南方醫(yī)科大學(xué)教案首頁(yè)
| 授課題目 | 第十九章 雜環(huán)化合物和生物堿 | 授課形式 | 理論課 |
| 授課時(shí)間 | 授課學(xué)時(shí) | 1 | |
| 教學(xué)目的 與 要 求 | 熟悉雜環(huán)化合物的分類(lèi)及常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)。生物堿的定義。 了解重要雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)特征。雜環(huán)化合物的親電取代。 | ||
| 基本內(nèi)容 | 一、雜環(huán)化合物 雜環(huán)化合物的分類(lèi)和命名；雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)；重要的雜環(huán)化合物 二、生物堿 概述；生物堿的分類(lèi)和命名；生物堿的一般性質(zhì)；重要的生物堿 | ||
| 重 點(diǎn) 難 點(diǎn) | 重點(diǎn)：常見(jiàn)雜環(huán)的基本結(jié)構(gòu)。生物堿的基本概念。 難點(diǎn)：雜環(huán)結(jié)構(gòu)分析。 | ||
| 主要教學(xué) 媒 體 | 多媒體投影 | ||
| 主 要 外 語(yǔ) 詞 匯 | heterocyclic compounds；(hetero-atom；alkaloid | ||
| 有關(guān)本內(nèi)容的新進(jìn)展 | 以雜環(huán)化合物為基本結(jié)構(gòu)的新藥研究； 生物堿與藥物、毒品關(guān)系。 | ||
| 主要參考資料或相關(guān)網(wǎng)站 | 《醫(yī)用化學(xué)》游文瑋主編 化學(xué)工業(yè)出版社；《有機(jī)化學(xué)》 張生勇主編 科學(xué)出版社 《醫(yī)用化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題解答》孫曉莉主編 第四軍醫(yī)大學(xué)出版社http://ce.sysu.edu。cn/ChemEdu/國(guó)家醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)Echemi/elaborate/wujihuaxue/ http://www.sxmu.edu。cn/jingpin/wujihuaxue/lx.htm | ||
| 系、教研室 審查意見(jiàn) | |||
| 課后體會(huì) |
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| 第一節(jié) 雜環(huán)化合物 環(huán)狀有機(jī)化合物中，組成環(huán)的原子除碳原子以外，還有其它非碳原子，這類(lèi)環(huán)狀化合物稱(chēng)為雜環(huán)化合物(heterocyclic compounds)。這些非碳原子叫做雜原子(hetero-atom)，常見(jiàn)的雜原子有氧、氮、硫。 一、雜環(huán)化合物的分類(lèi)和命名 （一)分類(lèi) 雜環(huán)化合物通常以雜環(huán)的骨架來(lái)分類(lèi)，分為單雜環(huán)和稠雜環(huán)。單雜環(huán)又按環(huán)的大小分為五元雜環(huán)和六元雜環(huán)；稠雜環(huán)按其稠合環(huán)形式又分為苯稠雜環(huán)和稠雜環(huán)。 表19-1投影。 （二)命名 雜環(huán)化合物的命名，通常采用外文譯音法，即在雜環(huán)化合物的英文名稱(chēng)的漢字譯音的左旁加上“口”字偏旁。如吡咯（pyrrole), 吡啶（pyridine)，嘌呤（purine)等。 雜環(huán)化合物環(huán)上原子的編號(hào)，除個(gè)別稠雜環(huán)外，一般從雜原子開(kāi)始。 當(dāng)雜環(huán)上連有 －R，－X，―OH，－NH2 等取代基時(shí)，以雜環(huán)為母體，標(biāo)明取代基位次； 如果連有 －CHO，－COOH，－SO3H 等時(shí)，把雜環(huán)作為取代基。 環(huán)上有兩個(gè)或兩個(gè)以上相同的雜原子時(shí)，應(yīng)從連有氫的雜原子開(kāi)始編號(hào)，并使雜原子位次之和最小。 環(huán)上有不同雜原子時(shí)，則按氧、硫、氮次序編號(hào)。 舉例：β-甲基吡咯；α-呋喃甲醛；γ-吡啶甲酸； 二、雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu) 含一個(gè)雜原子的五元雜環(huán)，具有代表性的三個(gè)母體是呋喃、噻吩、吡咯。（結(jié)構(gòu)投影) 組成五元環(huán)的五個(gè)原子都處在同一平面上，碳原子和雜原子（O、S、N)都是sp2雜化。雜原子均有兩個(gè)電子分別處在兩個(gè)sp2 雜化軌道，與碳原子形成σ鍵。一對(duì)未共用電子處在sp2 雜化軌道與環(huán)共平面，另一對(duì)處于與環(huán)平面垂直的p軌道上，與四個(gè)碳原子的p軌道相互平行并重疊形成五原子六個(gè)π電子的閉合共軛體系。環(huán)上π電子的離域形成共軛體系，產(chǎn)生鍵的平均化，具有芳香性，易于進(jìn)行取代反應(yīng)，較難進(jìn)行加成和氧化反應(yīng)。 由于共軛體系中的6 個(gè)π電子分散在5個(gè)原子上，使整個(gè)環(huán)的π電子云密度較苯環(huán)大。因此，比苯容易發(fā)生親電取代反應(yīng)。同時(shí)α-位上的電子云密度較大，因而親電取代反應(yīng)一般發(fā)生在α-位上，如果α-位上已有取代基，則發(fā)生在β-位上。 六元雜環(huán)的結(jié)構(gòu)以吡啶為例，它的結(jié)構(gòu)與苯相似，組成環(huán)的氮原子和5個(gè)碳原子都是sp2雜化，并以σ鍵相互結(jié)合成平面六元環(huán)。每個(gè)原子上各有一個(gè)電子在未參與雜化的p軌道上，p軌道與環(huán)平面垂直，以“肩并肩”的方式重疊形成6個(gè)π電子的閉合共軛體系，因而具有芳香性，其結(jié)構(gòu)與苯相似。（結(jié)構(gòu)投影) 由于吡啶環(huán)中氮原子的電負(fù)性大于碳原子，所以環(huán)上的電子云密度因向氮原子轉(zhuǎn)移而降低，親電取代比苯難。環(huán)上氮原子具有與間位定位基 －NO2相似的電子效應(yīng)，取代反應(yīng)易發(fā)生在β－位。 吡啶環(huán)上的氮原子有一對(duì)未共用電子對(duì)未參與6電子共軛體系，可與質(zhì)子結(jié)合，故其堿性較吡咯強(qiáng)，也較苯胺強(qiáng)，但比氨弱。 吡啶能與強(qiáng)酸作用生成較穩(wěn)定的鹽。吡啶可與水混溶，同時(shí)又能溶解大多數(shù)極性和非極性有機(jī)化合物，是一個(gè)良好的溶劑，吡啶具有較好的水溶性的原因，除分子的極性外，主要是由于其氮原子上有一對(duì)未參與環(huán)共軛體系的未共用電子對(duì)與水分子易形成氫鍵。 | 5分； 電腦投影 5分； 電腦投影 20分； 板書(shū)及電腦投影 |
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四氫吡咯 氨 吡啶 苯胺 吡咯 三、重要的含氮雜環(huán)化合物 （一)吡咯及其衍生物 吡咯廣泛分布于自然界中，葉綠素、血紅素、維生素B12等許多生物堿都含有吡咯環(huán)。 四個(gè)吡咯環(huán)的α碳原子通過(guò)四個(gè)次甲基交替連接構(gòu)成的大環(huán)叫卟吩環(huán)。 （二)咪唑及其衍生物 咪唑的衍生物，如蛋白質(zhì)組成的衍生物組氨酸。 （三)吡啶及其衍生物 煙酸 煙酰胺 異煙肼
（四)嘧啶及其衍生物 嘧啶的衍生物如胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶是核酸的組成部分。
胞嘧啶（C) 尿嘧啶（U) 胸腺嘧啶（T) （4-氨基-2-氧嘧啶) （2,4-二氧嘧啶) （5-甲基-2,4-二氧嘧啶) （五)嘌呤及其衍生物 嘌呤是咪唑和嘧啶稠合而成的稠雜環(huán)。嘌呤本身不存在于自然界，但它的衍生物廣泛分布在動(dòng)﹑植物中。嘌呤的衍生物腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤是核酸的組成成分。
（6-氨基嘌呤) （2-氨基-6-羥基嘌呤) 咖啡因又稱(chēng)三甲基黃嘌呤，為中樞興奮藥，能加強(qiáng)大腦皮層的興奮過(guò)程，具有興奮心臟和利尿作用。
| 10分 電腦投影 |
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| 第二節(jié) 生物堿 一、概述 生物堿（alkaloid)是指存在于生物體內(nèi)，有明顯生理活性的含氮堿性有機(jī)化合物。它們主要存在于植物中，所以又稱(chēng)植物堿。 二、生物堿的分類(lèi)和命名 （一)分類(lèi) （二)命名 生物堿的命名多根據(jù)它所來(lái)源的植物命名。 醫(yī)學(xué)全在線三、生物堿的一般提取方法 四、生物堿的一般性質(zhì) 大多數(shù)生物堿是結(jié)晶性固體，但有少數(shù)是液體，如煙堿。多數(shù)生物堿為無(wú)色，但有少數(shù)生物堿如小蘗堿和一葉萩堿為黃色。生物堿及其鹽大多有苦味，具有旋光性，通常左旋的生物堿有較強(qiáng)的生理活性。 （一)堿性 生物堿有堿性，是因?yàn)榉肿又械牡佑形垂灿玫碾娮訉?duì)，能接受質(zhì)子和酸作用成鹽。生物堿遇堿，又游離出來(lái)生物堿。 （二)沉淀反應(yīng) 生物堿或生物堿的鹽類(lèi)水溶液，能與一些試劑生成不溶性沉淀。使生物堿沉淀的試劑稱(chēng)為生物堿沉淀劑。沉淀反應(yīng)可用于鑒定和分離生物堿。常用的生物堿沉淀劑有：碘化汞鉀（HgI2·2KI)試劑（與生物堿作用生成黃色沉淀)；碘化鉍鉀（BiI3·KI)試劑（與生物堿作用多生成黃褐色沉淀)；磷鎢酸（H3PO4·12WO3)試劑、鞣酸、苦味酸與生物堿作用分別生成黃色、白色、黃色沉淀。 （三)顯色反應(yīng) 生物堿與一些試劑反應(yīng)呈現(xiàn)不同的顏色，可用于鑒定生物堿。 五、重要的生物堿 （一)煙堿
煙堿（尼古丁) 莨菪堿和阿托品屬莨菪烷衍生物類(lèi)生物堿。
（四)麻黃堿 麻黃堿是中藥麻黃中的一種主要生物堿，又稱(chēng)麻黃堿。常用的麻黃堿系指左旋麻黃堿，右旋的稱(chēng)為偽麻黃堿，兩者互為旋光異構(gòu)體。 | 5分 5分 5分 10分 10分 |
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（-)－麻黃堿 （＋)－偽麻黃堿 （五)小蘗堿 小蘗堿又叫黃連素，存在于小蘗屬植物的黃柏、黃連和三顆針中，它屬于異喹啉生物堿，屬季銨化合物。
小結(jié)
重點(diǎn)：雜環(huán)化合物的分類(lèi)、命名、結(jié)構(gòu)。 難點(diǎn)：雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)分析；雜環(huán)的化學(xué)性質(zhì)。
| 5分 |
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不同化合物的堿性大小順序?yàn)椋?/p> .gif)
吡啶的衍生物有.gif)
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（β－吡啶甲酸) （β－吡啶甲酰胺) （γ-吡啶甲酰肼).gif){kind=small}
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腺嘌呤（A) 鳥(niǎo)嘌呤（G).gif)
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嗎啡 可待因 海洛因.gif)
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小蘗堿（黃連素)