第八章+立體化學(xué)

1、第八章第八章立體化學(xué)立體化學(xué)8.1 手性和對(duì)映體手性和對(duì)映體8.2 旋光性和比旋光度旋光性和比旋光度8.3 含有一個(gè)手性碳原子的化合物的對(duì)映異含有一個(gè)手性碳原子的化合物的對(duì)映異構(gòu)構(gòu)8.4 構(gòu)型的表示法，構(gòu)型的確定和構(gòu)型的標(biāo)記構(gòu)型的表示法，構(gòu)型的確定和構(gòu)型的標(biāo)記8.5 含有多個(gè)手性碳原子化合物的立體異構(gòu)含有多個(gè)手性碳原子化合物的立體異構(gòu)8.7 手性合成手性合成8.6 外消旋體的拆分外消旋體的拆分8.9* 不含手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)不含手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)8.8 環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)第八章第八章 立體化學(xué)（立體化學(xué)（Stereochemistry） 立體化學(xué)是有機(jī)化學(xué)

2、的重要組成部分立體化學(xué)是有機(jī)化學(xué)的重要組成部分.它的主要內(nèi)容是研究它的主要內(nèi)容是研究有機(jī)化合物分子的三度空間結(jié)構(gòu)有機(jī)化合物分子的三度空間結(jié)構(gòu)(立體結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)),及其對(duì)化合物的及其對(duì)化合物的物理性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的影響物理性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的影響.立體異構(gòu)體的定義：分子中的原子或原子團(tuán)互相連接的次立體異構(gòu)體的定義：分子中的原子或原子團(tuán)互相連接的次序相同，但在空序相同，但在空 間的排列方向不同而引起的異構(gòu)體。間的排列方向不同而引起的異構(gòu)體。 本章主要討論立體化學(xué)中的本章主要討論立體化學(xué)中的對(duì)映異構(gòu)對(duì)映異構(gòu).構(gòu)造異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)constitutional立體異構(gòu)立體異構(gòu)Stereo-碳鏈異構(gòu)碳鏈異構(gòu)(如如:

3、丁烷丁烷/異丁烷異丁烷)官能團(tuán)異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)(如如:醚醚/醇醇)位置異構(gòu)位置異構(gòu)(如如:辛醇辛醇/仲辛醇仲辛醇)構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)configurational構(gòu)象異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)conformational順?lè)错樂(lè)?Z、E異構(gòu)異構(gòu)對(duì)映非對(duì)映異構(gòu)對(duì)映非對(duì)映異構(gòu)同分異構(gòu)同分異構(gòu)isomerism同分異構(gòu)現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象20世紀(jì)世紀(jì)60年代的年代的“反應(yīng)停反應(yīng)?！笔录且粋€(gè)典型的藥物導(dǎo)致胎事件，是一個(gè)典型的藥物導(dǎo)致胎兒畸形的例子。當(dāng)時(shí)一家西德藥廠生產(chǎn)了一種治療早期妊娠兒畸形的例子。當(dāng)時(shí)一家西德藥廠生產(chǎn)了一種治療早期妊娠反應(yīng)的新藥，有很好的止吐作用。許多有嘔吐反應(yīng)的早期妊反應(yīng)的新藥，有很好的止吐作用。許

4、多有嘔吐反應(yīng)的早期妊娠婦女，服用此藥后，可迅速把妊娠反應(yīng)性嘔吐停住，因而娠婦女，服用此藥后，可迅速把妊娠反應(yīng)性嘔吐停住，因而取名為取名為“反應(yīng)停反應(yīng)停”。由于止吐效果顯著，頗受早孕婦女的歡。由于止吐效果顯著，頗受早孕婦女的歡迎。在很短的時(shí)間里便風(fēng)靡全世界。特別是在十幾個(gè)經(jīng)濟(jì)比迎。在很短的時(shí)間里便風(fēng)靡全世界。特別是在十幾個(gè)經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家內(nèi)，成為非常暢銷的藥。但是隨后不久，這些較發(fā)達(dá)的國(guó)家內(nèi)，成為非常暢銷的藥。但是隨后不久，這些國(guó)家內(nèi)不斷出生了許多沒(méi)有胳膊也沒(méi)有腿的海豹樣新生嬰兒。國(guó)家內(nèi)不斷出生了許多沒(méi)有胳膊也沒(méi)有腿的海豹樣新生嬰兒。僅在生產(chǎn)此藥的西德，僅在生產(chǎn)此藥的西德，10個(gè)月中，就有個(gè)月

5、中，就有5500多個(gè)這樣的怪胎多個(gè)這樣的怪胎出生。在英國(guó)也在短時(shí)間內(nèi)，登記到的這種怪胎就有出生。在英國(guó)也在短時(shí)間內(nèi)，登記到的這種怪胎就有8000多多個(gè)。日本也發(fā)現(xiàn)個(gè)。日本也發(fā)現(xiàn)300多個(gè)。多個(gè)。引言引言NOONOOHHNOONHOOHRS鎮(zhèn)靜作用鎮(zhèn)靜作用強(qiáng)烈致畸作用強(qiáng)烈致畸作用 反應(yīng)停反應(yīng)停（halidomide，-苯肽茂二酰亞胺，塞利多米苯肽茂二酰亞胺，塞利多米 ）后來(lái)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)停是消旋體，其右旋體有鎮(zhèn)靜作用，后來(lái)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)停是消旋體，其右旋體有鎮(zhèn)靜作用，而左旋體對(duì)胚胎有很強(qiáng)的致畸作用。手性藥物療效的極大差而左旋體對(duì)胚胎有很強(qiáng)的致畸作用。手性藥物療效的極大差異促進(jìn)了手性藥物的研究

6、開(kāi)發(fā)與及分離分析的發(fā)展。目前普異促進(jìn)了手性藥物的研究開(kāi)發(fā)與及分離分析的發(fā)展。目前普遍使用的遍使用的2000多種合成藥物中有多種合成藥物中有600余種為手性藥物，而活余種為手性藥物，而活性的單一對(duì)映體藥物不足性的單一對(duì)映體藥物不足100種，其余的種，其余的500余種都是左右旋余種都是左右旋混在一起的消旋體藥物?；煸谝黄鸬南w藥物。 1997年，全世界年，全世界100個(gè)熱銷藥中，有個(gè)熱銷藥中，有50個(gè)是單一對(duì)映體（手個(gè)是單一對(duì)映體（手性藥物），手性藥物已占世界醫(yī)藥市場(chǎng)的半壁江山。從市場(chǎng)性藥物），手性藥物已占世界醫(yī)藥市場(chǎng)的半壁江山。從市場(chǎng)前景來(lái)看，手性藥物研制大有可為。前景來(lái)看，手性藥物研制大有可

7、為。 8.1 手性和對(duì)映體手性和對(duì)映體鏡象與手性的概念鏡象與手性的概念 一個(gè)物體若與自身鏡象不能疊合一個(gè)物體若與自身鏡象不能疊合,叫具有叫具有手性手性.在立體化學(xué)中在立體化學(xué)中,不能與鏡象疊合的分子叫手性分子不能與鏡象疊合的分子叫手性分子,而能疊合而能疊合的叫的叫非手性分子非手性分子.生活中的一些手性物體生活中的一些手性物體例例: 乳酸乳酸(2-羥基丙酸羥基丙酸CH3-CHOH-COOH) 的立體結(jié)構(gòu)：的立體結(jié)構(gòu)： 乳酸的兩個(gè)模型的關(guān)系象左手和右手一樣乳酸的兩個(gè)模型的關(guān)系象左手和右手一樣,它們不能相互疊它們不能相互疊合合,但卻互為鏡象但卻互為鏡象.分子的對(duì)稱性與手性的關(guān)系分子的對(duì)稱性與手性的關(guān)

8、系考察分子的對(duì)稱性就能判斷它是否具有手性。考察分子的對(duì)稱性就能判斷它是否具有手性。(1) 對(duì)稱軸對(duì)稱軸(旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸)設(shè)想分子中有一條直線設(shè)想分子中有一條直線,當(dāng)分子以此直線為軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)分子以此直線為軸旋轉(zhuǎn)360/n后后,(n=正整數(shù)正整數(shù)),得到的分子與原來(lái)的分子相同得到的分子與原來(lái)的分子相同,這條直線就是這條直線就是n重重對(duì)稱軸對(duì)稱軸.有有2重對(duì)稱軸的分子重對(duì)稱軸的分子(2-丁烯丁烯)(2) (2) 對(duì)稱面對(duì)稱面( (鏡面鏡面) )有對(duì)稱面的分子有對(duì)稱面的分子設(shè)想分子中有一平面設(shè)想分子中有一平面,它它可以把分子分成互為鏡可以把分子分成互為鏡象的兩半象的兩半,這個(gè)平面就是這個(gè)平面就是對(duì)稱面對(duì)稱

9、面.(3) 對(duì)稱中心對(duì)稱中心設(shè)想分子中有一個(gè)點(diǎn)設(shè)想分子中有一個(gè)點(diǎn),從分子中任何從分子中任何一個(gè)原子出發(fā)一個(gè)原子出發(fā),向這個(gè)點(diǎn)作一直線向這個(gè)點(diǎn)作一直線,再再?gòu)倪@個(gè)點(diǎn)將直線延長(zhǎng)出去從這個(gè)點(diǎn)將直線延長(zhǎng)出去,則在與該則在與該點(diǎn)前一線段等距離處點(diǎn)前一線段等距離處,可以遇到一個(gè)可以遇到一個(gè)同樣的原子同樣的原子,這個(gè)點(diǎn)就是對(duì)稱中心這個(gè)點(diǎn)就是對(duì)稱中心.(4) 交替對(duì)稱軸交替對(duì)稱軸(旋轉(zhuǎn)反映軸旋轉(zhuǎn)反映軸)設(shè)想分子中有一條直線設(shè)想分子中有一條直線,當(dāng)分子以此直線為軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)分子以此直線為軸旋轉(zhuǎn)360/n后后,再用一個(gè)與此直線垂直的平面進(jìn)行反映再用一個(gè)與此直線垂直的平面進(jìn)行反映(即作出鏡象即作出鏡象),如果如果得到的

10、鏡象與原來(lái)的分子完全相同得到的鏡象與原來(lái)的分子完全相同,這條直線就是交替對(duì)稱這條直線就是交替對(duì)稱軸軸.4() 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)90后得后得(), ()作鏡象得作鏡象得(), ()等于等于()有有4重交替對(duì)稱軸的分子重交替對(duì)稱軸的分子 對(duì)稱性與手性的關(guān)系對(duì)稱性與手性的關(guān)系: :非手性分子非手性分子凡具有對(duì)稱面、對(duì)稱中心或交替對(duì)稱軸的分子凡具有對(duì)稱面、對(duì)稱中心或交替對(duì)稱軸的分子. .手性分子手性分子既沒(méi)有對(duì)稱面既沒(méi)有對(duì)稱面, ,又沒(méi)有對(duì)稱中心又沒(méi)有對(duì)稱中心, ,也沒(méi)有也沒(méi)有4 4重交重交替對(duì)稱軸的分子替對(duì)稱軸的分子, ,都不能與其鏡象疊合都不能與其鏡象疊合, ,都是手性分子都是手性分子. .對(duì)稱軸對(duì)稱軸的

11、有無(wú)對(duì)分子是否具有手性沒(méi)有決定作用的有無(wú)對(duì)分子是否具有手性沒(méi)有決定作用. . 在有機(jī)化學(xué)中在有機(jī)化學(xué)中, ,絕大多數(shù)非手性分子都具有對(duì)稱面或?qū)ΨQ絕大多數(shù)非手性分子都具有對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心中心, ,或者同時(shí)還具有或者同時(shí)還具有4 4重對(duì)稱軸重對(duì)稱軸. . 沒(méi)有對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心沒(méi)有對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心, ,只有只有4 4重交替對(duì)稱軸的非手性分重交替對(duì)稱軸的非手性分子是個(gè)別的子是個(gè)別的. . 手性分子的一般判斷手性分子的一般判斷: :只要一個(gè)分子既沒(méi)有對(duì)稱面只要一個(gè)分子既沒(méi)有對(duì)稱面, ,又沒(méi)有又沒(méi)有對(duì)稱中心對(duì)稱中心, ,就可以初步判斷它是手性分子就可以初步判斷它是手性分子. .對(duì)映異構(gòu)體對(duì)映異構(gòu)體互為鏡象

12、的兩種構(gòu)型的異構(gòu)體叫做互為鏡象的兩種構(gòu)型的異構(gòu)體叫做對(duì)映體對(duì)映體. . 一對(duì)對(duì)映體的構(gòu)造相同一對(duì)對(duì)映體的構(gòu)造相同, ,只是立體結(jié)構(gòu)不同只是立體結(jié)構(gòu)不同, ,這種立體異這種立體異構(gòu)就叫對(duì)映異構(gòu)構(gòu)就叫對(duì)映異構(gòu). .如乳酸是手性分子如乳酸是手性分子, ,故有對(duì)映體存在故有對(duì)映體存在: :凡是手性分子凡是手性分子, ,必有互為鏡象的構(gòu)型必有互為鏡象的構(gòu)型. .分子的手性是存在分子的手性是存在對(duì)映體的必要和充分條件。對(duì)映體的必要和充分條件。8.2 旋光性和比旋光度旋光性和比旋光度8.2.1 旋光性旋光性旋光性旋光性某些物質(zhì)能使偏振光的振動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)一定角某些物質(zhì)能使偏振光的振動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)一定角度的性質(zhì)。右旋

13、度的性質(zhì)。右旋 (+) ； 左旋左旋 () 對(duì)映體的一般物理性質(zhì)對(duì)映體的一般物理性質(zhì)(熔點(diǎn)熔點(diǎn),沸點(diǎn)沸點(diǎn),相對(duì)密度相對(duì)密度.,以及光譜以及光譜)都都相同相同,只有對(duì)偏振光的作用不同只有對(duì)偏振光的作用不同.旋光性物質(zhì)旋光性物質(zhì)(或叫或叫光活性物質(zhì)光活性物質(zhì))-具有旋光性的物質(zhì)具有旋光性的物質(zhì).右旋物質(zhì)（右旋物質(zhì)（dextrorotatory ）-能使偏正光的振動(dòng)方向向右能使偏正光的振動(dòng)方向向右旋的物質(zhì)旋的物質(zhì).通常用通常用 “d” 或或 “+” 表示右旋表示右旋. 左旋物質(zhì)（左旋物質(zhì)（levorotatory） -能使偏正光的振動(dòng)方向向左旋能使偏正光的振動(dòng)方向向左旋的物質(zhì)的物質(zhì).通常用通常用 “

14、 ” 或或 “-” 表示左旋表示左旋. 旋光度旋光度（observed rotation) - 偏正光振動(dòng)方向的旋轉(zhuǎn)角度偏正光振動(dòng)方向的旋轉(zhuǎn)角度.用用“ ”表示表示.凡是手性分子都具有旋光性而非手性分子則沒(méi)有旋光性凡是手性分子都具有旋光性而非手性分子則沒(méi)有旋光性8.2.2 比旋光度（比旋光度（specific rotation）由旋光儀測(cè)得的旋光度由旋光儀測(cè)得的旋光度,甚至旋光方向甚至旋光方向,不僅與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不僅與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)有關(guān),而且與測(cè)定的條件而且與測(cè)定的條件(樣品濃度樣品濃度,盛放樣品管的長(zhǎng)度盛放樣品管的長(zhǎng)度,偏偏正光的波長(zhǎng)及測(cè)定溫度等正光的波長(zhǎng)及測(cè)定溫度等)有關(guān)有關(guān).比旋光度比旋光

15、度-通常把溶液的濃度規(guī)定為通常把溶液的濃度規(guī)定為1g/mL,盛液管的長(zhǎng)度盛液管的長(zhǎng)度規(guī)定為規(guī)定為1dm,并把這種條件下測(cè)得的旋光度叫比旋光度并把這種條件下測(cè)得的旋光度叫比旋光度.一般一般用用 表示表示. 比旋光度只決定于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)比旋光度只決定于物質(zhì)的結(jié)構(gòu).各種化合物的比旋光度是它各種化合物的比旋光度是它們各自特有的物理常數(shù)們各自特有的物理常數(shù).比旋光度的測(cè)定與換算比旋光度的測(cè)定與換算用任一濃度的溶液用任一濃度的溶液,在任一長(zhǎng)度的盛液管中進(jìn)行測(cè)定在任一長(zhǎng)度的盛液管中進(jìn)行測(cè)定,然后然后將實(shí)際測(cè)得的旋光度將實(shí)際測(cè)得的旋光度 ,按下式換算成比旋光度按下式換算成比旋光度 :Cl 式中式中: C-溶液濃

16、度溶液濃度 (g/mL); -管長(zhǎng)管長(zhǎng)(dm) 表示比旋光度時(shí)，需要標(biāo)明測(cè)量時(shí)的溫度、光源的表示比旋光度時(shí)，需要標(biāo)明測(cè)量時(shí)的溫度、光源的波長(zhǎng)以及所使用的溶劑。波長(zhǎng)以及所使用的溶劑。 例如，在溫度為例如，在溫度為20C時(shí)，用鈉光燈為光源測(cè)得的時(shí)，用鈉光燈為光源測(cè)得的葡萄糖水溶液的比旋光度為右旋葡萄糖水溶液的比旋光度為右旋52.2,應(yīng)記為：應(yīng)記為：D20=+52.2（水）（水） “D”代表鈉光波長(zhǎng)。鈉光波長(zhǎng)代表鈉光波長(zhǎng)。鈉光波長(zhǎng)589nm相當(dāng)于太陽(yáng)相當(dāng)于太陽(yáng)光譜中的光譜中的D線。線。 比旋光度是旋光性物質(zhì)的一個(gè)物理常數(shù)。比旋光度是旋光性物質(zhì)的一個(gè)物理常數(shù)。8.3 8.3 含有一個(gè)手性碳原子的化合物

17、的對(duì)映異構(gòu)含有一個(gè)手性碳原子的化合物的對(duì)映異構(gòu)手性碳原子的概念手性碳原子的概念 在有機(jī)化合物中，手性分子大都在有機(jī)化合物中，手性分子大都含有與四個(gè)互不相同的基團(tuán)相連的碳原子。含有與四個(gè)互不相同的基團(tuán)相連的碳原子。 這種碳原子沒(méi)有任何對(duì)稱因素這種碳原子沒(méi)有任何對(duì)稱因素,故叫故叫不對(duì)稱碳原子不對(duì)稱碳原子,或叫或叫手手性碳原子性碳原子,在結(jié)構(gòu)式中通常用在結(jié)構(gòu)式中通常用*標(biāo)出手性碳原子標(biāo)出手性碳原子。含有一個(gè)手性碳原子的分子一定是手性分子含有一個(gè)手性碳原子的分子一定是手性分子實(shí)物鏡子鏡象CHOHCOOHH3CCHCOOHCH3HO例：例：乳酸乳酸CH3CHOHCOOH*右旋乳酸右旋乳酸左旋乳酸左旋乳酸

18、D15= +2.6D15= -2.6熔點(diǎn)熔點(diǎn)=53 熔點(diǎn)熔點(diǎn)= 53 外消旋體外消旋體由等量的對(duì)映體相混合而成的混合物由等量的對(duì)映體相混合而成的混合物.外消旋體不僅沒(méi)有旋光性，且其他物理性質(zhì)也往往與單外消旋體不僅沒(méi)有旋光性，且其他物理性質(zhì)也往往與單純的旋光體不同。例如：外消旋體乳酸熔點(diǎn)為純的旋光體不同。例如：外消旋體乳酸熔點(diǎn)為18 .乳酸的分子模型和投影式乳酸的分子模型和投影式8.4 構(gòu)型的表示法，構(gòu)型的確定和構(gòu)型的標(biāo)記構(gòu)型的表示法，構(gòu)型的確定和構(gòu)型的標(biāo)記8.4.1 構(gòu)型的表示法構(gòu)型的表示法菲舍爾投影式菲舍爾投影式 菲舍爾投影式菲舍爾投影式: 兩個(gè)豎立的鍵兩個(gè)豎立的鍵向紙面背后伸去的鍵向紙面背

19、后伸去的鍵; 兩個(gè)橫在兩邊的鍵兩個(gè)橫在兩邊的鍵向紙面前方伸出的鍵向紙面前方伸出的鍵.在紙面上旋轉(zhuǎn)在紙面上旋轉(zhuǎn)180不變；旋轉(zhuǎn)不變；旋轉(zhuǎn)90或或270或翻身或翻身鏡象鏡象v不能離開(kāi)紙面翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)不能離開(kāi)紙面翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)180180。，變成其對(duì)映體。，變成其對(duì)映體。v在紙面上轉(zhuǎn)動(dòng)在紙面上轉(zhuǎn)動(dòng)9090。, 270 , 270 。，變成其對(duì)映體。，變成其對(duì)映體。v在紙面上轉(zhuǎn)動(dòng)在紙面上轉(zhuǎn)動(dòng)180180。構(gòu)型不變。構(gòu)型不變。v保持保持1 1個(gè)基團(tuán)固定，而把其它三個(gè)基團(tuán)順時(shí)針或逆時(shí)針地調(diào)個(gè)基團(tuán)固定，而把其它三個(gè)基團(tuán)順時(shí)針或逆時(shí)針地調(diào)換位置，構(gòu)型不變。換位置，構(gòu)型不變。v任意兩個(gè)基團(tuán)調(diào)換偶數(shù)次，構(gòu)型不變。任意兩

20、個(gè)基團(tuán)調(diào)換偶數(shù)次，構(gòu)型不變。v任意兩個(gè)基團(tuán)調(diào)換奇數(shù)次，構(gòu)型改變。任意兩個(gè)基團(tuán)調(diào)換奇數(shù)次，構(gòu)型改變。FischerFischer投影式的轉(zhuǎn)換規(guī)則投影式的轉(zhuǎn)換規(guī)則可以結(jié)合后面的可以結(jié)合后面的R,SR,S命名法驗(yàn)證上面規(guī)則命名法驗(yàn)證上面規(guī)則( I )COOHHOHCH3( R )紙面上旋轉(zhuǎn) 90oOHHOOCCH3H( S )離開(kāi)紙面旋轉(zhuǎn)COOHHOHCH3( S )( 對(duì)映異構(gòu) )( 對(duì)映異構(gòu) )8.4.2 構(gòu)型的確定構(gòu)型的確定菲舍爾投影式、鍥形式看不出左、右旋；旋光儀可測(cè)，菲舍爾投影式、鍥形式看不出左、右旋；旋光儀可測(cè)，但不能判斷構(gòu)型。但不能判斷構(gòu)型。CCHOHCH2OHOHCCHOHOCH2O

21、HH甘油醛甘油醛指定指定()為右旋甘油醛的構(gòu)型，為右旋甘油醛的構(gòu)型，()則為左旋甘油醛的構(gòu)型。以則為左旋甘油醛的構(gòu)型。以甘油醛這種人為的構(gòu)型為標(biāo)準(zhǔn)，再確定其他化合物的相對(duì)構(gòu)型甘油醛這種人為的構(gòu)型為標(biāo)準(zhǔn)，再確定其他化合物的相對(duì)構(gòu)型關(guān)聯(lián)比較法。關(guān)聯(lián)比較法。 利用反應(yīng)過(guò)程中與手性碳原子直接相連的鍵不發(fā)生斷裂，以保利用反應(yīng)過(guò)程中與手性碳原子直接相連的鍵不發(fā)生斷裂，以保證手性碳原子在構(gòu)型不發(fā)生變化。證手性碳原子在構(gòu)型不發(fā)生變化。CH2OHOHHCOOHOHHCOOHCH3HCOOHCH3H2NHCOOHH2NCH2OHL絲氨酸L丙氨酸D甘油酸D乳酸構(gòu)型與旋光方向是兩個(gè)不同的概念，無(wú)必然聯(lián)系。例如：構(gòu)型與

22、旋光方向是兩個(gè)不同的概念，無(wú)必然聯(lián)系。例如： OHHCOOHCH3Na-HgD-(+)-D-(-)-甘油醛乳酸CHOCH2OHOHHCH2OHOHHCOOHOHHCOOHCH2NH2OHHCOOHCH2BrNaNO2+HBrHNO2HgO指定右旋的甘指定右旋的甘油醛為此構(gòu)型。油醛為此構(gòu)型。得出此相對(duì)構(gòu)型得出此相對(duì)構(gòu)型的乳酸為左旋（測(cè)）的乳酸為左旋（測(cè)）右旋酒石酸銣鈉的絕對(duì)構(gòu)型：右旋酒石酸銣鈉的絕對(duì)構(gòu)型：關(guān)聯(lián)比較法得出此構(gòu)型，測(cè)得結(jié)果為右旋。關(guān)聯(lián)比較法得出此構(gòu)型，測(cè)得結(jié)果為右旋。X光衍射直接確光衍射直接確定右旋酒石酸銣鈉與此推出的構(gòu)型一致。所以人為指定的定右旋酒石酸銣鈉與此推出的構(gòu)型一致。所以人

23、為指定的甘油醛的構(gòu)型也是其絕對(duì)構(gòu)型。以此為標(biāo)準(zhǔn)確定的其它相甘油醛的構(gòu)型也是其絕對(duì)構(gòu)型。以此為標(biāo)準(zhǔn)確定的其它相對(duì)構(gòu)型也是絕對(duì)構(gòu)型。對(duì)構(gòu)型也是絕對(duì)構(gòu)型。構(gòu)造相同，構(gòu)型不同的異構(gòu)體在命名時(shí)，有必要對(duì)它們的構(gòu)型構(gòu)造相同，構(gòu)型不同的異構(gòu)體在命名時(shí)，有必要對(duì)它們的構(gòu)型給以一定的標(biāo)記。如乳酸：給以一定的標(biāo)記。如乳酸：CH3CHOHCOOH 有兩種構(gòu)型。有兩種構(gòu)型。構(gòu)型的標(biāo)記方法有兩種：構(gòu)型的標(biāo)記方法有兩種： 8.4.3 構(gòu)型的標(biāo)記構(gòu)型的標(biāo)記例：左旋乳酸：例：左旋乳酸：D-(-)-乳酸乳酸; 右旋乳酸右旋乳酸: L-(+)-乳酸乳酸DL法（以甘油醛為對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)）：法（以甘油醛為對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)）：右旋甘油醛的構(gòu)型定為右

24、旋甘油醛的構(gòu)型定為D型，左旋甘油醛的構(gòu)型定為型，左旋甘油醛的構(gòu)型定為L(zhǎng)型。凡型。凡通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明其構(gòu)型與通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明其構(gòu)型與D-相同的化合物，都叫相同的化合物，都叫D型，在命名型，在命名時(shí)標(biāo)以時(shí)標(biāo)以“D”。而構(gòu)型與。而構(gòu)型與L-甘油醛相同的，都叫甘油醛相同的，都叫L型，在命名型，在命名時(shí)標(biāo)以時(shí)標(biāo)以“L”。 D、L只表示構(gòu)型，而不表示旋光方向。只表示構(gòu)型，而不表示旋光方向。 旋光方向以旋光方向以“+”(右旋右旋)、“-”(左旋左旋)表示。表示。D DL L標(biāo)記法經(jīng)典、方便，但它只能標(biāo)出一個(gè)手性碳的構(gòu)型。標(biāo)記法經(jīng)典、方便，但它只能標(biāo)出一個(gè)手性碳的構(gòu)型。目前，目前，D DL L標(biāo)記法主要用于糖和蛋白質(zhì)

25、的構(gòu)型標(biāo)記標(biāo)記法主要用于糖和蛋白質(zhì)的構(gòu)型標(biāo)記。R-S標(biāo)記法標(biāo)記法是根據(jù)手性碳原子所連接的四個(gè)基團(tuán)在空間的排列來(lái)標(biāo)記的：是根據(jù)手性碳原子所連接的四個(gè)基團(tuán)在空間的排列來(lái)標(biāo)記的：(1)先把手性碳原子所連接的四個(gè)基團(tuán)設(shè)為：先把手性碳原子所連接的四個(gè)基團(tuán)設(shè)為：a,b,c,d。并將它們按次序。并將它們按次序（3.3節(jié)次序規(guī)則節(jié)次序規(guī)則）排隊(duì)。）排隊(duì)。(2)若若a,b,c,d四個(gè)基團(tuán)的順序是四個(gè)基團(tuán)的順序是a在先，在先，b其次，其次，c再次，再次，d最后。將該手性碳最后。將該手性碳原子在空間作如下安排：原子在空間作如下安排：R-SR-S標(biāo)記法標(biāo)記法把排在最后的基團(tuán)把排在最后的基團(tuán)d放在離觀察者最遠(yuǎn)的位置，然

26、后按先后次序觀察其放在離觀察者最遠(yuǎn)的位置，然后按先后次序觀察其他三個(gè)基團(tuán)。他三個(gè)基團(tuán)。幾即從最先的幾即從最先的a開(kāi)始，經(jīng)過(guò)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)b，再到，再到c輪轉(zhuǎn)看。輪轉(zhuǎn)看。若輪轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針的，則該手性碳原子的構(gòu)型標(biāo)記為若輪轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針的，則該手性碳原子的構(gòu)型標(biāo)記為“R”-（“右右”的意思）；反之，標(biāo)記為的意思）；反之，標(biāo)記為“S”順時(shí)針順時(shí)針 R反時(shí)針?lè)磿r(shí)針 S基團(tuán)次序?yàn)椋夯鶊F(tuán)次序?yàn)椋篴bcd(1)(1)先將次序排在最后的基團(tuán)先將次序排在最后的基團(tuán)d d放在一個(gè)豎立的（即指向后方的）放在一個(gè)豎立的（即指向后方的）鍵上。然后依次輪看鍵上。然后依次輪看a a、b b、c c。(2)(2)如果是順時(shí)針?lè)?/p>

27、向輪轉(zhuǎn)的，則該投影式代表的構(gòu)型為如果是順時(shí)針?lè)较蜉嗈D(zhuǎn)的，則該投影式代表的構(gòu)型為R R型；型；如果是逆時(shí)針?lè)较蜉嗈D(zhuǎn)的，則為如果是逆時(shí)針?lè)较蜉嗈D(zhuǎn)的，則為S S型。型。c順時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針逆時(shí)針 菲舍爾投影式中菲舍爾投影式中R-S標(biāo)記法：標(biāo)記法：若標(biāo)記分子的菲舍爾投影式中的若標(biāo)記分子的菲舍爾投影式中的d d是在豎鍵上是在豎鍵上基團(tuán)次序?yàn)椋夯鶊F(tuán)次序?yàn)椋篴bcd順時(shí)針?lè)较蜉嗈D(zhuǎn)的，則該投影式代表的構(gòu)型為順時(shí)針?lè)较蜉嗈D(zhuǎn)的，則該投影式代表的構(gòu)型為S型；如果是型；如果是逆時(shí)針?lè)较蜉嗈D(zhuǎn)的，則為逆時(shí)針?lè)较蜉嗈D(zhuǎn)的，則為R型。型。順時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針逆時(shí)針若標(biāo)記分子的菲舍爾投影式中的若標(biāo)記分子的菲舍爾投影式中的d是在橫鍵

28、上是在橫鍵上基團(tuán)次序?yàn)椋夯鶊F(tuán)次序?yàn)椋篴bcd例如：例如：乳酸乳酸CH3CHOHCOOH手性碳原子的四個(gè)基團(tuán)排隊(duì)：手性碳原子的四個(gè)基團(tuán)排隊(duì)： OH COOH CH3 H.因此乳酸的兩種構(gòu)型可分別如下因此乳酸的兩種構(gòu)型可分別如下識(shí)別和標(biāo)記：識(shí)別和標(biāo)記： (右旋右旋): S-(+)-乳酸乳酸(左旋左旋): R-(-)-乳酸乳酸 分子中有多個(gè)手性碳原子的化合物分子中有多個(gè)手性碳原子的化合物,命名時(shí)可用命名時(shí)可用R-S標(biāo)記法將每個(gè)手性碳原子的構(gòu)型一一標(biāo)出。標(biāo)記法將每個(gè)手性碳原子的構(gòu)型一一標(biāo)出。左邊左邊C-2所連接的四個(gè)基團(tuán)的次序所連接的四個(gè)基團(tuán)的次序: OH CHOHCH2CH3 CH3 H左邊左邊C-

29、3所連接的四個(gè)基團(tuán)的次序所連接的四個(gè)基團(tuán)的次序: OH CHOHCH3 CH2CH3 HHCH3O HCH2CH3HO H1234HOCH3HCH2CH3HOH1234SRSR例如：例如：(2S, 3R) - 2, 3 - 戊二醇戊二醇(2R, 3S) - 2, 3 - 戊二醇戊二醇 注意注意:R和和S是手性碳原子的構(gòu)型根據(jù)所連基團(tuán)的排列順序所是手性碳原子的構(gòu)型根據(jù)所連基團(tuán)的排列順序所作的標(biāo)記作的標(biāo)記. 在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,如果手性碳原子構(gòu)型保持不變?nèi)绻中蕴荚訕?gòu)型保持不變,產(chǎn)物的構(gòu)產(chǎn)物的構(gòu)型與反應(yīng)物的相同型與反應(yīng)物的相同,但它的但它的R或或S標(biāo)記卻不一定與反應(yīng)物的相標(biāo)記卻不一

30、定與反應(yīng)物的相同同. 反之反之,如果反應(yīng)后手性碳原子的構(gòu)型發(fā)生了轉(zhuǎn)化如果反應(yīng)后手性碳原子的構(gòu)型發(fā)生了轉(zhuǎn)化,產(chǎn)物構(gòu)型的產(chǎn)物構(gòu)型的R或或S標(biāo)記也不一定與反應(yīng)物的不同標(biāo)記也不一定與反應(yīng)物的不同.COHH3CH2CHCH2BrSRCOHH3CH2CHCH3例如：例如： 含有一個(gè)手性碳原子的化合物有一對(duì)對(duì)映體。含有一個(gè)手性碳原子的化合物有一對(duì)對(duì)映體。 分子中若有多個(gè)手性碳原子，立體異構(gòu)的數(shù)目就要多些：分子中若有多個(gè)手性碳原子，立體異構(gòu)的數(shù)目就要多些：若含有若含有n個(gè)手性碳原子個(gè)手性碳原子的化合物，的化合物，最多最多可以有可以有2n種立體異構(gòu)。種立體異構(gòu)。有些分子的立體異構(gòu)數(shù)目有些分子的立體異構(gòu)數(shù)目少于少

31、于 2n這個(gè)最大數(shù)。這個(gè)最大數(shù)。8.5 含有多個(gè)手性碳原子化合物的立體異構(gòu)含有多個(gè)手性碳原子化合物的立體異構(gòu)例例:2-羥基羥基-3-氯丁二酸的立體異構(gòu)氯丁二酸的立體異構(gòu) HOCOOHHCOOHClHHCOOHOHCOOHHClHOCOOHHCOOHHClHCOOHOHCOOHClH2R,3R2S,3S2R,3S2S,3R 這四種異構(gòu)體中這四種異構(gòu)體中(I)和和(II)是對(duì)映體是對(duì)映體;(III)和和(IV)是對(duì)映體是對(duì)映體. (I)和和(II)等量混合物是外消旋體；等量混合物是外消旋體；(III)和和(IV)等量混合物也是外等量混合物也是外消旋體。消旋體。 非對(duì)映體非對(duì)映體( (I)I)和和(

32、 (III)III)或或( (IV)IV)以及以及(II)(II)和和( (III)III)或或( (IV)IV)也也是立體異構(gòu)，但它們不是互為鏡象，不是對(duì)映體，這種不是立體異構(gòu)，但它們不是互為鏡象，不是對(duì)映體，這種不對(duì)映的立體異構(gòu)體叫做非對(duì)映體對(duì)映的立體異構(gòu)體叫做非對(duì)映體. . 非對(duì)映體旋光度不相同非對(duì)映體旋光度不相同, ,而旋光方向則可能相同而旋光方向則可能相同, ,也可能不也可能不同同, ,其它物理性質(zhì)都不相同其它物理性質(zhì)都不相同: :2-2-羥基羥基-3-3-氯丁二酸的物理性質(zhì)氯丁二酸的物理性質(zhì) 非對(duì)映體混合在一起非對(duì)映體混合在一起, ,可以用一般的物理方法將它們分離出來(lái)可以用一般的物

33、理方法將它們分離出來(lái). . 例例:酒石酸的立體異構(gòu)酒石酸的立體異構(gòu) 有些分子的立體異構(gòu)數(shù)目少于有些分子的立體異構(gòu)數(shù)目少于2n這個(gè)最大數(shù)這個(gè)最大數(shù)這四種異構(gòu)體中這四種異構(gòu)體中(I)和和(II)是對(duì)映體是對(duì)映體;(III)和和(IV)是同一種物是同一種物質(zhì)質(zhì)(它們可以相互疊合它們可以相互疊合).HOHCOOHHOHCOOHHOHCOOHHOHCOOHHOHCOOHHOHCOOHHOHCOOHHOHCOOHEnantioners 對(duì)映異構(gòu)內(nèi)消旋體(meso)(2R,3R)(2S,3S)(2R,3S)(2S,3R)Identical相同的分子 (III)(III)通過(guò)通過(guò)C(2)-C(3)C(2)-C

34、(3)鍵中心點(diǎn)的垂直線為軸旋轉(zhuǎn)鍵中心點(diǎn)的垂直線為軸旋轉(zhuǎn)180180, ,就可就可以看出它可以與以看出它可以與(IV)(IV)是疊合的是疊合的: :以黑點(diǎn)為中心以黑點(diǎn)為中心在紙面上旋轉(zhuǎn)在紙面上旋轉(zhuǎn)180在它的全重疊式構(gòu)象中可以找到一個(gè)對(duì)稱面。在它的全重疊式構(gòu)象中可以找到一個(gè)對(duì)稱面。在它的對(duì)位交叉式構(gòu)象中可以找到一個(gè)對(duì)稱中心。在它的對(duì)位交叉式構(gòu)象中可以找到一個(gè)對(duì)稱中心。 所以所以,(III)和和(IV)是同一種分子。是同一種分子。 (III)既然能與其鏡象疊合，既然能與其鏡象疊合，它就不是手性分子。因此也沒(méi)有旋光性。它就不是手性分子。因此也沒(méi)有旋光性。這種物質(zhì)叫內(nèi)這種物質(zhì)叫內(nèi)消旋體消旋體（meso

35、 compound ）。內(nèi)消旋體與外消旋體均無(wú)旋內(nèi)消旋體與外消旋體均無(wú)旋光性，但它們的本質(zhì)不同光性，但它們的本質(zhì)不同. 例如例如：戊醛糖（：戊醛糖（2,3,4,5-四羥基戊醛）四羥基戊醛）:含有三個(gè)手性碳原子的化合物最多可能有含有三個(gè)手性碳原子的化合物最多可能有23=8種立體異構(gòu)。種立體異構(gòu)。如果把戊醛糖的兩端氧化成羧基如果把戊醛糖的兩端氧化成羧基,就只有四種立體異構(gòu)體了：就只有四種立體異構(gòu)體了： 像像(III)、(IV)雖然有手性碳原子，卻非手性分子雖然有手性碳原子，卻非手性分子 :所以所以C-3這這樣的不能對(duì)分子的手性起作用的手性碳原子，叫做假手性樣的不能對(duì)分子的手性起作用的手性碳原子，叫

36、做假手性碳原子碳原子. (III)、(IV) 中中C-3是手性原子（是手性原子（C-2和和C-4所連基團(tuán)雖構(gòu)造相所連基團(tuán)雖構(gòu)造相同，但構(gòu)型不同）。同，但構(gòu)型不同）。 在立體化學(xué)中，含有多個(gè)手性碳原子的立體異構(gòu)體在立體化學(xué)中，含有多個(gè)手性碳原子的立體異構(gòu)體中，中，只有一個(gè)手性碳原子的構(gòu)型不相同只有一個(gè)手性碳原子的構(gòu)型不相同，其余的構(gòu)型都相同的非，其余的構(gòu)型都相同的非對(duì)映體，又叫對(duì)映體，又叫差向異構(gòu)體差向異構(gòu)體。 例例1：內(nèi)消旋酒石酸與有旋光性的酒石酸只有一個(gè)碳原子的構(gòu)型內(nèi)消旋酒石酸與有旋光性的酒石酸只有一個(gè)碳原子的構(gòu)型相同，所以它們是相同，所以它們是差向異構(gòu)體差向異構(gòu)體： I II III IV

37、 (2R,3R) (2S,3S) (2R,3S) (2S,3R)差向異構(gòu)體差向異構(gòu)體內(nèi)消旋內(nèi)消旋 例例2：(I)(I)和和(II)(II)、(I)(I)和和(III)(III)、(I)(I)和和(IV)(IV)也都是也都是差向異構(gòu)體差向異構(gòu)體在在To Market數(shù)據(jù)庫(kù)中收載了數(shù)據(jù)庫(kù)中收載了1983-2002年大多數(shù)獲準(zhǔn)的手年大多數(shù)獲準(zhǔn)的手性轉(zhuǎn)換。性轉(zhuǎn)換。19832002年間按照手性特征分類的世界批準(zhǔn)藥年間按照手性特征分類的世界批準(zhǔn)藥物中，非手性體占物中，非手性體占38%、消旋體占、消旋體占23% 和單一對(duì)映體占和單一對(duì)映體占39%(其中多個(gè)手性中心占其中多個(gè)手性中心占33% ,單個(gè)手性中心占

38、單個(gè)手性中心占6%)。19912002年美國(guó)年美國(guó)FDA批準(zhǔn)的藥物其相應(yīng)的比例為批準(zhǔn)的藥物其相應(yīng)的比例為42%、14% 和和44%(36%,8%)?？傮w來(lái)看，全世界批準(zhǔn)的藥物中?？傮w來(lái)看，全世界批準(zhǔn)的藥物中單一對(duì)映體超過(guò)非手性體，而消旋體僅占小部分。單一對(duì)映體超過(guò)非手性體，而消旋體僅占小部分。 8.6 外消旋體的拆分外消旋體的拆分引言引言 外消旋體是由一對(duì)對(duì)映體等量混合而成，對(duì)映體除旋光方外消旋體是由一對(duì)對(duì)映體等量混合而成，對(duì)映體除旋光方向外，其它物理性質(zhì)均相同。向外，其它物理性質(zhì)均相同。 用一般的物理方法（分餾、分步結(jié)晶等）不能把一對(duì)對(duì)映用一般的物理方法（分餾、分步結(jié)晶等）不能把一對(duì)對(duì)映體分

39、離開(kāi)來(lái)。必須用特殊方法。體分離開(kāi)來(lái)。必須用特殊方法。 拆分拆分將外消旋體分離成旋光體的過(guò)程叫將外消旋體分離成旋光體的過(guò)程叫“拆分拆分”。拆分的方法一般有以下幾種拆分的方法一般有以下幾種：（1）機(jī)械拆分法：機(jī)械拆分法： 利用外消旋體中對(duì)映體的結(jié)晶形態(tài)上的利用外消旋體中對(duì)映體的結(jié)晶形態(tài)上的差異，借肉眼直接辨認(rèn)，或通過(guò)放大鏡進(jìn)行辨認(rèn)，而把兩種差異，借肉眼直接辨認(rèn)，或通過(guò)放大鏡進(jìn)行辨認(rèn)，而把兩種結(jié)晶體挑撿分開(kāi)。結(jié)晶體挑撿分開(kāi)。(目前很少用目前很少用)如如 巴斯德（巴斯德（Pasteur， 1848 年法國(guó)化學(xué)家），拆分酒石酸年法國(guó)化學(xué)家），拆分酒石酸鈉銨。鈉銨。8.6 外消旋體的拆分外消旋體的拆分（2

40、）微生物拆分法：微生物拆分法： 利用某些微生物或它們所產(chǎn)生的酶，利用某些微生物或它們所產(chǎn)生的酶，對(duì)對(duì)映體中的一種異構(gòu)體有選擇的分解作用。對(duì)對(duì)映體中的一種異構(gòu)體有選擇的分解作用。CH2CHCOOHNHCOCH3()-N-乙?；奖彼嵋阴Ｋ饷?+)-苯丙氨酸(-)-N-乙?；奖彼幔?）選擇吸附拆分法：選擇吸附拆分法： 用某種旋光性物質(zhì)作為吸附劑，使用某種旋光性物質(zhì)作為吸附劑，使之選擇性地吸附外消旋體中的一種異構(gòu)體（形成兩個(gè)非對(duì)之選擇性地吸附外消旋體中的一種異構(gòu)體（形成兩個(gè)非對(duì)映的吸附物）。映的吸附物）。（4）誘導(dǎo)結(jié)晶拆分法誘導(dǎo)結(jié)晶拆分法（晶種結(jié)晶法）：在外消旋體的過(guò)飽（晶種結(jié)晶法）：在外消

41、旋體的過(guò)飽和溶液中，加入一定量的一種旋光體的純晶體作為晶種，和溶液中，加入一定量的一種旋光體的純晶體作為晶種，于是溶液中該旋光體含量多，在晶種的誘導(dǎo)下優(yōu)先結(jié)晶析于是溶液中該旋光體含量多，在晶種的誘導(dǎo)下優(yōu)先結(jié)晶析出。出。()-A（+）-A(+)-A：結(jié)晶(-)-A：溶液（過(guò)飽和溶液）()-A(-)-A：結(jié)晶(+)-A：溶液（5）化學(xué)拆分法：化學(xué)拆分法： 將外消旋體與旋光性物質(zhì)作用，得到將外消旋體與旋光性物質(zhì)作用，得到非對(duì)映體的混合物，根據(jù)非對(duì)映體不同的物理性質(zhì)，用非對(duì)映體的混合物，根據(jù)非對(duì)映體不同的物理性質(zhì)，用一般的分離方法將它們分離。如酸：一般的分離方法將它們分離。如酸：外消旋體（）-酸(-)

42、-堿（+）-酸(-)-堿（-）-酸(-)-堿非對(duì)映體分離酸化（+）-酸（-）-酸 對(duì)于酸，拆分步驟可用下列通式表示：對(duì)于酸，拆分步驟可用下列通式表示： 拆分酸時(shí)，常用的旋光性堿主要是生物堿，如：（拆分酸時(shí)，常用的旋光性堿主要是生物堿，如：（-）-奎寧、奎寧、（-）-馬錢子堿、（馬錢子堿、（-）-番木鱉堿；番木鱉堿； 拆分堿時(shí)，常用的旋光性酸是酒石酸、樟腦拆分堿時(shí)，常用的旋光性酸是酒石酸、樟腦- -磺酸等。磺酸等。* 對(duì)非酸非堿的外消旋體，可以設(shè)法在分子中引入酸性基對(duì)非酸非堿的外消旋體，可以設(shè)法在分子中引入酸性基團(tuán)，然后按拆分酸的方法拆分；也可以選適當(dāng)?shù)男庑晕飯F(tuán)，然后按拆分酸的方法拆分；也可以

43、選適當(dāng)?shù)男庑晕镔|(zhì)與外消旋體作用而生成非對(duì)映體的混合物，然后分離。質(zhì)與外消旋體作用而生成非對(duì)映體的混合物，然后分離。例如：例如：拆分醇時(shí)拆分醇時(shí)（方法方法1）先使醇與丁二酸酐或鄰苯二甲酸酐作用生成酸性）先使醇與丁二酸酐或鄰苯二甲酸酐作用生成酸性酯：酯： 然后再將這種含有羧基的酯與旋光性堿作用生成非對(duì)映然后再將這種含有羧基的酯與旋光性堿作用生成非對(duì)映體后分離。體后分離。（方法方法2）：或者使醇與如下的旋光性酰氯作用，形成非對(duì)）：或者使醇與如下的旋光性酰氯作用，形成非對(duì)映體的酯的混合物，然后分離：映體的酯的混合物，然后分離： 拆分醛、酮時(shí)，可使醛、酮與如下的旋光性的肼作用，然后拆分醛、酮時(shí)，可使醛

44、、酮與如下的旋光性的肼作用，然后分離：分離：(-)（6）柱層析法柱層析法（）-A洗脫液洗脫液手性物質(zhì)手性物質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)通過(guò)化學(xué)反應(yīng),可以在非手性分子中形成手性碳原子可以在非手性分子中形成手性碳原子:例例1: 烷烴氯化烷烴氯化例例2: 丙酮酸還原丙酮酸還原2-氯丁烷氯丁烷2-羥基丙酸羥基丙酸 這兩個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物并不具有旋光性。這兩個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物并不具有旋光性。外消旋體。外消旋體。8.7 手性合成手性合成 由非手性分子合成手性分子時(shí)，產(chǎn)物是外消旋體。由非手性分子合成手性分子時(shí)，產(chǎn)物是外消旋體。 若在反應(yīng)時(shí)存在某種手性條件，則新的手性碳原子形成時(shí)，兩種構(gòu)若在反應(yīng)時(shí)存在某種手性條件，則新的手性碳原子形成

45、時(shí)，兩種構(gòu)型生成的機(jī)會(huì)不一定相等（對(duì)映體之一的含量稍多些）。型生成的機(jī)會(huì)不一定相等（對(duì)映體之一的含量稍多些）。這種不經(jīng)過(guò)拆分直接合成出具有旋光性的物質(zhì)的方法，叫這種不經(jīng)過(guò)拆分直接合成出具有旋光性的物質(zhì)的方法，叫手手性合成性合成（或（或不對(duì)稱合成不對(duì)稱合成）。）。例：例： -酮酸直接還原，只能得到外消旋的酮酸直接還原，只能得到外消旋的 -羥基酸；若將酮羥基酸；若將酮酸先與旋光性的醇作用，生成旋光性的酮酸酯后再還原，最酸先與旋光性的醇作用，生成旋光性的酮酸酯后再還原，最后水解，則得到具有旋光性的羥基酸：后水解，則得到具有旋光性的羥基酸： 在手性基團(tuán)的影響下，新的手性碳原子兩種構(gòu)型的生成機(jī)會(huì)在手性基

46、團(tuán)的影響下，新的手性碳原子兩種構(gòu)型的生成機(jī)會(huì)不是均等的。而是左旋體的含量多于右旋體的混合物。不是均等的。而是左旋體的含量多于右旋體的混合物。不對(duì)稱合成方法：不對(duì)稱合成方法： 利用各種手性化學(xué)試劑合成。利用各種手性化學(xué)試劑合成。利用某些微生物或酶的高度選擇性來(lái)進(jìn)行不對(duì)稱合利用某些微生物或酶的高度選擇性來(lái)進(jìn)行不對(duì)稱合成。成。起使原料為非手性分子，但在合成過(guò)程中有手起使原料為非手性分子，但在合成過(guò)程中有手性分子參加反應(yīng)，所以叫性分子參加反應(yīng)，所以叫部分手性合成部分手性合成。 如果在整個(gè)反應(yīng)中沒(méi)有手性分子參加，只是在某物如果在整個(gè)反應(yīng)中沒(méi)有手性分子參加，只是在某物理因素的影響下進(jìn)行的手性合成，叫理因素

47、的影響下進(jìn)行的手性合成，叫絕對(duì)手性合成。絕對(duì)手性合成。CHCCOOHNHCOCH3CH3COCH3OCH2CH3COCH3ONHCOCH3COOHHOO手性試劑 CH2CH3COCH3ONHCOCH3COOHHOHBr水解S- ()多巴【實(shí)例】左旋多巴的合成【實(shí)例】左旋多巴的合成（+）多巴沒(méi)有活性。）多巴沒(méi)有活性。據(jù)報(bào)道，美國(guó)據(jù)報(bào)道，美國(guó)NeutraSweet公司利用左旋天冬氨酸與左旋苯公司利用左旋天冬氨酸與左旋苯丙氨酸兩種手性中間體為原料，合成出一種新型高甜度甜味丙氨酸兩種手性中間體為原料，合成出一種新型高甜度甜味劑，其甜度比目前暢銷國(guó)際市場(chǎng)的甜味劑天冬甜肽還要高劑，其甜度比目前暢銷國(guó)際市場(chǎng)

48、的甜味劑天冬甜肽還要高40 倍，為蔗糖的倍，為蔗糖的8000倍，食品或飲料中只要添加一點(diǎn)點(diǎn)這種新倍，食品或飲料中只要添加一點(diǎn)點(diǎn)這種新型手性甜味劑，即可產(chǎn)生純正的甜味且食后不會(huì)使人發(fā)胖。型手性甜味劑，即可產(chǎn)生純正的甜味且食后不會(huì)使人發(fā)胖。類似這樣的產(chǎn)品一旦投放市場(chǎng)，其前景難以估量。類似這樣的產(chǎn)品一旦投放市場(chǎng)，其前景難以估量。例：例：2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)美國(guó)科學(xué)家威廉年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)美國(guó)科學(xué)家威廉諾爾斯與日本科學(xué)家諾爾斯與日本科學(xué)家野依良治以及美國(guó)科學(xué)家巴里野依良治以及美國(guó)科學(xué)家巴里夏普萊斯，以表彰他們?cè)谙钠杖R斯，以表彰他們?cè)凇笆中源呋瘹浠磻?yīng)手性催化氫化反應(yīng)”和和“手性催化氧化反應(yīng)手性催化氧化反

49、應(yīng)”領(lǐng)域所作出領(lǐng)域所作出的貢獻(xiàn)，這正表明不對(duì)稱合成正在發(fā)展成為目前最熱門的研的貢獻(xiàn)，這正表明不對(duì)稱合成正在發(fā)展成為目前最熱門的研究課題之一。究課題之一。例例 CH3CH2CH=CH2 + HBrCH3CH2CH=CH2H+CH3CH2CHCH3+Br-CH3CH2CHCH3BrRCH3CH2CHCH3BrSCH3CH2CH3BrHRCH3CH2CH3HBrS()補(bǔ)充：立體化學(xué)在反應(yīng)歷程研究中的應(yīng)用補(bǔ)充：立體化學(xué)在反應(yīng)歷程研究中的應(yīng)用 例：例： Z-2-戊烯戊烯 + Br2()C=CHHH3CC2H5Z-2-戊烯+ Br-Br+-HHH3CC2H5CBrC+Br-HCH3BrC2H5BrHSSC

50、CBrH3CHBrC2H5HSSBrCH3HC2H5HBrRRCCBrH3CHBrC2H5HRR 環(huán)烷烴只要在環(huán)上有兩個(gè)碳原子各連有一個(gè)取代基環(huán)烷烴只要在環(huán)上有兩個(gè)碳原子各連有一個(gè)取代基,就就有順?lè)串悩?gòu)。如環(huán)上有手性碳原子有順?lè)串悩?gòu)。如環(huán)上有手性碳原子,則還有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象；則還有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象；可把環(huán)看成是平面多邊形，其結(jié)果與實(shí)際情況一致可把環(huán)看成是平面多邊形，其結(jié)果與實(shí)際情況一致?？匆疾斓奶荚铀诘沫h(huán)：看要考察的碳原子所在的環(huán)：左右是否具有對(duì)稱性，若無(wú)對(duì)稱性則相當(dāng)于兩個(gè)不一樣的左右是否具有對(duì)稱性，若無(wú)對(duì)稱性則相當(dāng)于兩個(gè)不一樣的官能團(tuán)，則該碳原子是手性碳原子。官能團(tuán)，則該碳原子是手性碳原子。

51、環(huán)狀化合物手性碳原子的判斷：環(huán)狀化合物手性碳原子的判斷：有的環(huán)狀化合物雖有手性碳原子，但分子可能是非手性有的環(huán)狀化合物雖有手性碳原子，但分子可能是非手性的?。ㄈ鐑?nèi)消旋體）的?。ㄈ鐑?nèi)消旋體）8.8 環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)例例1：2-羥甲基環(huán)丙烷羥甲基環(huán)丙烷-1-羧酸（四種立體異構(gòu)體）羧酸（四種立體異構(gòu)體）對(duì)映體對(duì)映體對(duì)映體對(duì)映體例例2： 將將2-羥甲基環(huán)丙烷羥甲基環(huán)丙烷-1-羧酸氧化成環(huán)丙烷二羧羧酸氧化成環(huán)丙烷二羧酸，（三種立體異構(gòu)體，有一個(gè)內(nèi)消旋體）。酸，（三種立體異構(gòu)體，有一個(gè)內(nèi)消旋體）。 (II)和和(III)是一對(duì)對(duì)映體是一對(duì)對(duì)映體,(I)和和(II)或或(III)是非

52、對(duì)映體是非對(duì)映體.對(duì)映體對(duì)映體內(nèi)消旋體內(nèi)消旋體例例3:二元取代環(huán)丁烷的立體異構(gòu)的數(shù)目與取代基的位置有關(guān)二元取代環(huán)丁烷的立體異構(gòu)的數(shù)目與取代基的位置有關(guān): 環(huán)丁烷環(huán)丁烷-1,3-二羧酸二羧酸 環(huán)丁烷環(huán)丁烷-1,2-二羧酸二羧酸在有機(jī)化合物中在有機(jī)化合物中,也有一些手性分子并不含有手性碳也有一些手性分子并不含有手性碳原子原子.這些手性分子都有對(duì)映體存在這些手性分子都有對(duì)映體存在.例例1:丙二烯中間的丙二烯中間的C為為sp雜化雜化: 當(dāng)?shù)谝缓偷谌齻€(gè)碳原子分別連有不同基團(tuán)時(shí)當(dāng)?shù)谝缓偷谌齻€(gè)碳原子分別連有不同基團(tuán)時(shí),整個(gè)分子就整個(gè)分子就是一個(gè)手性分子是一個(gè)手性分子,因而有對(duì)映體存在因而有對(duì)映體存在:C8.9* 不含手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)不含手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)（補(bǔ)充）（補(bǔ)充）.兩個(gè)相互垂直的四元環(huán)也可構(gòu)成手性軸兩個(gè)相互垂直的四元環(huán)也可構(gòu)成手性軸! 螺環(huán)化合物螺環(huán)化合物 類似于丙二烯型化合物類似于丙二烯型化合物cda ba b c d,時(shí)，存在對(duì)映體2,6-二甲基螺二甲基螺3,3庚烷庚烷CH3HHCH3CH3HHCH3例例2:聯(lián)苯聯(lián)苯(鄰位上有較大取代基時(shí)鄰位上有較大取代基時(shí)):對(duì)映體對(duì)映體兩個(gè)苯環(huán)不在一個(gè)平面兩個(gè)苯環(huán)不在一個(gè)平面 如果兩個(gè)苯環(huán)上的取代基分布不對(duì)稱如果兩個(gè)苯環(huán)上的取代基分布不對(duì)稱,整個(gè)分子就具有手性整個(gè)分子就具有手性.(6,6-二二硝基硝基