第十二章 杂环化合物及生物碱. 第一节 杂环化合物 一、杂环化合物的分类和命名 1. 分类 杂环的命名常用音译法，是按外文名词音译成带 “ 口 ” 字旁 的同音汉字。 2. 命名.

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1 第十二章 杂环化合物及生物碱

2 第一节 杂环化合物 一、杂环化合物的分类和命名 1. 分类

3 杂环的命名常用音译法，是按外文名词音译成带 “ 口 ” 字旁 的同音汉字。 2. 命名

4 二、杂环化合物的结构 1 ．五元杂环化合物的结构 具有代表性的五元杂环化合物是呋喃、噻吩、吡咯。 呋喃、噻吩、吡咯的结构和苯结构相似，具有一定 的芳香性，即不易氧化，不易进行加成反应，而易起取 代反应。取代反应一般发生在 α- 位上。 呋喃 噻吩 吡咯

5 吡啶分子中氮原子和碳原子的电负性不同，导致环上电子 云密度分布也不同。由于氮原子的电负性较强，所以吡啶环上 的电子云密度因向氮原子转移而降低，取代比苯难，并且取代 反应主要发生在 β- 位上。 吡啶是典型的六元杂环化合物，六元杂环化合物的结构可 以吡啶为例来说明。 吡啶也具有芳香性。 2 ．六元杂环化合物的结构

6 1 ．呋喃及其衍生物 呋喃为无色液体，不溶于水，溶于丙酮、苯，易溶于 乙醇、乙醚等多数有机溶剂。易挥发，易燃。呋喃主要 用于有机合成或用作溶剂。 三、重要的杂环化合物及其衍生物

7 糠醛（ α- 呋喃甲醛）是呋喃重要的衍生物。由农副产品如 甘蔗杂渣、花生壳、高粱杆、棉子壳用稀酸加热蒸煮制取。 糠醛是良好的溶剂，常用作精练石油的溶剂，以溶解含硫 物质及环烷烃等。可用于精制松香，脱出色素，溶解硝酸纤 维素等。糠醛广泛用于油漆及树脂工业。

8 2 ．吡咯及其衍生物 吡咯为浅黄色或棕色油状液体，具有类似氯仿 的气味。 微溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯、丙酮等 多数有机溶剂。 吡咯用于有机合成及制药工业。 最重要的吡咯衍生物是含有四个吡咯环和四个次甲基 (-CH= ) 交替 相连组成的大环化合物。其取代物称为卟啉族化合物。 卟啉族化合物广泛分布与自然界。血红素，叶绿素都是卟啉族化合 物。在血红素中环络合的是 Fe ，叶绿素环络合的是 Mg 。

9 3 ．吡啶及其衍生物 维生素 PP 和维生素 B 6 是吡啶重要的衍生物。 （ 1 ）维生素 PP 维生素 PP 包括 β- 吡啶甲酸（也称烟酸或尼克酸）和 β- 吡啶甲酰 胺（也称烟酰胺或尼克酰胺）。 β- 吡啶甲酸 β- 吡啶甲酰胺 吡啶主要存在于煤焦油和骨焦油中，为无色液体， 沸点 115.5 ℃，具有特殊臭味，能与水以任意比例混溶， 能溶于乙醇、乙醚等极性或非极性溶剂。

10 （ 2 ）维生素 B 6 维生素 B 6 又名吡哆素，为白色晶体，易溶于水及乙醇，在酸碱中 较稳定，并耐热，但易为光破坏，存在于蔬菜、鱼、肉和谷物中，是 维持蛋白质正常代谢必须的维生素。 维生素 B 6 包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺三种化合物。 吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺

11 4 ．嘧啶及其衍生物 嘧啶本身不存在于自然界，其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。 嘧啶是无色结晶，熔点 22 ℃，沸点 120 ℃， 易溶于水，有弱碱性。

12 微生素 B 1 也含有嘧啶环。

13 5 ．嘌呤及其衍生物 嘌呤为无色晶体，熔点为 216~217 ℃，易溶于水，其水 溶液呈中性，但能与酸或碱成盐。 纯嘌呤环在自然界不存在，嘌呤的衍生物广泛存在于动 植物体内。

14 （ 1 ） 尿酸 存在于鸟类及爬虫类的排泄物中，含量很多，人尿中也 含少量。 （ 2 ） 黄嘌呤 存在于茶叶及动植物组织和人尿中。

15 （ 3 ） 腺嘌呤和鸟嘌呤 它们是核酸中的两种重要碱基。 腺嘌呤（ A ） 鸟嘌呤（ G ）

16 6 ．吲哚及其衍生物 吲哚为无色结晶，熔点 52.5 ℃，沸点 254 ℃，可溶于热水，易溶于乙醇及乙 醚等有机溶剂。蛋白质腐败时，会产生吲哚和 β- 甲基吲哚，有粪臭味，是粪 便臭气的主要成分。 吲哚 β- 吲哚乙酸是吲哚最重要的衍生物，存在于酵母和植物生长点以及人 畜的尿内。

17 第二节 生物碱 一、概述 1. 定义 生物碱是生物体内含有的对人和动物有强烈生理作用的碱性含 氮有机化合物。由于生物碱主要存在于植物体中，因此又叫植物碱。 大多数生物碱是结构比较复杂的多环化合物，分子中大都含有 含氮的杂环，也有少数生物碱的分子结构中没有含氮的杂环。 2. 命名 生物碱多根据最初来源的植物命名。例如，烟碱是由烟草中提 取得到而得名。

18 3. 性质 绝大多数生物碱为无色有苦味的固体，少数为液体。 游离生物碱一般不溶或难溶于水，能溶于乙醚、乙醇、丙酮、苯 等有机溶剂。 大多数生物碱具有旋光性，左旋体常有很强的生理活性，自然界 存在的生物碱多为左旋体。 生物碱可与许多试剂作用生成不溶性沉淀或产生颜色反应，这些 试剂叫生物碱试剂，可用来检验生物碱的存在。 能与生物碱生成沉淀的试剂有：单宁、苦味酸、磷钨酸、硅钨酸、 磷钼酸、碘化汞钾等。 能与生物碱产生颜色反应的试剂有：浓硫酸、浓硝酸、甲醛等。

19 二、重要的生物碱 1 ．麻黄碱 麻黄碱是存在于麻黄中的一种生物碱，俗称麻黄素。它是一个不 含杂环的生物碱。 麻黄碱为无色结晶，易溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂。麻黄碱 具有兴奋中枢神经、升高血压、扩大支气管及止咳作用，常用来治疗 气喘等症。

20 2 ．可可碱、茶碱和咖啡碱 可可碱是白色晶体，熔点 357 ℃，微溶于水，有很弱的碱性。它具有利尿 作用、兴奋心肌、舒张血管等作用。 茶碱是白色晶体，熔点 272 ℃，味苦，易溶于水，显弱碱性。它有刺激中 枢神经的作用，可作兴奋剂，并能止痛和利尿。 咖啡碱又叫咖啡因，它是白色针状结晶，熔点 235 ℃，易溶于水，显弱碱 性。它具有兴奋中枢神经和止痛作用，也有利尿作用。医药上用作苏醒剂。 可可碱 茶碱 咖啡碱

21 3 ．吗啡 吗啡为白色晶体，微溶于水，有苦味。它有镇痛、止痉、止咳、 催眠、麻醉等作用，医药上常用作局部麻醉剂。但它是成瘾药物，必 须严格控制使用。

22 4 ．烟碱 烟碱又名尼古丁，为无色液体，沸点 247 ℃，能溶于水。烟碱有剧 毒，少量对中枢神经有兴奋作用，能升高血压，大量则抑制中枢神经 系统，使心脏麻痹以至死亡。农业上可用作杀虫剂。

23 5 ．小檗碱 小檗碱又名黄连素，存在于黄连、黄柏中，为黄色结晶，味极苦， 易溶于水。小檗碱对痢疾杆菌、溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌等均 有抗菌作用，其盐酸盐（俗称盐酸黄连素）是抗菌类药物，用于治疗 细菌性痢疾及肠胃炎。

24 6 ．颠茄碱 颠茄碱俗称阿托品，白色晶体，熔点 108 ℃，味苦，难溶于水，易 溶于乙醇，显弱碱性。具有镇痛及解痉挛作用，常用作麻醉前给药， 眼科中用作扩大瞳孔药，也可用作有机磷、锑剂中毒的解毒剂。

25 7 ．秋水仙碱 秋水仙碱为灰黄色针状结晶，不溶于水，易溶于乙醇。 秋水仙碱对细胞的有丝分裂有抑制作用，可抑制癌细胞的增殖。 临床上用来治疗乳腺癌和皮肤癌。此外，还用于人工诱发单倍体， 进行植物组织培养。

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