藥物基礎有機化學立體化學

藥物基礎有機化學立體化學立體化學：研究分子空間形象及其的物理、化學性質的學科。碳鏈異構(如:丁烷/異丁烷)官能團異構(如:醚/醇)官能團位置異構(如:辛醇/仲辛醇)構象conformational順反異構(烯烴、脂環(huán)烴）對映異構非對映異構構造異構constitutional構型異構configurational同分異構isomerism立體問題Stereoisomerism互變異構(如:烯醇/酮)第2頁,共23頁，2024年2月25日，星期天§6.1對稱性與手性§6.2對映異構體及其表達§6.4

構型和標記法§6.3對映異構體與旋光性§6.6化學反應中的立體選擇性問題§6.5立體異構表達之間的相互轉換第3頁,共23頁，2024年2月25日，星期天§6.1對稱性與手性一、對稱性分子的對稱要素對稱中心：各基團（原子）與之連線并延長等距離處可遇到相同的基團（原子）對稱性分子：具備對稱要素其中之一者的分子對稱面分子的所有原子共平面所形成的平面能把分子分成互為鏡像的兩半的平面對稱要素對稱面：對稱面對稱中心對稱性分子的特點：分子的鏡像可以與實物重合第4頁,共23頁，2024年2月25日，星期天練習判斷下列分子是否有對稱面、對稱中心？若有有幾個？①一氯乙烯②環(huán)丁烷③甲醇④二氯環(huán)丁烷的各異構體3個對稱面5個對稱面1個對稱中心1個對稱面2個對稱面1個對稱面無對稱面無對稱中心2個對稱面1個對稱面1個對稱中心注意:脂環(huán)烴環(huán)C一般不共平面,但討論立體異構時可示意為共平面,不影響結果，---這一問題留待后面再詳細解說第5頁,共23頁，2024年2月25日，星期天二、對映異構體的表達—Fischer投影式●規(guī)定：垂直線所連基團伸向紙后水平線所連基團伸向紙前●十字交叉點代表C*●

習慣讓主鏈位于垂線Fischer投影式：用平面投影式表示C*上基團在空間的立體排列≡楔形式Fischer投影式1、具有一個手性中心的對映異構第6頁,共23頁，2024年2月25日，星期天R/S-構型標記法1、立體觀察將C*上的四個基團按取代基的優(yōu)先排序:⑷＞⑶＞⑵＞⑴

（優(yōu)先秩序由基團的原子序數(shù)決定）將最小者⑴置于離觀察者最遠處,觀察另三個基團的排列:⑷→⑶→⑵順時針排列—R型逆時針排列—

S型RS(S)-2-丁醇(R

)-2-丁醇第7頁,共23頁，2024年2月25日，星期天實用快速判斷R，S構型方法首先觀察三個大基團的排列順序，然后根據(jù)小基團的位置判斷構型第8頁,共23頁，2024年2月25日，星期天R第9頁,共23頁，2024年2月25日，星期天Fisher投影式的RS構型判斷A>B>C>DRS第10頁,共23頁，2024年2月25日，星期天不能離開紙面翻轉，只能沿紙面平移或旋轉180

，否則得不到原分子模型。Fischer式中同一C*所連基團交換偶數(shù)次得原分子模型，交換奇數(shù)次得到其對映體。Fischer投影式的轉變：沿紙面旋轉180

離開紙面翻轉180

沿紙面旋轉90

原分子(基團交換2次)對映體(基團交換1次)對映體(基團交換3次)原分子用判斷RS構型的方法快速判斷第11頁,共23頁，2024年2月25日，星期天含手性軸的的手性化合物1.丙二烯型化合物兩雙鍵所在平面互相垂直，無對稱因素，為手性分子。2.螺環(huán)化合物（類似于丙二烯型化合物）注意：累積雙鍵中兩端的兩個C中任一個連有相同的取代基時，分子無手性。兩環(huán)所在平面互相垂直，a≠b且c≠d時為手性分子。對映體第12頁,共23頁，2024年2月25日，星期天2、具有多個手性中心的對映異構含有n個C*的化合物最多有2n個立體異構體。對映體對映體非對映體具有兩個手性C的分子例如：2-羥基-3-氯丁二酸第13頁,共23頁，2024年2月25日，星期天注意:內(nèi)消旋體與外消旋體均無旋光性，但它們的本質不同，外消旋體是混合物，內(nèi)消旋體為純物質。1、外消旋體：一對對映異構體二者等量混合，構成的無旋光性（α=0）

的體系，以（±）表示，通過一定手段可拆分二個化合物。2、內(nèi)消旋體：分子內(nèi)含C*，因具有對稱性因素而沒有旋光性的物質，以“m”表示。（±）-甘油醛m-酒石酸（±）-酒石酸（分子中有C*但分子無手性）第14頁,共23頁，2024年2月25日，星期天四、外消旋體與內(nèi)消旋光體例:酒石酸(2,3-二羥基丁二酸)中有2個C*,應有4個立體異構體,但實驗證明只有1個左旋體、1個右旋體、1個非旋光體，為什么？(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)★(Ⅲ)與(Ⅳ)互為鏡像、互為對映異構體，分別為左、右旋體，可構成外消旋體；★(Ⅰ)、(Ⅱ)是同物質，有對稱面、無手性（α=0），為內(nèi)消旋體；★(Ⅰ)與(Ⅲ)、(Ⅰ)與(Ⅳ)

為非對映體；★含多個C*的分子內(nèi)若存在對稱因素，則立體異構體的數(shù)目減少。第15頁,共23頁，2024年2月25日，星期天環(huán)狀化合物的手性問題構象翻轉觀察方向第16頁,共23頁，2024年2月25日，星期天反式第17頁,共23頁，2024年2月25日，星期天環(huán)狀分子平面化處理第18頁,共23頁，2024年2月25日，星期天環(huán)狀分子手性中心R，S標記方法第19頁,共23頁，2024年2月25日，星期天§6.3對映異構體與旋光性一、旋光性旋光性物質：具有旋光性的物質（手性分子）,為左旋體或右旋體。非旋光性物質：不具有旋光性的物質（非手性分子）。手征性分子能使偏振光振動面發(fā)生旋轉的性質二、實驗依據(jù)普通光平面偏振光

普通光：一種電磁波，光波有多個振動方向，但都與光的前進方向垂直。平面偏振光：只在一個平面上振動的光（簡稱偏振光或偏光）。Nicol棱鏡(起偏鏡)第20頁,共23頁，2024年2月25日，星期天對觀察者：平面向右旋為右旋體，以“d”或“+”表示平面向左旋為左旋體，以“l(fā)”或“-”表示旋光儀(polarimeter)起偏鏡檢偏鏡物質為右旋體還是左旋體必須由實驗確定旋光度--偏振光旋轉的角度，用“

”表示。

與樣品管長度、溶液濃度、光源波長、測定溫度、溶劑均有關。定義比旋光度第21頁,共23頁，2024年2月25日，星期天l:樣品管長度(dm)α:旋光度ρB:質量濃度(g/ml)t:測定溫度λ:光源波長三、比旋光度[α]

—表示物質旋光屬性的物理量說明:⑴當溶劑、t、λ確定時,純物質的[α]為其特性參數(shù),可查。⑵互為對映異構體的一對物質，其[α]值相等，符號相反。⑶已知α、[α]、l時，可求算ρB

。⑷旋光儀不能分辨α±n180°的度數(shù)。30°α=+30°還可能是+210°、+390°、-150°、-330°如何判定α的實際值？問題：第22頁,共23頁，2024年2月25日，星期天3、外消旋體的拆分⑴微生物拆分法：利用某些微生物或其所產(chǎn)生的酶，對對映體中的一種異構體有選擇的分解作用。構成外消旋體的一對對映體除旋光方向外其它物理性質均相同用一般的物理方法（分餾、分步結晶等）不能拆分一對對映體拆分—將外消旋體分離成旋光體的過程常見拆分方法：⑵選擇吸附拆分法：