有机化学中的立体异构讲稿.ppt

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1、关于有机化学中的立体异构第一页，讲稿共三十九页哦 3.1 烷烃的构象烷烃的构象(conformation)3.1.13.1.1链状化合物的构象链状化合物的构象链状化合物的构象链状化合物的构象由于单键可以旋转，单键两端碳原子上所连基团可以由于单键可以旋转，单键两端碳原子上所连基团可以由于单键可以旋转，单键两端碳原子上所连基团可以由于单键可以旋转，单键两端碳原子上所连基团可以产生无数个不同的相对位置，由此产生无数个不同的产生无数个不同的相对位置，由此产生无数个不同的产生无数个不同的相对位置，由此产生无数个不同的产生无数个不同的相对位置，由此产生无数个不同的构象。例如：构象。例如：构象。例如：构象。

2、例如：第二页，讲稿共三十九页哦HHHHHHHHHHH 交叉式 重叠式链状化合物的链状化合物的Newman投影式投影式乙烷的Newman投影式：能量变化图能量变化图:第三页，讲稿共三十九页哦第四页，讲稿共三十九页哦丁烷的四种典型丁烷的四种典型构象构象第五页，讲稿共三十九页哦 3.1.2 环状化合物（环己烷）的环状化合物（环己烷）的构象构象 船式构象船式构象 椅式构象椅式构象第六页，讲稿共三十九页哦 构象构象转换转换：a键e键第七页，讲稿共三十九页哦3.2 顺反异构顺反异构cis-trans isomerism顺反异构出现在含有双键的化合物和环状化顺反异构出现在含有双键的化合物和环状化合物中。合物

3、中。分子产生顺反异构的必须条件是：分子产生顺反异构的必须条件是：1、分子中具有限制旋转的刚性结构，例如、分子中具有限制旋转的刚性结构，例如双键、脂肪环。双键、脂肪环。2、刚性结构两端的碳原子上必须各连有两个、刚性结构两端的碳原子上必须各连有两个不同的基团。不同的基团。第八页，讲稿共三十九页哦具有顺反异构的烯烃构型标记规定：具有顺反异构的烯烃构型标记规定：按顺序规则，两个大的基团在双键同按顺序规则，两个大的基团在双键同侧的为侧的为 Z 型，两个大的基团在双键异型，两个大的基团在双键异侧的为侧的为 E 型。型。第九页，讲稿共三十九页哦反反式式2-丁丁烯烯与与顺顺式式2-丁丁烯烯第十页，讲稿共三十九

4、页哦 反式反式1，4-二甲二甲基环己烷的空间基环己烷的空间结构结构第十一页，讲稿共三十九页哦3.3旋光异构旋光异构optical isomerism3.3.13.3.1 手征性和手征性分子手征性和手征性分子手征性和手征性分子手征性和手征性分子实物与其镜像不能完全重合的性质称为手征性。实物与其镜像不能完全重合的性质称为手征性。实物与其镜像不能完全重合的性质称为手征性。实物与其镜像不能完全重合的性质称为手征性。3.3.23.3.2 偏振光和旋光活性偏振光和旋光活性偏振光和旋光活性偏振光和旋光活性只在一个平面上振动的光为平面偏振光，能使平面只在一个平面上振动的光为平面偏振光，能使平面只在一个平面上振

5、动的光为平面偏振光，能使平面只在一个平面上振动的光为平面偏振光，能使平面偏振光的振动面发生偏转的分子具有旋光活性。偏振光的振动面发生偏转的分子具有旋光活性。偏振光的振动面发生偏转的分子具有旋光活性。偏振光的振动面发生偏转的分子具有旋光活性。3.3.33.3.3 旋光度和比旋光度旋光度和比旋光度旋光度和比旋光度旋光度和比旋光度每毫升每毫升每毫升每毫升1 1克物质放在克物质放在克物质放在克物质放在1 1分米长的溶液管中测得的旋光分米长的溶液管中测得的旋光分米长的溶液管中测得的旋光分米长的溶液管中测得的旋光度为比旋光度度为比旋光度度为比旋光度度为比旋光度第十二页，讲稿共三十九页哦比旋光度计算公式：比

6、旋光度计算公式：t =(CL)-1 =实测旋光度实测旋光度 C=g/ml L=dm 每毫升每毫升1克物质放在克物质放在1分米长的溶液管中测得的旋光度为分米长的溶液管中测得的旋光度为比旋光度比旋光度第十三页，讲稿共三十九页哦3.3.4 分子的对称性和手征性分子的对称性和手征性1、不具有对称因素（对称面、对称点、对称、不具有对称因素（对称面、对称点、对称中心）的分子具有手征性。中心）的分子具有手征性。2、含有手性碳原子的化合物绝大多数是、含有手性碳原子的化合物绝大多数是手征性分子。手征性分子。连有四个不同原子或基团的碳原子是手性连有四个不同原子或基团的碳原子是手性碳原子，该碳原子必须是碳原子，该碳

7、原子必须是SP3杂化。杂化。第十四页，讲稿共三十九页哦3.3.5 费歇尔费歇尔(Fischer)投影式投影式用平面式来表示分子中各基团在三维空间的位置。用平面式来表示分子中各基团在三维空间的位置。投影原则：投影原则：1、确定中心碳原子（手性碳原子）。、确定中心碳原子（手性碳原子）。2、基本碳链竖直取向，氧化态高的放在顶端。、基本碳链竖直取向，氧化态高的放在顶端。3、中心碳原子上方和下方（竖键）所连的基团指向、中心碳原子上方和下方（竖键）所连的基团指向面内。中心碳原子左方和右方（横键）所连的基团指面内。中心碳原子左方和右方（横键）所连的基团指向面外。向面外。第十五页，讲稿共三十九页哦第十六页，讲

8、稿共三十九页哦 3.3.6 手性碳原子的构型标记法手性碳原子的构型标记法（1）DL 构型标记法（相对构型标记法）：构型标记法（相对构型标记法）：以甘油醛的以甘油醛的Fischer投影式为标准。羟基在右边的为投影式为标准。羟基在右边的为（D）型，羟基在左边的为（）型，羟基在左边的为（L）型。）型。（2）RS 构型标记法（绝对构型标记法）：构型标记法（绝对构型标记法）：将连在手性碳原子上的四个基团按顺序规则排列。将连在手性碳原子上的四个基团按顺序规则排列。最小的基团放在最远处，三个大的基团由大到小顺时针最小的基团放在最远处，三个大的基团由大到小顺时针排列为排列为R构型，逆时针排列为构型，逆时针排列

9、为S构型。构型。第十七页，讲稿共三十九页哦第十八页，讲稿共三十九页哦3.3.7含有两个手性碳原子的化合物含有两个手性碳原子的化合物（1）含有两个不同手性碳原子的化合物，例如：2，3，4-三羟基丁酸（2）含有两个相同手性碳原子的化合物，例如：2，3-二羟基丁二酸（酒石酸）第十九页，讲稿共三十九页哦2，3，4-三羟基丁酸的三羟基丁酸的Fischer投影式投影式第二十页，讲稿共三十九页哦2，3-二羟基丁二酸的二羟基丁二酸的Fischer投影式投影式第二十一页，讲稿共三十九页哦3.3.8不含手性碳原子的手性分子不含手性碳原子的手性分子联苯类化合物第二十二页，讲稿共三十九页哦第二十三页，讲稿共三十九页哦

10、3.3.9丙二烯类化合物丙二烯类化合物中间的碳原子为中间的碳原子为SP杂化，有两个互相垂直的杂化，有两个互相垂直的P轨道，因此两个轨道，因此两个 互相垂直键。（互相垂直键。（轨道示意）轨道示意）第二十四页，讲稿共三十九页哦3.3.10 环状化合物的立体异构环状化合物的立体异构第二十五页，讲稿共三十九页哦3.3.11旋光异构体的性质旋光异构体的性质 物理性质：物理性质：物理性质：物理性质：旋光度旋光度旋光度旋光度 熔点熔点熔点熔点 沸点沸点沸点沸点 溶解度溶解度溶解度溶解度对映异构体对映异构体 相同相同 相同相同 相同相同 相同相同 （方向相反）（方向相反）（非旋光性溶液）（非旋光性溶液）外消旋

11、体外消旋体 无无 不同于不同于 相同相同 不同于不同于 单一异构体单一异构体 单一异构体单一异构体非对映体非对映体 不同不同 不同不同 不同不同 不同不同第二十六页，讲稿共三十九页哦化学性质：化学性质：对映体与非旋光性试剂作用，具有相同的性质，与旋光性试剂作用具有不同的化学活性。对映体在非手征性条件下对映体在非手征性条件下化学性质相同。化学性质相同。第二十七页，讲稿共三十九页哦生理活性性质：生理活性性质：对映异构体生理活性不同。对映异构体生理活性不同。例如，右旋谷氨酸单钠有鲜味；右例如，右旋谷氨酸单钠有鲜味；右旋葡萄糖在动物的新陈代谢中起作旋葡萄糖在动物的新陈代谢中起作用。用。第二十八页，讲稿

12、共三十九页哦3.3.12 手性药物举例手性药物举例#药理作用相同，药效差别很大药理作用相同，药效差别很大 人们最熟悉的例子是氯霉素，一种广谱抗生人们最熟悉的例子是氯霉素，一种广谱抗生素，只有素，只有D-(-)异构体有杀菌作用，而异构体有杀菌作用，而L-（+）异构体则完全没有药效。异构体则完全没有药效。第二十九页，讲稿共三十九页哦 D-(-)氯霉素氯霉素第三十页，讲稿共三十九页哦-芳基丙酸是重要的消炎止痛药，虽然两种对映体都有药效，但S-异构体的药效比R-异构体的药效强得多。甚至强几十倍。第三十一页，讲稿共三十九页哦#两种对映体药效相反两种对映体药效相反Z-etozoline 是一种利尿剂，它在

13、体内代谢，生成的产物只有（-）etozoline 有利尿作用，而（+）异构体不但没有利尿作用，还会抑制（-）异构体的利尿作用。Z-etozoline Ozoline第三十二页，讲稿共三十九页哦 巴比妥酸盐通常用作镇静、催眠药，一般S-(-)异构体具有抑制神经活动的作用，而R-(+)异构体却具有兴奋作用，例如5-乙基-5-（1，3-二甲基丁基）巴比妥酸盐，其S-(-)异构体是抑制剂，而R-(+)异构体却可以引起惊厥和痉挛。第三十三页，讲稿共三十九页哦#某一构型的代谢产物有毒或可引起严重副作用某一构型的代谢产物有毒或可引起严重副作用某一构型的代谢产物有毒或可引起严重副作用某一构型的代谢产物有毒或可

14、引起严重副作用Thalidomide Thalidomide 是一种镇静药，关于它的副作用问题曾经在是一种镇静药，关于它的副作用问题曾经在欧洲引起一场大风波。许多孕妇服用此药后，胎儿发生畸欧洲引起一场大风波。许多孕妇服用此药后，胎儿发生畸变。后来才发现，使胎儿致畸的罪魁祸首是其中的变。后来才发现，使胎儿致畸的罪魁祸首是其中的S-S-异构异构体，它在机体内代谢成体，它在机体内代谢成 l-N-phtaloylglutamine l-N-phtaloylglutamine 和和l-N-phtaloylglutamic l-N-phtaloylglutamic acid,acid,这两种代谢产物既有胎

15、毒性又有致畸性。而这两种代谢产物既有胎毒性又有致畸性。而R-(+)R-(+)异异构体的代谢产物构体的代谢产物d-N-phtaloylglutamine d-N-phtaloylglutamine 和和d-N-d-N-phtaloylglutamic acidphtaloylglutamic acid即无胎毒作用，也无致畸性。即无胎毒作用，也无致畸性。第三十四页，讲稿共三十九页哦Thalidomide N-phataloylglutamic acid N-phtaloylglutamine第三十五页，讲稿共三十九页哦苯并吗啡烷的两个对映体都有镇静作用。但（-）异构体服用后会成瘾，而（+）异构体则

16、不会成瘾。（-）-苯并吗啡烷第三十六页，讲稿共三十九页哦#两种对映体具有完全不同的药理作用两种对映体具有完全不同的药理作用最典型的例子是propranolol,其S-异构体是一种治疗心脏病的药，叫心得安，而R-异构体却是一种避孕药。第三十七页，讲稿共三十九页哦也有这样的例子，使用外消旋体反而比使用活性异构体药效更大，毒副作用更小等优点。例如isothipendyl 是一种抗组织胺药。口服试验，外消旋体的药效是（+）-异构体的1.4倍，是（-）异构体的2.5倍。isothipendyl第三十八页，讲稿共三十九页哦05.04.202305.04.2023感感谢谢大大家家观观看看第三十九页，讲稿共三十九页哦