氮環化合物英文解釋翻譯、氮環化合物的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯：
【機】 azo-cycle compound
分詞翻譯：
氮的英語翻譯：
azote; nitrogen
【醫】 Az.; azote; N; nitrogen
環化合物的英語翻譯：
【醫】 cyclic compound; ring compound
專業解析
氮環化合物（Nitrogen Heterocycles） 指分子結構中含有一個或多個氮原子作為環成員的雜環化合物。它們是構成衆多天然産物、藥物及功能材料的關鍵骨架，在有機化學和生物化學中占有核心地位。
一、核心定義與結構特征
- 雜環基礎：區别于僅含碳原子的碳環（如苯環），氮環化合物屬于雜環化合物範疇，其環狀結構由碳原子和至少一個氮原子共同構成 。
- 氮原子作用：氮原子可提供孤對電子參與共轭體系（如吡啶），或具有堿性/親核性（如吡咯烷），顯著影響化合物的物理性質與化學反應性 。
- 代表性結構：
- 五元環：吡咯（Pyrrole）、咪唑（Imidazole）
- 六元環：吡啶（Pyridine）、嘧啶（Pyrimidine）
- 稠環：吲哚（Indole）、嘌呤（Purine）
二、分類與生物重要性
- 生物堿類：如尼古丁（吡啶環）、咖啡因（嘌呤環），具有顯著生理活性 。
- 遺傳物質組分：DNA/RNA中的堿基（腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶）均含氮雜環結構 。
- 藥物核心骨架：超60%的上市藥物含氮雜環，例如抗菌藥磺胺嘧啶、抗病毒藥阿昔洛韋 。
三、合成與應用領域
- 合成方法：
- 經典反應：Paal-Knorr合成（吡咯）、Hantzsch合成（吡啶）
- 現代催化：過渡金屬催化C-N鍵偶聯構建雜環 。
- 工業應用：
- 醫藥：靶向抗癌藥物（如EGFR抑制劑吉非替尼含喹唑啉環）
- 材料科學：OLED發光材料（三嗪衍生物）、離子液體（咪唑鎓鹽） 。
權威參考來源：
- IUPAC《有機化學術語》：雜環化合物定義 Gold Book: Heterocyclic Compounds
- 《Advanced Organic Chemistry》：氮雜環電子結構分析（ISBN 978-1-119-45128-2）
- NIH PubChem數據庫：生物堿分類 PubChem: Alkaloids
- Nature《核酸化學》：堿基結構綜述 doi:10.1038/nchem.2679
- J. Med. Chem.：氮雜環藥物統計 doi:10.1021/acs.jmedchem.9b00322
- ACS Catalysis：雜環合成方法 doi:10.1021/acscatal.0c04500
- Chem. Rev.：功能材料中的氮雜環 doi:10.1021/acs.chemrev.9b00582
網絡擴展解釋
氮環化合物（Nitrogen-containing heterocyclic compounds）是一類有機化合物，其分子結構中至少含有一個由氮原子和其他原子（通常為碳）組成的環狀骨架。這類化合物廣泛存在于天然産物、藥物和功能材料中，具有重要的化學和生物活性。
1. 基本結構與分類
- 雜環定義：環狀結構中除碳外，至少含有一個其他雜原子（如氮、氧、硫）。氮環化合物是雜環化合物的主要分支。
- 常見類型：
- 單環：如吡咯（五元環，1個氮）、吡啶（六元環，1個氮）、嘧啶（六元環，2個氮）。
- 稠環：如吲哚（苯環與吡咯環稠合）、喹啉（苯環與吡啶環稠合）。
2. 典型特性
- 芳香性：多數氮環具有芳香性，如吡啶的六元環符合休克爾規則（含6π電子）。
- 酸堿性：
- 吡咯（五元環）因孤對電子參與共轭，呈弱酸性（pKa≈17）；
- 吡啶（六元環）孤對電子未參與共轭，呈弱堿性（pKb≈8.8）。
- 配位能力：氮原子可提供孤對電子，與金屬形成配合物（如卟啉環中的鐵）。
3. 重要應用領域
- 藥物化學：
- 吡啶環：存在于維生素B3（煙酸）、抗結核藥物異煙肼；
- 嘧啶環：構成DNA/RNA堿基（胞嘧啶、胸腺嘧啶），抗癌藥物5-氟尿嘧啶。
- 材料科學：卟啉環用于光敏染料（如葉綠素）、有機半導體材料。
- 生物分子：血紅素（含卟啉環）、生物堿（如咖啡因、尼古丁）均含氮環結構。
4. 合成方法
- 經典反應：
- Paal-Knorr合成法（吡咯類）；
- Hantzsch二氫吡啶合成（吡啶衍生物）。
- 現代策略：過渡金屬催化偶聯反應、C-H鍵活化構建複雜氮環。
氮環化合物因其獨特的電子結構和多樣的反應性，成為有機化學的核心研究對象。從天然産物的生物活性到人工合成藥物的設計，再到功能材料的開發，其應用貫穿多個學科領域。
分類
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