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关于立体化学第1页，讲稿共98张，创作于星期二内容提要内容提要7.1 异构体的分类异构体的分类7.2 平面偏振光与比旋光度平面偏振光与比旋光度7.3 对映异构现象与分子结构的关系对映异构现象与分子结构的关系7.4 Fischer投影式投影式7.5 相对构型与绝对构型相对构型与绝对构型7.6 含手性碳化合物的对映异构含手性碳化合物的对映异构7.7 环状化合物的立体异构环状化合物的立体异构7.8 不含手性碳化合物的对映异构不含手性碳化合物的对映异构7.9 旋光纯化合物的制备旋光纯化合物的制备7.10 反应中的立体化学反应中的立体化学第2页，讲稿共98张，创作于星期二 立体化学是研究化合物分子在三维空间的立体形立体化学是研究化合物分子在三维空间的立体形象与其物理性质，反应性能以及生理活性之间的关系的象与其物理性质，反应性能以及生理活性之间的关系的科学。科学。立体化学起源于立体化学起源于1848年，年，28岁的法国年青化学家巴斯岁的法国年青化学家巴斯德德(Pasteur)将外消旋的酒石酸铵钠的结晶，分离成左旋体和将外消旋的酒石酸铵钠的结晶，分离成左旋体和右旋体右旋体,从而发现了对映异构现象。立体化学是在研究天然从而发现了对映异构现象。立体化学是在研究天然产物的立体结构与生理活性的基础上而发展起来的。立体产物的立体结构与生理活性的基础上而发展起来的。立体化学已成为化学学科的一个重要分支，研究分子的立体结化学已成为化学学科的一个重要分支，研究分子的立体结构与性能之间的关系已成为化学的一项重要内容。构与性能之间的关系已成为化学的一项重要内容。第3页，讲稿共98张，创作于星期二7.1 7.1 异构体的分类异构体的分类 在有机化学中，同分异构现象极为普遍，在分子结构的三在有机化学中，同分异构现象极为普遍，在分子结构的三个层次：构造、构型、构象中都存在着异构现象。个层次：构造、构型、构象中都存在着异构现象。第4页，讲稿共98张，创作于星期二 1、手性（、手性（chirality）和手性分子）和手性分子 象人的左、右手一样，互为实物与镜象关系，彼象人的左、右手一样，互为实物与镜象关系，彼此又不能重合的性质称为此又不能重合的性质称为手性手性。一、对映异构一、对映异构第5页，讲稿共98张，创作于星期二手性手性(Chirality)：自然界的基本属性自然界的基本属性 组成生命活动的基本化学物质是手性化组成生命活动的基本化学物质是手性化组成生命活动的基本化学物质是手性化组成生命活动的基本化学物质是手性化合物！合物！合物！合物！手性药物：手性药物：一把钥匙开一把锁！一把钥匙开一把锁！1.1.1.1.氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸-蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质2.2.2.2.糖糖糖糖-多糖多糖多糖多糖3.3.3.3.核酸核酸核酸核酸-DNA-DNA-DNA-DNA2/32/3以上开发中的药物为手性以上开发中的药物为手性以上开发中的药物为手性以上开发中的药物为手性市场上市场上市场上市场上40%40%的手性药物为单一异构体的手性药物为单一异构体的手性药物为单一异构体的手性药物为单一异构体20022002年全球手性药物市场年全球手性药物市场年全球手性药物市场年全球手性药物市场15901590亿美元亿美元亿美元亿美元第6页，讲稿共98张，创作于星期二 互为实物与镜像关系，又不能重叠的分子，称互为实物与镜像关系，又不能重叠的分子，称手性分手性分子（子（chiral molecule）。第7页，讲稿共98张，创作于星期二例如：例如：乳酸分子乳酸分子 存在实物和镜像关系，又不能重叠的一对立体异构体，存在实物和镜像关系，又不能重叠的一对立体异构体，互为互为对映异构体对映异构体（简称对映体（简称对映体enantiomer）。）。第8页，讲稿共98张，创作于星期二7.2 7.2 偏振光和比旋光度偏振光和比旋光度一、偏振光一、偏振光光具有波动性和粒子性，普通光可在垂直于它传播方向上光具有波动性和粒子性，普通光可在垂直于它传播方向上的任何可能的平面上发生振动。的任何可能的平面上发生振动。第9页，讲稿共98张，创作于星期二 通过尼克尔棱晶后得到的只在一个平面上振动的光叫平面通过尼克尔棱晶后得到的只在一个平面上振动的光叫平面偏振光，简称偏振光。偏振光，简称偏振光。Nicol棱晶好象棱晶好象一个栅栏，只一个栅栏，只允许与棱晶晶允许与棱晶晶轴相平行的平轴相平行的平面内振动的光面内振动的光通过，而在其通过，而在其它平面内振动它平面内振动的光线则被阻的光线则被阻挡挡。第10页，讲稿共98张，创作于星期二二、旋光仪和比旋光度二、旋光仪和比旋光度1、物质的旋光性、物质的旋光性光源光源普通光普通光Nicol棱晶棱晶偏振光偏振光盛液管盛液管偏光平面发偏光平面发生了旋转生了旋转偏振光通过旋光性物质偏振光通过旋光性物质时偏光平面发生的变化。时偏光平面发生的变化。第11页，讲稿共98张，创作于星期二旋光性：物质能使偏光平面发生旋转的性质旋光性：物质能使偏光平面发生旋转的性质 叫物质的旋光性。叫物质的旋光性。具有旋光性的物质叫旋光性或光活性物质具有旋光性的物质叫旋光性或光活性物质第12页，讲稿共98张，创作于星期二ABCEDFA：光源：光源 B：起偏晶：起偏晶 C:盛液管盛液管D：检偏晶：检偏晶 E:刻度盘刻度盘 F：目镜：目镜零点：起偏棱晶和检偏棱晶的晶轴相互平行零点：起偏棱晶和检偏棱晶的晶轴相互平行 时作为零点。（即刻度盘指在时作为零点。（即刻度盘指在0位置）位置）若样品管中的物质无旋光性，若样品管中的物质无旋光性，B和和D晶轴平行时，则视场晶轴平行时，则视场F最明亮。最明亮。B和和D互相垂直时，则视场互相垂直时，则视场F最暗。最暗。2、旋光仪、旋光仪第13页，讲稿共98张，创作于星期二3、比旋光度、比旋光度 旋光度旋光度()不是物质的特征常数，它受光源波长不是物质的特征常数，它受光源波长()温度温度(t)溶液浓度溶液浓度(c)和盛液受长度和盛液受长度L的影响，也就是说同一物质在的影响，也就是说同一物质在不同的条件下测得的旋光度不同。不同的条件下测得的旋光度不同。将可变因素固定后测得的旋光度才是物质的特征常数将可变因素固定后测得的旋光度才是物质的特征常数叫比旋光度。叫比旋光度。第14页，讲稿共98张，创作于星期二例例 如如：在在 胆胆 固固 醇醇 的的 氯氯 仿仿 溶溶 液液 中中，浓浓 度度 为为260mg/5ml，放放入入5cm长长的的盛盛液液管管中中在在室室温温（20）下下测测定定其其旋旋光光度度为为-2.5，求求它它的的比比旋旋光度？光度？Dt=D20=/(L*c)=-2.5/(0.5dm*0.26g/5ml)=-96 一一对对对对映映异异构构体体，若若一一个个是是左左旋旋，另另一一个个必必定定是是右右旋旋，其旋转度数相等，但方向相反。其旋转度数相等，但方向相反。第15页，讲稿共98张，创作于星期二7.3 7.3 分子的手性和对称因素分子的手性和对称因素一、对映异构现象的发现一、对映异构现象的发现1808年年:Maluo首次发现平面偏振光。首次发现平面偏振光。1813年年:Biot发现某些物质能使偏光平面发生旋转。发现某些物质能使偏光平面发生旋转。1848年年:Pasteur在研究酒石酸铵钠的结晶时发现了对在研究酒石酸铵钠的结晶时发现了对映异构现象。映异构现象。第16页，讲稿共98张，创作于星期二1848年法国巴黎师范大学化学家、微生物学家年法国巴黎师范大学化学家、微生物学家Pasteur(18221895）在研究酒石酸铵钠晶体）在研究酒石酸铵钠晶体时发现有两种不同的晶体时发现有两种不同的晶体：化学给人以知识，化学史给人以智慧化学给人以知识，化学史给人以智慧 付鹰付鹰第17页，讲稿共98张，创作于星期二二、手性分子判断的依据二、手性分子判断的依据1、对称面：假若有一个平面能将分子分成实物与对称面：假若有一个平面能将分子分成实物与镜像的两部分，这个平面就叫分子的对称面。镜像的两部分，这个平面就叫分子的对称面。有对称面的分子无手性有对称面的分子无手性第18页，讲稿共98张，创作于星期二2、对称中心、对称中心:假若分子中有一点假若分子中有一点P，在所有通过该点的直线上在距，在所有通过该点的直线上在距该点等距离处，具有相同的原子或基团，该点该点等距离处，具有相同的原子或基团，该点P就叫分子就叫分子的对称中心。的对称中心。P 有对称中心有对称中心的分子无手性的分子无手性第19页，讲稿共98张，创作于星期二二重对称轴二重对称轴 四重对称轴四重对称轴 六重对称轴六重对称轴 3、对称轴、对称轴:假若有一条穿过分子的直线假若有一条穿过分子的直线,分子以它为轴旋转分子以它为轴旋转 后，后，分子得到与原来相同的形象，该直线就叫做分子的分子得到与原来相同的形象，该直线就叫做分子的 n 重对称重对称轴。轴。第20页，讲稿共98张，创作于星期二 4、交替对称轴、交替对称轴(或旋转反射轴或旋转反射轴)假若分子围绕一条穿过该分子的直线旋转假若分子围绕一条穿过该分子的直线旋转 之后之后,再用一面垂直于该直线的镜子将分子反射，所得镜再用一面垂直于该直线的镜子将分子反射，所得镜像若能与原分子重合，该直线就叫做分子的像若能与原分子重合，该直线就叫做分子的n重交替重交替对称轴。对称轴。第21页，讲稿共98张，创作于星期二 具有具有2重重交替对称轴交替对称轴有交替对称轴的分子无手性有交替对称轴的分子无手性第22页，讲稿共98张，创作于星期二对称元素对称元素 有无有无 判断结果判断结果 对称面对称面 有有 分子无手性分子无手性 对称中心对称中心 有有 分子无手性分子无手性更替对称轴更替对称轴 有有 分子无手性分子无手性 注意：对称轴不能做为判断分子是否具有注意：对称轴不能做为判断分子是否具有手性的依据。手性的依据。第23页，讲稿共98张，创作于星期二例例:反反-1,2-二氯环丙二氯环丙烷有二重对称轴烷有二重对称轴但：分子有手性具有对映异构体但：分子有手性具有对映异构体第24页，讲稿共98张，创作于星期二二、手性的判断二、手性的判断手性分子：手性分子：与其镜像不能重迭的化合物分子叫手性分子。与其镜像不能重迭的化合物分子叫手性分子。手性碳原子手性碳原子():连接四个不同原子或基团的碳连接四个不同原子或基团的碳 原子叫手性碳原子原子叫手性碳原子()。凡是手性分子就一定具有对映异构体，在绝大多数凡是手性分子就一定具有对映异构体，在绝大多数情况下手性分子具有旋光性。情况下手性分子具有旋光性。第25页，讲稿共98张，创作于星期二例例:L（+）乳酸乳酸 D（-）乳酸乳酸+3.82 -3.82注意注意：环烷烃的手性分子的判断。环烷烃的手性分子的判断。第26页，讲稿共98张，创作于星期二7.4 7.4 含有一个手性碳原子的化合物含有一个手性碳原子的化合物 该投影式是由碳水化合物之父该投影式是由碳水化合物之父E.Fischer在研究碳水化合在研究碳水化合物时创立的。物时创立的。右旋乳酸的右旋乳酸的Fischer投影式及其对映体投影式及其对映体一、Fischer投影式投影式第27页，讲稿共98张，创作于星期二 由于该式是用一个纸平面上的投影式来表示分子的立由于该式是用一个纸平面上的投影式来表示分子的立体构型，所以它有一些专门的规定。体构型，所以它有一些专门的规定。基本规定基本规定:在横键上的原子或基团在纸面之前在横键上的原子或基团在纸面之前;在竖键上的原子或基团在纸面之后。在竖键上的原子或基团在纸面之后。辅助规定：辅助规定：1、碳链写在竖键上，其它的原子或基团、碳链写在竖键上，其它的原子或基团 在横键上。在横键上。2、编号小的碳原子写在竖键上端、编号小的碳原子写在竖键上端。第28页，讲稿共98张，创作于星期二 二、规律二、规律 1、投影式在纸面上旋转、投影式在纸面上旋转180构型保持不构型保持不变变。第29页，讲稿共98张，创作于星期二 2、投影式在纸面上旋转、投影式在纸面上旋转90构型改构型改变变。3、投影式不能离开纸面翻转。、投影式不能离开纸面翻转。第30页，讲稿共98张，创作于星期二4、基团互换偶数次构型保持，基团互换奇数次构型改变。、基团互换偶数次构型保持，基团互换奇数次构型改变。将将Fisher投影式的基本规定、辅助规定和注意事项可归纳投影式的基本规定、辅助规定和注意事项可归纳如下如下:竖向后，横向前，含碳原子上下连。竖向后，横向前，含碳原子上下连。转半圈，不能翻，编号小者在上端。转半圈，不能翻，编号小者在上端。偶次互换是原物，奇次互换构型变。偶次互换是原物，奇次互换构型变。第31页，讲稿共98张，创作于星期二三、三、Fischer投影式与其它式子的关系投影式与其它式子的关系Fischer投影投影楔型式楔型式锯架式锯架式纽曼投影式纽曼投影式第32页，讲稿共98张，创作于星期二 Fischer投影式表示的是能量较高的不稳定的全重投影式表示的是能量较高的不稳定的全重迭式构象，但是它与其它式子相比，书写方便基团相迭式构象，但是它与其它式子相比，书写方便基团相互不掩盖，用来表示开链化合物的立体异构体时很方互不掩盖，用来表示开链化合物的立体异构体时很方便。便。第33页，讲稿共98张，创作于星期二7.5 构型与构型标记构型与构型标记 标定化合物的构型可以有效地区别立体异构，尤其是标定化合物的构型可以有效地区别立体异构，尤其是一对对映异构体。一对对映异构体。一、一、D、L标记法标记法 在在1951年以前人们还无法测定化合物分子的真实年以前人们还无法测定化合物分子的真实构型，为了区别一对对映异构体。只好人为地指定一个构型，为了区别一对对映异构体。只好人为地指定一个标准，标准，用人为指定的标准来确定的化合物的构型的用人为指定的标准来确定的化合物的构型的方法就叫相对构型。方法就叫相对构型。第34页，讲稿共98张，创作于星期二1906年美国纽约州立大学的年美国纽约州立大学的M.A.Rosanoff提议提议:将左旋甘油醛的将左旋甘油醛的OH写在写在Fischer投影式的左边，称定投影式的左边，称定为为L-构型；构型；将右旋甘油醛的将右旋甘油醛的OH写在写在Fischer投影式的右边，投影式的右边，称定为称定为D-构型。构型。其它的化合物与甘油醛相联系或相比其它的化合物与甘油醛相联系或相比较来确定自己的构型。较来确定自己的构型。第35页，讲稿共98张，创作于星期二 相联系相联系:相比较相比较:第36页，讲稿共98张，创作于星期二二、二、R、S标记法标记法1、C*R、S构型的标定法构型的标定法 当化合物分子的空间构型可以测定后，利用次序规当化合物分子的空间构型可以测定后，利用次序规则给则给C*标定构型（次序规则标定构型（次序规则1956年由年由Cahn-Ingold-Prelog提出，提出，1970年年IUPAC接受了这一建议接受了这一建议)因为它反映的是分子因为它反映的是分子中的原子或基团在空间的真实排列状况，所以叫绝对构型。中的原子或基团在空间的真实排列状况，所以叫绝对构型。第37页，讲稿共98张，创作于星期二基本规定基本规定:将将C*上所连的四个原子或基团按照次序规则上所连的四个原子或基团按照次序规则进行排列，进行排列，观察者远离最小基观察者远离最小基，其余三个基团，其余三个基团假定假定:C*a b c d其优先次序为：其优先次序为：abcd第38页，讲稿共98张，创作于星期二小小大大大大中中中中小小第39页，讲稿共98张，创作于星期二第40页，讲稿共98张，创作于星期二如如:2、对、对Fischer投影式中投影式中C*构型的标定构型的标定（1）当最小基在竖键上时）当最小基在竖键上时:大大中中小小 时针排列为时针排列为 构型构型。顺顺逆逆RS观察者远离了最小基观察者远离了最小基第41页，讲稿共98张，创作于星期二观察者远离了最小基观察者远离了最小基第42页，讲稿共98张，创作于星期二（2）当最小基在横键上时）当最小基在横键上时:大大中中小小 时针排列为时针排列为 构型。构型。逆逆顺顺RS如如:最小基靠近了观察者最小基靠近了观察者第43页，讲稿共98张，创作于星期二大大中中小基团虽顺时针排列，但因最小基不是远小基团虽顺时针排列，但因最小基不是远离观察者，而是靠近观察者所以是离观察者，而是靠近观察者所以是S构型。构型。第44页，讲稿共98张，创作于星期二3、外消旋体、外消旋体-3.82 +3.82（）（）乳酸乳酸 （+）乳酸乳酸RS第45页，讲稿共98张，创作于星期二 对映异构体：互为实物与镜像关系的立对映异构体：互为实物与镜像关系的立 体异构体叫对映异构体。体异构体叫对映异构体。一对对映异构体一对对映异构体:它们使平面偏振光旋转的方向相反，角度它们使平面偏振光旋转的方向相反，角度相同。除了旋光方向外，其它物理性质都相同；除了在手性条相同。除了旋光方向外，其它物理性质都相同；除了在手性条件下外，通常条件下化学性质都相同。件下外，通常条件下化学性质都相同。外消旋体：等量的左旋体和右旋体组成的外消旋体：等量的左旋体和右旋体组成的 混合物叫外消旋体。混合物叫外消旋体。第46页，讲稿共98张，创作于星期二7.6 7.6 含两个手性碳原子的化合物含两个手性碳原子的化合物1、含两个不同手性碳原子的化合物、含两个不同手性碳原子的化合物第47页，讲稿共98张，创作于星期二(1)(-)-赤藓糖赤藓糖(2)(+)-赤藓糖赤藓糖(4)(-)-苏阿糖苏阿糖(3)(+)-苏阿糖苏阿糖第48页，讲稿共98张，创作于星期二(1)与与(2)，(3)与与(4)分别是对映异构体；分别是对映异构体；(1)与与(3)、(4)，(2)与与(3)、(4)分别是非对映异构体。分别是非对映异构体。非对映异构体：不为实物与镜像关系的立体非对映异构体：不为实物与镜像关系的立体 异构体叫非对映异构体。异构体叫非对映异构体。第49页，讲稿共98张，创作于星期二2、含两个相同、含两个相同C*的化合物的化合物酒石酸酒石酸(1)(2)(3)(1)与与(2)是对映异构体是对映异构体 (3)是内消旋体是内消旋体第50页，讲稿共98张，创作于星期二表表7-1 酒石酸的物理性质酒石酸的物理性质内消旋体：内消旋体：分子中虽含有分子中虽含有C*，但是分子具有对称因素，但是分子具有对称因素(对称面或对称面或对称中心对称中心)旋光性在分子内部相互抵消，这样的立体异旋光性在分子内部相互抵消，这样的立体异构体叫内消旋体。构体叫内消旋体。第51页，讲稿共98张，创作于星期二7.7 7.7 含三个含三个C*C*的化合物的化合物1、含三个不相同、含三个不相同C*的化合物的化合物第52页，讲稿共98张，创作于星期二共有四对八个立体异构体共有四对八个立体异构体2、含有三个、含有三个C*但是两个但是两个C*相同的化合物相同的化合物三羟基戊二酸三羟基戊二酸:第53页，讲稿共98张，创作于星期二3、4中中C3(3r，3s)叫假（伪）不对称碳原子，在判断假叫假（伪）不对称碳原子，在判断假（伪）不对称碳原子的构型时（伪）不对称碳原子的构型时:R S1 2 3 4第54页，讲稿共98张，创作于星期二立体异构体数目的计算立体异构体数目的计算含含n个不相个不相 2n个个 无无同的同的C*时时含有相同的含有相同的C*时：时：n为偶数时为偶数时 2n-1个个 2n/2-1n为奇数时为奇数时 2n-1个个(立体异构体）立体异构体）2n-1/2C*的类型的类型 旋光异构体旋光异构体 内消旋体内消旋体 的数目的数目 的数目的数目第55页，讲稿共98张，创作于星期二7.8 7.8 环状化合物的立体异构环状化合物的立体异构 写单环化合物的立体异构体时，可将环看作平面写单环化合物的立体异构体时，可将环看作平面来对待，思路：来对待，思路：先顺反先顺反后判断后判断再照镜再照镜第56页，讲稿共98张，创作于星期二1、三元环、三元环顺：有对称面顺：有对称面 是内消旋体是内消旋体反反:有对异构映体有对异构映体第57页，讲稿共98张，创作于星期二当两个取代基不同时：当两个取代基不同时：无论顺、反，分子中都无对称面，都有无论顺、反，分子中都无对称面，都有对映异构体。对映异构体。第58页，讲稿共98张，创作于星期二环状化合物中手性碳原子构型的标定环状化合物中手性碳原子构型的标定手性碳上所连原子或基团的确定：手性碳上所连原子或基团的确定：小小大大中中SR第59页，讲稿共98张，创作于星期二2、四元环、四元环顺有对称面顺有对称面为内消旋体为内消旋体反：一对对映体反：一对对映体(1)连接两个相同取代基的连接两个相同取代基的1,2-二取代物二取代物第60页，讲稿共98张，创作于星期二(2)连接两个不同取代基的连接两个不同取代基的1,2-二取代物二取代物顺式、反式都有对顺式、反式都有对映异构体映异构体，共四个，共四个旋光异构体旋光异构体第61页，讲稿共98张，创作于星期二(3)1,3二取代环丁烷二取代环丁烷偶数环对角线，顺反都有对称面偶数环对角线，顺反都有对称面顺顺 反反第62页，讲稿共98张，创作于星期二无论顺反，分子中都有对称面，都无对映异构体。无论顺反，分子中都有对称面，都无对映异构体。第63页，讲稿共98张，创作于星期二3、五元环、五元环顺式顺式 反式反式(1)1,2-二取代物二取代物第64页，讲稿共98张，创作于星期二顺式顺式 反式反式(2)1,3二取代物二取代物第65页，讲稿共98张，创作于星期二4、六元环、六元环有对映体有对映体有对称面无对映体有对称面无对映体环状化合物除三元环外，其它环的碳原子并不在同一环状化合物除三元环外，其它环的碳原子并不在同一个平面之上，我们把它们都视作平面环来处理，是否个平面之上，我们把它们都视作平面环来处理，是否合理呢？我们以合理呢？我们以1,2二氯环己烷为例，从构象的角度来进二氯环己烷为例，从构象的角度来进行分析行分析:第66页，讲稿共98张，创作于星期二顺顺:按平面环进行分析：按平面环进行分析：化合物有对称面是内消旋体化合物有对称面是内消旋体进行构象分析：进行构象分析：(1)与与(2)虽然是对映异构体，但是通过转环作用可以相互转虽然是对映异构体，但是通过转环作用可以相互转化无法分离。化无法分离。(1)=(3)、(2)=(4)第67页，讲稿共98张，创作于星期二进行构象分析进行构象分析:转环前互为对映异构转环前互为对映异构体，体，转环后仍互为对映异转环后仍互为对映异构体。构体。按平面环进行分析按平面环进行分析:化合物有对映体构体化合物有对映体构体结论结论:单环分子来判断，可以将环作平面。单环分子来判断，可以将环作平面。反反:第68页，讲稿共98张，创作于星期二7.9 7.9 不含不含C*C*化合物的旋光异构化合物的旋光异构 有一些化合物分子中虽不含有一些化合物分子中虽不含C*，但是分子结构不对称，但是分子结构不对称仍具有手性，有对映异构体。仍具有手性，有对映异构体。一、丙二烯型化合物一、丙二烯型化合物第69页，讲稿共98张，创作于星期二丙丙二二烯烯结结构构示示意意图图第70页，讲稿共98张，创作于星期二 丙二烯型化合物分子中有四个平面相互垂直，两端丙二烯型化合物分子中有四个平面相互垂直，两端碳原子上的碳原子上的键平面是相互垂直的，当两端碳原子上所键平面是相互垂直的，当两端碳原子上所连基团不相同时，分子就具有对映异构体。连基团不相同时，分子就具有对映异构体。问题问题:累积三烯累积三烯CH3CH=C=C=CHCH3 是否具有对是否具有对 映异构映异构体体?第71页，讲稿共98张，创作于星期二二、联苯型化合物二、联苯型化合物 在联苯分子中两个苯环以单键相连在联苯分子中两个苯环以单键相连,两环可围绕单键两环可围绕单键进行旋转：但当进行旋转：但当2,2,6,6,-位上的氢被较大基团取位上的氢被较大基团取代时，则代时，则旋转受阻旋转受阻:自由旋转自由旋转旋转受阻旋转受阻第72页，讲稿共98张，创作于星期二对映异构体对映异构体 其它与以上类似的还有螺环型和环与双键相连其它与以上类似的还有螺环型和环与双键相连的化合物。的化合物。第73页，讲稿共98张，创作于星期二例如例如:它们在结构上的共通特点是：它们在结构上的共通特点是：两端碳原子上的两端碳原子上的-键平键平面不在同一个平面上，而是相互垂直的。面不在同一个平面上，而是相互垂直的。第74页，讲稿共98张，创作于星期二20世纪世纪50年代中期，反应停年代中期，反应停(沙利度胺，沙利度胺，Thalidomide)作为作为镇静剂，有减轻孕妇清晨呕吐的作用而被广泛应用。结果在镇静剂，有减轻孕妇清晨呕吐的作用而被广泛应用。结果在欧洲导致欧洲导致1.2万例胎儿致万例胎儿致 残，即海豹婴。于是残，即海豹婴。于是1961年该药从年该药从市场上撤消。后来发现沙利度胺市场上撤消。后来发现沙利度胺R型具有镇静作用，而型具有镇静作用，而S型型却是致畸的罪魁祸首。研究人员进一步研究发现沙利度却是致畸的罪魁祸首。研究人员进一步研究发现沙利度胺任一异构体在体内都能转变为相应对映体，因此无论胺任一异构体在体内都能转变为相应对映体，因此无论是是S型还是型还是R型，作为药物都有致畸作用。型，作为药物都有致畸作用。反应停事件反应停事件:7.10 7.10 旋光结构与生理活性旋光结构与生理活性第75页，讲稿共98张，创作于星期二(S)-thalidomide(R)-thalidomide反应停事件反应停事件第76页，讲稿共98张，创作于星期二7.11 7.11 制备手性化合物的方法制备手性化合物的方法 天然物中存在的具有生理活性的物质几乎都是旋光纯的。天然物中存在的具有生理活性的物质几乎都是旋光纯的。实验室是合成的则大多数是外消旋体需要分离。实验室是合成的则大多数是外消旋体需要分离。一、从天然物中提取一、从天然物中提取二、外消旋体的拆分二、外消旋体的拆分1、手工拆分法、手工拆分法 1848年年Pastuer分离酒石酸铵钠晶体的方法。分离酒石酸铵钠晶体的方法。该法局限性较大，要求被分离物必须是晶体，且该法局限性较大，要求被分离物必须是晶体，且左、右旋体晶形要有明显的不同。左、右旋体晶形要有明显的不同。第77页，讲稿共98张，创作于星期二2、在微生物或酶作用下的拆分、在微生物或酶作用下的拆分 微生物或外消旋体作用时，具有极强的选择性，只微生物或外消旋体作用时，具有极强的选择性，只消耗外消旋体中的一种组分，而将另一种保留。例消耗外消旋体中的一种组分，而将另一种保留。例:1858年，年，Pastuer用外消旋的酒石酸培养青霉素，用外消旋的酒石酸培养青霉素，右旋体被消耗掉了，剩下了左旋体。近年来一些抗生右旋体被消耗掉了，剩下了左旋体。近年来一些抗生素药物就是用该法进行生产。素药物就是用该法进行生产。第78页，讲稿共98张，创作于星期二3、优先结晶法、优先结晶法第79页，讲稿共98张，创作于星期二4、转化成非对映体的拆分法、转化成非对映体的拆分法依据：依据：对映异构体的物理性质、化学性质都相同；而非对映异构体的物理性质、化学性质都相同；而非对映异构体的物理性质不同，化学性质相近。对映异构体的物理性质不同，化学性质相近。这种方法也是这种方法也是Pastuer创立的。他发现具有旋光性的创立的。他发现具有旋光性的天然碱，如喹宁碱、番木鳖碱与两种酒石酸形成的盐溶解度天然碱，如喹宁碱、番木鳖碱与两种酒石酸形成的盐溶解度、旋光性等物理性质都不相同。在此基础上又创立了、旋光性等物理性质都不相同。在此基础上又创立了“形成形成和分离非对映立体异构体的析解发和分离非对映立体异构体的析解发”。第80页，讲稿共98张，创作于星期二第81页，讲稿共98张，创作于星期二三、拆分效率三、拆分效率%e.e：对映体过量百分数：对映体过量百分数假定假定R过量过量:若：若：R.S各占各占50%，%e.e=0 为外消旋体。为外消旋体。R=100 S=0，%e.e=100%旋光纯度百分之百旋光纯度百分之百%e.e=20%，则体系中则体系中R占占60%，S占占40%。第82页，讲稿共98张，创作于星期二7.12 7.12 反应中的立体化学反应中的立体化学一、自由基取代一、自由基取代 结构对称的分子被其它原子或基团取代后转化成具有结构对称的分子被其它原子或基团取代后转化成具有手性的分子，发生反应的碳原子就叫前手性的分子，发生反应的碳原子就叫前(潜潜)手性碳原子手性碳原子。第83页，讲稿共98张，创作于星期二历程历程:两边空间条件相同进攻几率相同。两边空间条件相同进攻几率相同。第84页，讲稿共98张，创作于星期二将将S-构型的构型的2-氯丁烷进一步氯化：氯丁烷进一步氯化：第85页，讲稿共98张，创作于星期二试剂优先选择空间位阻小的方向，向中心碳原子进攻试剂优先选择空间位阻小的方向，向中心碳原子进攻第86页，讲稿共98张，创作于星期二2、烯烃与溴加成、烯烃与溴加成 烯烃与溴的加成最初认为是通过碳正离子历程进行，若是如此无论反式烯烃还是顺式烯烃都应得到相同的产物：第87页，讲稿共98张，创作于星期二后来通过对反应物和产物的立体化学的考察，否定了这一看法：顺顺 苏式（一对对映体）苏式（一对对映体）反反 赤式（内消旋体）赤式（内消旋体）第88页，讲稿共98张，创作于星期二1937年美国哥伦比亚大学的Roberts和Kimball提出溴鎓离子历程，圆满地解释了溴与烯烃加成的立体化学问题：通过通过溴鎓离子所进行的反式加成溴鎓离子所进行的反式加成反式加成反式加成第89页，讲稿共98张，创作于星期二苏式（一对对映体）苏式（一对对映体）顺顺反反第90页，讲稿共98张，创作于星期二赤式（内消旋体）赤式（内消旋体）反反反反第91页，讲稿共98张，创作于星期二烯烃加成反应的立体化学规律：烯烃加成反应的立体化学规律：第92页，讲稿共98张，创作于星期二练习题练习题1顺顺反反苏式苏式反反反反赤式赤式第93页，讲稿共98张，创作于星期二7.13 7.13 立体专一性和立体选择性反应立体专一性和立体选择性反应凡是由构型不同的反应物在一反应中产生出不同的凡是由构型不同的反应物在一反应中产生出不同的立体异构产物，称为立体专一反应。立体异构产物，称为立体专一反应。凡是在一个反应中，一个立体异构体的产生超过另外其他可能的立体异构体，称为立体选择性反应。第94页，讲稿共98张，创作于星期二25%75%第95页，讲稿共98张，创作于星期二7.14 7.14 主体主体-客体概念客体概念自学，请同学们看书自学，请同学们看书 P225。第96页，讲稿共98张，创作于星期二本章重点：本章重点：手性、手性分子、非手性分子、手性碳、对称面、对称中心的各自含义及手性、手性分子、非手性分子、手性碳、对称面、对称中心的各自含义及手性、手性分子、非手性分子、手性碳、对称面、对称中心的各自含义及手性、手性分子、非手性分子、手性碳、对称面、对称中心的各自含义及相互关系相互关系相互关系相互关系；对映体、非对映体、内消旋体和外消旋体的定义、判据及它们之间的区别对映体、非对映体、内消旋体和外消旋体的定义、判据及它们之间的区别对映体、非对映体、内消旋体和外消旋体的定义、判据及它们之间的区别对映体、非对映体、内消旋体和外消旋体的定义、判据及它们之间的区别；手性中心的产生手性中心的产生手性中心的产生手性中心的产生；左旋、右旋、比旋光度的含义及表达符号左旋、右旋、比旋光度的含义及表达符号左旋、右旋、比旋光度的含义及表达符号左旋、右旋、比旋光度的含义及表达符号；FischerFischer投影式的书写要点，含一个、两个手性碳链状化合物的构型标记法；投影式的书写要点，含一个、两个手性碳链状化合物的构型标记法；投影式的书写要点，含一个、两个手性碳链状化合物的构型标记法；投影式的书写要点，含一个、两个手性碳链状化合物的构型标记法；无手性中心化合物的对映异构现象。立体专一反应和立体选择反应。无手性中心化合物的对映异构现象。立体专一反应和立体选择反应。无手性中心化合物的对映异构现象。立体专一反应和立体选择反应。无手性中心化合物的对映异构现象。立体专一反应和立体选择反应。第97页，讲稿共98张，创作于星期二04.04.2023感谢大家观看第98页，讲稿共98张，创作于星期二