1、,复习,两者不能重合,手性分子和非手性分子、手性碳,手性分子,两者可以重合,手性碳,非手性分子,第三章 立体化学（2）,立体结构表达式,伞形式,Fischer 投影式,十字式,键的方向？,手性碳构型的表示方法（手性碳的绝对构型）,手性碳的绝对构型R/S 方法，手性化合物的命名,例： 2-丁醇,选择优先顺序最小的原子或基团远离观察者，其余原子或基团依优先顺序排列,(S)-2-丁醇,(R)-2-丁醇,有一个手性碳,沿 C-H 方向,S型 （逆时针方向）,R型 （顺时针方向）,描述立体构性的 D / L 体系（相对构型）,基准物,D-(+)-甘油醛,L-(-)-甘油醛,D-(+)-葡萄糖,D-(-)
2、-乳酸,L-(+)-乳酸,D,L标记的是相对构型，R,S标记的是绝对构型,绝对构型,能真实代表某一光活性化合物的构型（R、S）,与假定的D、L甘油醛相关联而确定的构型。,相对构型,注意：无论是D,L还是R,S标记方法，都不能通过其标记的构型来判断旋光方向。因为旋光方向使化合物的固有性质，而对化合物的构型标记只是人为的规定。目前从一个化合物的构型还无法准确地判断其旋光方向，还是依靠测定。,对映异构体和非对映异构体,对映异构体互为镜像且不互相重合,对映异构体,非对映异构体相互不为镜像,含两个手性碳原子化合物的对映异构,例: 2, 3-丁二醇的三个立体异构体的命名,非手性分子,S型,S型,(2S,
3、3S)-2, 3-丁二醇,R型,R型,S型,S型,(2S, 3R)-2, 3-丁二醇 或 (2R, 3S)-2, 3-丁二醇,(2R, 3R)-2, 3-丁二醇,非手性分子,2, 3-戊二醇的两对对映体,手性碳与立体异构体数目的关系：若分子有 n 个手性碳，理论上有 2n 个立体异构体（2n / 2对) 对映体。若手性碳组成相同，数目有所减少。,含两个不同手性碳原子化合物的对映异构,2. 含两个相同手性碳原子化合物的对映异构,例：酒石酸(tartaric acid), （2, 3-二羟基丁二酸）,有2个组成相同的手性碳,有3个立体异构体,(R,R)-酒石酸,(S,S)-酒石酸,(R,S)-酒石
4、酸,一对对映体,相同,非对映体之间性质有明显差别,酒石酸立体异构体性质比较,外消旋体和内消旋体,外消旋体等量的左旋体和右旋体的混合物,例：,（旋光性相互抵消消旋）,产物无旋光性,外消旋体性 (racemic mixture),例：,(R, S)-meso-酒石酸,内消旋体表示方法,分子有对称面，无旋光性。一个手性碳的旋光性正好被分子内另一构型相反的手性碳所抵消,内消旋体(meso compounds),旋光纯、外消旋体和内消旋体性质的比较,补充：立体结构式的变换,两种常用的改变基团位置的方法：交换基团法旋转法,交换基团法,手性碳上的两个基团或原子交换奇数次得对映体, 交换偶数次回到原来结构,旋
5、转法,分子以手性碳上化学键为轴旋转，所得到的结构结构不变， 仍为原来的分子（因为手性碳的构型未变化）,例 1: 试说明化合物I和II是否为同一化合物?,用基团交换法,甘油醛,I和II为对映体,例 2: 判断I和II是否为同一化合物,用基团交换法（C2和C3都要交换）,（接下页）,（接上页）,两者相同,I 和 II 为同一化合物（C2、C3均交换了偶数次）,一些不含手性碳的手性分子,连二烯型（含有两个互相垂直的平面）,比较：,与镜像无法重合，是手性分子,螺环型,与镜像无法重合，是手性分子,联苯型(位阻型),大基团使单键旋转受阻,构象型（构象转换受阻）,反-环辛烯,螺旋型,手性分子的获得,获得手性
6、分子的重要意义药物与人类的关系 构成生命体系的生物大分子的主要部分大多数是以一种对映体形式存在的。故药物与其作用也是以手性的方式进行的， 生物体的酶和细胞表面受体是手性的, 故对外消旋药物的识别、消化和降解过程也是不同的。,手性分子的来源 自然界: 糖类、氨基酸、生物碱、萜类、甾体化合物 外消旋体的拆分 不对称有机合成反应,(S)-天冬酰胺 苦味,(R)-天冬酰胺 甜味,麻醉剂,致痉挛,巴比吐酸衍生物,(R)型,有效，不致畸形,(S)型，致畸形,Thalidomide(反应停) 镇静和止吐药物,(-)-L-DOPA治疗帕金森氏病,(+)-D-DOPA 在体内集聚，不能被代谢,仪器拆分（GC,
7、HPLC）,HPLC用手性柱,GC用手性柱,化学法拆分,常用拆分试剂 天然手性生物碱：(-)-马钱子碱、(-)-奎宁、(-)-番木鳖碱、(+)- 辛可宁 手性酸：酒石酸、樟脑磺酸,例: 外消旋a-苯乙胺的化学拆分,接下页,在甲醇中溶解性差,接上页,酶解法拆分（利用酶的选择性反应进行拆分）,例: DL-丙氨酸的酶解拆分,选择性去乙酰基,不对称合成(Asymmetric Synthsis) 选择性地生成立体异构体,选择性地生成非对映异构体,手性底物控制选择性,衡量标准：非对映体过量, d.e. ( diastereomeric excess),前手性分子,手性试剂(催化剂)控制选择性,选择性地生成
8、对映异构体,衡量标准：对映体过量，e.e. (enantiomeric excess),William S. Knowles,Ryoji Noyori,K. Barry Sharpless,The Nobel Prize in Chemistry 2001,“for their work on chirally catalysed hydrogenation reactions“,“for his work on chirally catalysed oxidation reactions“,取代反应的立体化学,构型转换 reversion （Walden 转换）,构型保持 retention,(外)消旋化recemization,立体化学在研究反应和反应机理上的应用,例 ：H. C. Brown对自由基取代机理的证明,链增长步骤（决速步骤）有所区别,两种可能机理,Brown的实验,旋光异构体,外消旋体，无光学活性,50,50,100,若为机理 a 产物应无旋光性,若为机理 b 产物仍应有旋光性,课后练习： p87习题 6 1), 2), 3), 8) p88习题 9,本次课要求 对映异构体和非对映异构体 外消旋体和内消旋体 手性分子的获得方法（重点：化学拆分法） 立体化学在研究中的应用,
