huán)包括環(huán)中有1個雜原子的六元雜環(huán)(如吡啶)和環(huán)中有多個雜原子的六元雜環(huán)(如嘧啶)。吡啶是具有特殊臭味的無色液體。存在于煤焦油、骨焦油中,其衍生物廣泛存在于自然界。工業(yè)上主要從煤焦油的輕油部分提取吡啶。（一）吡啶(C5H5N)的結(jié)構(gòu)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)）

上頁下頁首頁9鄧健制作羅美明審校N的p軌道含1個電子,組成環(huán)閉共軛體系孤電子對占據(jù)sp2雜化軌道

5C1N共面,均為sp2雜化;都有一個垂直于分子平面的p軌道,側(cè)面交疊形成環(huán)閉大π鍵。

吡啶的結(jié)構(gòu)模型第十四章雜環(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)）

上頁下頁首頁10人民衛(wèi)生電子音像出版社

π電子云向電負性較大的N原子轉(zhuǎn)移,使N帶部分負電荷,C帶部分正電荷,π電子云出現(xiàn)的幾率密度如下：吡啶環(huán)中C上p電子密度比苯低，這類芳雜環(huán)亦稱為“缺p芳雜環(huán)”。表現(xiàn)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sp2雜化N上的孤電子對具有一定程度的堿性，可成鹽。親電試劑進攻位點1.00139pm0.841.431.010.87134pm139pm140pm親核試劑進攻位點？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)）

上頁下頁首頁11鄧健制作羅美明審校(二)吡啶的性質(zhì)1.水溶性

解釋下列吡啶類化合物的水溶性現(xiàn)象？水溶度：∞ 1:1 1:1 微溶答: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。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)）

上頁下頁首頁12人民衛(wèi)生電子音像出版社2.堿性堿性比較：脂肪胺>> >≈苯胺pKb：3~4.5 8.8

9.3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)）

上頁下頁首頁13鄧健制作羅美明審校3.親電取代與親核取代反應由于氮原子的電負性大,吡啶環(huán)上碳原子的電子云密度較苯低，尤其與質(zhì)子或Lewis酸結(jié)合使N帶正電荷后，環(huán)上C的電子云密度更低。吡啶的親電取代反應要比苯難得多，與硝基苯相似，親電取代反應主要進入

位。

-硝基吡啶

-溴吡啶

-吡啶磺酸第十四章雜環(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)）

上頁下頁首頁14人民衛(wèi)生電子音像出版社親核取代比苯容易，主要發(fā)生在α位上。當α或γ位上有易離去基時，較弱的親核試劑就能發(fā)生親核取代反應。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)）

上頁下頁首頁15鄧健制作羅美明審校4.氧化與還原吡啶環(huán)對氧化劑較苯環(huán)穩(wěn)定,而對還原劑比苯活潑。

-吡啶甲酸(煙酸)六氫吡啶(哌啶)六氫吡啶(pKb=2.8),堿性較吡啶強106倍。為什么？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)）

上頁下頁首頁16人民衛(wèi)生電子音像出版社（三）嘧啶(C4H4N2)及其衍生物543612嘧啶(Pyrimidine)由于兩個N的強吸電子作用,使嘧啶的堿性(pKb11.3)比吡啶(pKb8.8

)弱得多，也比吡啶難于發(fā)生親電取代反應，而親核取代反應則比吡啶容易；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)）

上頁下頁首頁17鄧健制作羅美明審校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)。胞嘧啶(cytosine)胸腺嘧啶(thymine)

尿嘧啶(uracil)

這些嘧啶衍生物存在酮式和烯醇式互變異構(gòu):5-氟尿嘧啶(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)）

上頁下頁首頁18人民衛(wèi)生電子音像出版社三、芳香五元雜環(huán)(一)呋喃、噻吩、吡咯的結(jié)構(gòu)4C1O共面；6電子環(huán)狀共軛大π鍵,與苯環(huán)比較,呋喃、噻吩、吡咯為5原子共用6個π電子,故環(huán)上π電子云密度比苯環(huán)大,屬于“富π芳雜環(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（三、五元雜環(huán)）

上頁下頁首頁19鄧健制作羅美明審校這些化合物鍵長的平均化程度遠不如苯(苯環(huán)上的碳碳鍵均為139pm)，環(huán)的穩(wěn)定性不如苯。在化學性質(zhì)上,既有與苯相似之處,又有一些差別。共軛能：117(Kj·mol-1) 88 67(苯環(huán)150)

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)）

上頁下頁首頁芳香性(環(huán)的穩(wěn)定性):苯>噻吩>吡咯>呋喃20鄧健制作羅美明審校（二）吡咯、呋喃和噻吩的性質(zhì)1．吡咯的酸堿性吡咯N上孤電子對因參與環(huán)的共軛,故堿性極弱,比苯胺還弱得多,不能與酸形成穩(wěn)定的鹽。

pKb:3.7

4.7

9.6

13.6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)）

上頁下頁首頁21人民衛(wèi)生電子音像出版社另一方面，吡咯N上的H卻有微弱的酸性(pKa=17.5

),與醇相當，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。

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)）

上頁下頁首頁22鄧健制作羅美明審校2.親電取代反應由于環(huán)上的電子云密度比苯大，因此吡咯、呋喃和噻吩親電取代反應比苯容易發(fā)生。吡咯的活潑度與苯胺或苯酚相當。親電取代反應主要發(fā)生在

位。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)）

上頁下頁首頁23人民衛(wèi)生電子音像出版社吡咯和呋喃遇強酸時,雜原子能質(zhì)子化,使芳香大

鍵破壞,所以不能用強酸進行硝化和磺化反應,需選用較溫和的非質(zhì)子性試劑。例如吡咯硝化需用硝酸乙?；?。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)）

上頁下頁首頁24鄧健制作羅美明審校（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。卟吩(Porphin)血紅素(Heme)

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)）

上頁下頁首頁25人民衛(wèi)生電子音像出版社(四)咪唑的結(jié)構(gòu)與功能咪唑可以看作是吡咯3位的CH被氮原子取代而生成的雜環(huán)化合物。

咪唑1位和3位N均取sp2雜化。不同的是,1-N以一對p電子參與共軛,而3-N則以1個p電子參與共軛,形成環(huán)狀閉合大

鍵,

電子數(shù)為6,符合Hückel規(guī)則,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)）

上頁下頁首頁26鄧健制作羅美明審校咪唑中N上的氫可以轉(zhuǎn)移到另一個氮原子上,因而存在互變異構(gòu).這種情況在環(huán)上有取代基時很容易辨別。 351251325-甲基咪唑4-甲基咪唑甲基咪唑可發(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)）

上頁下頁首頁27人民衛(wèi)生電子音像出版社咪唑的堿性比吡咯強（pKb=6.8），這是由于引入的氮原子的孤對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。在組氨酸分子中含有一個咪唑基,其pKa值接近生理pH(7.35)，它既是一個弱酸，又是一個弱堿，能起到質(zhì)子傳遞的作用。組氨酸中的咪唑環(huán)是構(gòu)成酶活性中心的重要基團，使酶能催化生物體內(nèi)酯和酰胺的水解。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)）

上頁下頁首頁28鄧健制作羅美明審校四、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)稠合或苯環(huán)與雜環(huán)稠合而成的化合物總稱為稠雜環(huán)化合物。常見的稠雜環(huán)化合物有嘌呤、吲哚、喹啉等。嘌呤可看成是由一個嘧啶環(huán)和一個咪唑環(huán)共用2個碳原子稠合而成。

嘌呤（purine）上頁下頁首頁29人民衛(wèi)生電子音像出版社嘌呤為白色固體，熔點216~217℃，易溶于水，水溶液呈中性，但可分別與酸或堿生成鹽。嘌呤是兩個互變異構(gòu)的平衡體系,在生物體內(nèi)平衡偏向于9H形式。9H-嘌呤7H-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)）

上頁下頁首頁30鄧健制作羅美明審校嘌呤衍生物廣泛分布在動植物中，如腺嘌呤、鳥嘌呤均為核酸的堿基。腺嘌呤(Adenine)鳥嘌呤(Guanine)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)）

上頁下頁首頁31人民衛(wèi)生電子音像出版社次黃嘌呤、黃嘌呤和尿酸是腺嘌呤與鳥嘌呤在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物,存在于動物肝臟、血和尿中。次黃嘌呤黃嘌呤尿酸烯醇式酮式第十四章雜環(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)）

上頁下頁首頁32鄧健制作羅美明審校

磺胺類藥物(sulfadrug)是繼青霉素之后使用的一類化學抗菌藥，基本結(jié)構(gòu)是對-氨基苯磺酰胺。

對-氨基苯磺酰胺本身就有抑菌作用。當N1上的H

原子被某些基團取代時，抗菌作用增強；若N4

上的H

被取代，則抗菌能力降低甚至喪失。因為具有N4游離氨基的磺胺與細菌繁殖所需的對氨基苯甲酸結(jié)構(gòu)極為相似，使酶難以識別而達到抑菌作用。*磺胺類藥物如N4

上的取代基易在體內(nèi)分解而恢復成-NH2

時，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

上頁下頁首頁33人民衛(wèi)生電子音像出版社大多數(shù)磺胺類藥物是不同雜環(huán)取代了磺胺的N1位上的一個H原子?；前粪奏D磺胺甲基異噁唑SMZ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

上頁下頁首頁34鄧健制作羅美明審校第十四章雜環(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)維生素一、維生素概述1.定義維持正常生命活動所必需的一類小分子有機化合物2.特點既不供給能量，也不構(gòu)成組織成分體內(nèi)不能合成或合成甚微，必須由食物供給需要量很少(μg—mg/d),但不可缺少參與體內(nèi)物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)參與輔酶組成3.功能上頁下頁首頁35人民衛(wèi)生電子音像出版社

脂溶性維生素：A、D、E、K。此類維生素因排泄效率不高，過多攝入會在體內(nèi)蓄積而導致中毒

水溶性維生素：B族、維生素C、維生素P等

按生理功能和發(fā)現(xiàn)先后：A、B、C、D等5.命名4.分類

根據(jù)化學結(jié)構(gòu)：初發(fā)現(xiàn)時以為是一種，以后證實是幾種維生素的混合物，則根據(jù)化學結(jié)構(gòu)的不同在字母右下方注以1、2、3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）

上頁下頁首頁36鄧健制作羅美明審校第十四章雜環(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A1

維生素A2

二、脂溶性維生素（一）維生素A1.結(jié)構(gòu)上頁下頁首頁37人民衛(wèi)生電子音像出版社2.功能

構(gòu)成視覺細胞內(nèi)感光物質(zhì)維持上皮組織結(jié)構(gòu)的完整,促進上皮細胞糖蛋白的合成參與皮質(zhì)激素、性激素合成及骨組織形成，促進生長發(fā)育防癌作用：刺激體液及細胞免疫

VA缺乏：粘膜干燥，干眼病；VA過量:惡心、頭痛、皮疹

3.來源動物性食品：肝、蛋黃、奶油植物性食品：類胡蘿卜素（維生素A原—本身不具 有VA活性，但在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)閂A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）

上頁下頁首頁38鄧健制作羅美明審校（二）維生素E（生育酚）1.結(jié)構(gòu)

參與多種酶活動，維持和促進生殖機能

天然抗氧化劑、抗衰老、防癌及增強免疫作用2.功能3.來源

植物油.麥胚,硬果,種子類,豆類,谷類

-生育酚第十四章雜環(huán)化合物和維生素第二節(jié)維生素（二、脂溶性維生素）

上頁下頁首頁39人民衛(wèi)生電子音像出版社維生素K1

維生素K2

（三）維生素K1.結(jié)構(gòu)2、功能促進凝血因子形成，加速血液凝固。

維生素K缺乏會導致凝血功能障礙,出現(xiàn)全身多部位出血甚至顱內(nèi)出血。3.來源深綠色蔬菜,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）

上頁下頁首頁40鄧健制作羅美明審校第十四章雜環(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B族維生素和維生素C、維生素P等。B族維生素包括維生素B1、維生素B2、煙酸和煙酰胺、泛酸、維生素B6、生物素、葉酸和維生素B12等。三、水溶性維生素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。無中毒癥,過多即隨尿排出。上頁下頁首頁41人民衛(wèi)生電子音像出版社（一）維生素B1

（硫胺素）1.結(jié)構(gòu)

含S、-NH2鹽酸硫胺素2.功能

參與糖的代謝；促進能量代謝；維持神經(jīng)與消化系統(tǒng)的正常功能。長期攝入不足會出現(xiàn)周圍神經(jīng)炎、浮腫、心肌變性、情緒急躁、精神惶恐、健忘等3.來源

谷類、豆類、酵母、干果、動物內(nèi)臟、蛋類、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)維生素（三、水溶性維生素）

上頁下頁首頁42鄧健制作羅美明審校（二）維生素B2（稱核黃素，riboflavin）

1.結(jié)構(gòu)2.功能促進糖、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝；維持皮膚、粘膜、視覺的正常機能。B2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3.來源

奶類、動物肝腎、蛋黃、魚，胡蘿卜、香菇、紫菜、芹菜、柑、橘等第十四章雜環(huán)化合物和維生素第二節(jié)維生素（三、水溶性維生素）

上頁下頁首頁43人民衛(wèi)生電子音像出版社（三）維生素PP（預防癩皮病因子）

1.結(jié)構(gòu)煙酸煙酰胺2.功能脫氫酶的輔酶;參與糖、脂類、丙酮酸代謝、及高能磷酸鍵的形成等。維pp缺乏可致癩皮病。3.來源

動物肝腎、瘦肉、魚、卵、麥制品、花生、梨、棗、無花果等第十四章雜環(huán)化合物和維生素第二節(jié)維生素（三、水溶性維生素）

上頁下頁首頁44鄧健制作羅美明審校1.結(jié)構(gòu)2.功能參與輔酶A的形成，是酶的轉(zhuǎn)?；o因子。

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;肌肉及胃腸痙攣等

3.來源肉類、動物腎臟與心臟、谷類、麥芽、綠葉蔬菜、啤酒酵母、堅果、糖蜜等

（四）泛酸(pantothenicacid)

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）

上頁下頁首頁45人民衛(wèi)生電子音像出版社1.結(jié)構(gòu)2.功能轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶,鎮(zhèn)吐。缺乏時可致嘔吐、中樞神經(jīng)興奮等

3.來源牛乳、肉、肝、蛋黃、谷物和蔬菜等

（五）維生素B6吡哆醇吡哆醛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）

上頁下頁首頁46鄧健制作羅美明審校（六）生物素1.結(jié)構(gòu)2.功能羧化酶的輔酶，脂肪和蛋白質(zhì)正