第八章雜環化合物和生物堿教學目標掌握雜環化合物的命名和幾種生物堿的生理活性；熟悉雜環化合物和生物堿的定義、一般性質；了解雜環化合物和生物堿的分類；

雜環化合物:由碳原子和非碳原子共同組成環狀骨架結構的一類有機化合物。

環中的非碳原子稱為雜原子，常見雜原子有氧、硫、氮等。

內酯、環醚、環狀酸酐等雖然也含由雜原子組成的環系，但在性質上與相應的開鏈化合物相似，因此并入脂肪族化合物中討論。

雜環化合物在醫藥上具有重要的地位，如合成藥物中的維生素、抗菌素、抗腫瘤藥等也多屬于雜環化合物。

五元雜環：吡咯呋喃噻吩六元雜環：吡啶吡喃稠雜環：二、雜環化合物的命名

（一）雜環母環的命名

雜環母環的名稱通常采用音譯法，即根據雜環化合物的英文名稱，選用與譯音同音的漢字，再加上“口”旁組成音譯名。

例如：“Furan”的名稱為呋喃，“Pyridine”名稱為吡啶等。

（二）雜環母環的編號

1、含1個雜原子的雜環

從雜原子開始用阿拉伯數字或從與雜原子相鄰的碳原子開始用希臘字母α、β、γ等編號。

2．含2個相同雜原子的雜環

使雜原子位次之和為最小。如果其中1個雜原子上連有氫，應從連有氫的雜原子開始編號。例如：

嘧啶咪唑

3.含2個不同雜原子的雜環

按O、S、N先后順序編號，同時也應使雜原子的位次之和最小。

例如：

噻唑惡唑

4．有些稠雜環母環有特定的編號。

例如：

嘌呤

吖啶

五元雜環化合物包括含有1個雜原子的五元雜環和含2個雜原子的五元雜環。

一、含1個雜原子的五元雜環化合物

1.結構

C與雜原子均以sp2雜化軌道和相鄰的原子彼此以σ鍵構成五元環，成環的5個原子處于同一平面上。

吡咯呋喃噻吩

在這些五元雜環中，因為5個p軌道上分布著6個電子，所以雜環上碳原子的電子云密度比苯環上碳原子的電子云密度高，因此這類雜環是多電子共軛體系，比苯更容易發生親電取代反應。

2.吡咯、呋喃和噻吩的水溶性

水溶性：吡咯、呋喃和噻吩不易溶于水，而易溶于有機溶劑。

（∵五元雜環中共軛效應存在，雜原子上的電子云密度降低，

∴較難與水形成氫鍵）

溶解1份吡咯、呋喃及噻吩，分別需要17、35、700份的水。

當五元雜環上連有羥基時，溶解度增大。

鹵代反應

不需要催化劑，要在較低溫度進行。

硝化反應不能用混酸硝化，一般是用乙?；跛狨?CH3COONO2)作硝化試劑，在低溫下進行。

磺化反應呋喃、吡咯不能用濃硫酸磺化，要用特殊的磺化試劑——吡啶三氧化硫的絡合物，噻吩可直接用濃硫酸磺化。(2)．加氫反應吡咯的弱酸性和弱堿性吡咯雖然是一個仲胺，但堿性很弱。

吡咯具有弱酸性，其酸性介于乙醇和苯酚之間。幾種含N化合物堿性強弱六氫吡啶>四氫吡咯>氨>吡啶>苯胺>吡咯二、含有2個雜原子的五元雜環化合物

吡唑

咪唑

噻唑噁唑

吡唑

咪唑

吡唑和咪唑都溶于水，在水中的溶解度比吡咯大。同理，吡唑和咪唑的堿性也都比吡咯強，能與強酸反應生成鹽。

一、吡啶

(一)來源、制法和應用

吡啶存在于煤焦油.頁巖油和骨焦油中，吡啶衍生物廣泛存在于自然界，例如，植物所含的生物堿不少都具有吡啶環結構，維生素PP、維生素B6、輔酶Ⅰ及輔酶Ⅱ也含有吡啶環。吡啶是重要的有機合成原料（如合成藥物）、良好的有機溶劑和有機合成催化劑。

吡啶為有特殊臭味的無色液體，沸點115.5℃，相對密度0.982，可與水、乙醇、乙醚等任意混和。（二）吡啶的結構由于吡啶環的N上在環外有一孤對電子，故吡啶環上的電荷分布不均。

2．親電取代反應4、還原反應

吡啶比苯易還原，用鈉加乙醇、催化加氫均使吡啶還原為六氫吡啶（即胡椒啶或哌啶）。哌啶的堿性比吡啶強。第二節生物堿

定義：存在于生物體內，對人和動物有強烈生理作用的含氮堿性有機化合物。

目前，結構已知的生物堿已達2000多種，其中近百種生物堿被用作臨床藥物。

例如：罌粟中的嗎啡（第一個被提純的生物堿，也是人類使用最早的一種鎮痛劑）

麻黃中的麻黃堿用于平喘

莨菪堿（存在于莨菪、顛茄、曼佗羅、洋金花

等茄科植物的葉中）

小檗堿（也叫黃連素）

一、生物堿的一般性質

多為無色或白色固體，少數是液體，味苦。一般不溶或難溶于水，能溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、苯等有機溶劑，也可以溶于稀酸溶液中。大多數生物堿具有旋光性，且多為左旋體。

1、弱堿性

●能夠與酸作用生成生物堿鹽。在自然界，生物堿常與HCl、H3PO4、草酸、乳酸、檸檬酸等結合成鹽存在于植物體內。

●生物堿的鹽能溶于水，臨床上常利用此性質來改善生物堿類藥物的水溶性.

如硫酸阿托品、磷酸可待因等。

●利用生物堿的游離體與其鹽的溶解性不同，還可以提取分離和精制生物堿。

二、重要的生物堿

（一）煙堿

煙草中含十余種生物堿，主要是煙堿，約含2%-8%，紙煙中約含1.5%。煙堿又名尼古丁，屬吡啶衍生物類生物堿。煙堿有劇毒，少量對中樞神經有興奮作用，能升高血壓，大量則抑制中樞神經系統，使心臟麻痹以至死亡。幾毫克的煙堿就能引起頭痛、嘔吐、意識模糊等中毒癥狀，吸煙過多的人逐漸會引起慢性中毒。（二）莨菪堿和阿托品

莨菪堿和阿托品屬莨菪烷衍生物類生物堿。莨菪烷的構造式如下：

莨菪堿是由莨菪酸和莨菪醇縮合形成的酯，莨菪醇是由四氫吡咯環和六氫吡啶環稠合而成的雙環構造。

莨菪堿

莨菪堿是左旋體，由于莨菪酸構造中的手性碳原子上的氫與羰基相鄰，是α活潑氫，容易發生酮式-烯醇式互變異構而外消旋。當莨菪堿在堿性條件下或受熱時均可發生消旋作用，變成消旋的莨菪堿，即阿托品。莨菪酸的互變異構現象如下：

醫療上常用硫酸阿托品作抗膽堿藥，能抑制唾液、汗腺等多種腺體的分泌，并能擴散瞳孔；還用于平滑肌痙攣、胃和十二指腸潰瘍病；也可用作有機磷、銻劑中毒的解毒劑。除莨菪堿外，我國學者又從茄科植物中分離出兩種新的莨菪烷系生物堿，即山莨菪堿和樟柳堿。兩者均有明顯的抗膽堿作用，并有擴張微動脈，改善血液循環的作用。用于散瞳、慢性氣管炎的平喘等；也能解除有機磷中毒。其毒性比硫酸阿托品小。（三）嗎啡和可待因

嗎啡可待因

罌粟科植物鴉片中含有20多種生物堿，其中比較重要的有嗎啡、可待因等。這兩種生物堿屬于異喹啉衍生物類，可看作為六氫吡啶環（哌啶環）與菲環相稠合而成的基本結構。嗎啡對中樞神經有麻醉作用，有極快的鎮痛效力，但易成癮，不宜常用?？纱蚴菃岱鹊募谆眩谆〈鷨岱确肿又蟹恿u基的氫原子）?？纱蚺c嗎啡有相似的生理作用，可用以鎮痛，但可待因主要用作鎮咳劑。麻醉劑海洛因是嗎啡的二乙酰基衍生物，即二乙?；鶈岱龋▋蓚€乙酰基分別取代嗎啡分子中兩個羥基的氫原子）。

海洛因

海洛因鎮痛作用較大。并產生欣快和幸福的虛假感覺，但毒性和成癮性極大，過量能致死。海洛因被列為禁