第六章 对映异构..
Cl NHCH3 O
S-(+)Ketamine
R-(-)- Ketamine
麻醉作用
O H3C O Ph H N N O n-Bu H
兴奋和精神紊乱
O N O n-Bu N CH3 O Ph
(-)-L-DOPA 治疗帕金森氏病
(+)-D-DOPA 在体内集聚,不能被代谢
酞胺哌啶酮
Thalidomide(反应停) —— 镇静和止吐药物
⑴ Fischer投影式不能离开纸面翻转过来;
COOH
COOH H OH CH3
翻转Leabharlann COOH H HO CH3
COOH
OH
C
H
CH3
不同
H C OH
CH3
⑵ 可以在纸面平移或转动 n〃180°,但不 能转动(2n-1)× 90°。
CH 3
COOH H OH CH3
旋转180°
CH3 HO H COOH
T []D
= cl
D-钠光源,波长为589nm 注:溶剂是水可以 T-测定温度,单位为℃ 不标明溶剂,其他 -实测的旋光度 溶剂要标明。 l-样品池的长度,单位为dm c-为样品的浓度,单位为g· ml-1
第二节 对映异构现象与分子结构的关系
1848年Pasteur得到的酒石酸盐晶体 在左旋和右旋异构体分子中,原 子在空间排列的方式是不对称的。
CHO OH H CH2OH
(R)-(+)-甘油醛
CHO HO H CH2OH
(S)-(-)-甘油醛
旋光方向(-)、(+)由实验测定,构型R、S由分子的实 际构型判定。
(+)和(-)并不对应于(R)和(S)
简便判断规则:*按Fischer投影式,若最小基团(H)在横键。 沿基团大中小旋转 (平面上)
CH3 CH2 C
Br
CHO
CH3
S
H Br C
S
R
H CH3
D COOCH2CH3
Cl CH3
Cl CH3
CH3
H
R
S
R
由Fischer投影式确定构型
Fischer投影式为平面的构型式,应把它想象成立体形
象来进行判断。
COOH H OH CH3
(R)-(-)-乳酸
COOH HO H CH3
(S)-(+)-乳酸
CH 3
OH
C
H
COOH
COOH
旋转180°
H C OH
相同
OH C H
COOH
CH3
30
(3)投影中任意两个基团不能对调,否则构型改变,对
调一次构型改变,对调两次构型保持,或对调偶数次构
在 其 它 表 示 方 法 中 也 适 用 。 型不变,对调奇数次构型改变。
(4)投影式中固定一个基团,其它三个基团按一定方向
影响旋光度的因素:(a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度; (d) 测定温度; (e) 所用光的波长;(f) 溶剂
5.比旋光度 (specific rotation) 在一定温度和波长条件下,样品管长度为1 dm, 样品浓度为1g.ml-1时测得的旋光度。 比旋光度只决定于物质的结构.各种化合物的 比旋光度是它们各自特有的物理常数.
12
4.旋光度(observed rotation) 旋光活性物质使偏振光振动平面旋转的角度,用“ ” 表示 左旋:使偏振光平面向左旋称左旋,用 “l” 或“–” 右旋:使偏振光平面向右旋称右旋,用“d”“﹢”
•对映体是一对相互对映的手性分子 ,它们都有旋光
性,两者的旋光方向相反,但旋光能力是相同的.
1 )
按次序规则将手性碳原子上的四个基团排序。
a>b>c>d
2 )
把排序最小的基团放在离观察者眼睛最远的位臵,观
察其余三个基团由大→中→小的顺序,若是顺时针方向,则 其构型为R,若是反时针方向,则构型为S
a
a
d c
C
b b
C
c
d
R型
a
S型
COOH
o
按次序规则 OH > COOH > CH3 > H
第六章 对映异构(enantiomerism)
碳架异构
同 分 异 构
构造异构
位置异构 官能团异构 互变异构 构型异构
顺反异构
对映异构
立体异构
构象异构
对映异构的定义
OH CH3 CH O C OH
肌肉分解乳酸: 乳糖发酵乳酸:
COOH C CH3 H OH
CH3
20 3 .8 [ ]D
COOH H H OH OH COOH
内消旋体和左旋体或右旋体的关系属非对映体。
外消旋体与内消旋体的比较:
相同:二者均无旋光性
不同点:外消旋体:是混合物,可拆分出一对对映体。 内消旋体: 是纯净物,不能拆分。
写出2,3-二氯丁烷所有可能的光学异构体(Fischer投影式表示)。
CH3
CH3 H Cl Cl H CH3
d c
HO
b
CH3
H
反时针排列 S型
COOH
o
由楔形透视式确定构型
乳酸手性碳上的四个基团:OH > COOH > CH3 > H。
COOH
S型
COOH HO C H CH3
R型
H
C
OH CH3
H
S型 HO
CH3
C
COOH CH3
HO
C
R型 COOH H
CH3 C H Cl COOH
CH3 H2C H3C C OH H
COOH HO Cl H H COOH HO H COOH H Cl COOH
COOH H H OH Cl COOH H Cl
COOH OH H COOH
非对映异构体的特征:
除旋光性不一样,许多物化性质也不同。 光学异构体数目与手性碳的关系 :
手性碳 异构体数目 1 2 2 4 3 8 n 2n 光活异构体数目 = 2n ; (n=不同手性碳原子数) < 2n (若含有相同手性碳) 对映体数目—— 2n – 1 (对) 外消旋体数目= 2n-1
肌肉分解乳酸: 乳糖发酵乳酸:
[ ]0
[ ]0
20
3 .8
3 .8
mp: 53℃
[ ]0
20
mp: 53℃ mp:16.8℃
酸奶中分离出的乳酸 :
20
3 8 0.°
(3) 构型的表示方法
楔形式,Newman投影式,锯架式,Fischer(费歇尔)投影式 楔形透视式
20 3 .8 [ ]D
COOH COOH
mp: 53℃ mp: 53℃
H
C C
OH
H
CH 3
OH
分子式相同;构造式相同;互为实物与镜像的关系; 不能重叠。 对映异构;旋光异构;光学异构 对映异构体; 手性分子
对映异构体的性质
COOH C CH3 H OH
H COOH C OH CH 3
找出下列化合物的对称轴.
旋光
对称面(镜面)
—— 设想分子中有一平面 , 它可以把分子分成互为 镜象的两半,这个平面就是对称面.如:
不在对称面上的原子数一定为偶数。
对称面(镜面)
对称面(镜面)
对称中心 i
——设想分子中有一个点 ,从分子
中任何一个原子出发 , 向这个点作 一直线 , 再从这个点将直线延长出 去,则在与该点前一线段等距离处, 可以遇到一个同样的原子 , 这个点 就是对称中心.
HOOC
CH CH COOH Cl OH
COOH H H
COOH HO Cl
COOH HO R HS H Cl COOH H Cl
COOH
S
S
OH Cl COOH
R
R
H H
S
R
OH H COOH
COOH
Ⅰ 对映体
m.p [α]D20 173℃ -7.1°
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ 对映体
173℃ +7.1°
167℃
-9.3°
COOH OH OH COOH
H HO
OH H COOH
对映体
[α]D20 +12° -12°
同一物质
0° 0°
(±) 外消旋体酒石酸
内消旋体酒石酸 meso-酒石酸
内消旋体(meso): 分子内含有相同的手性碳原子,分子的两个部分互为 实物与镜像的关系,使旋光性相互抵消的光学非活性化合 物。 具有两个手性中心的内消旋结构一定是(RS)构型。
Br Cl I H H CH3 OH CH2CH3 H CH3 COOH NH2 HOOC H OH CH2COOH
R
S
R
S
第四节 含两个手性碳原子化合物的对映异构
(1)含两个不同手性碳
非对映异构体
光学异构体数目与手性碳的关系 (2)含两个相同手性碳 内消旋体
(1) 含两个不同手性碳
氯代苹果酸
* *
手性溶剂
为什么要研究对映异构呢?
1.天然有机化合物大多有旋光现象。
H2N O COOH NH2 H2N O COOH NH2
(S)天冬酰胺 苦味
(R)天冬酰胺 甜味
2.物质的旋光性与药物的疗效有关。 左旋维生素C可治抗坏血病,而右旋的不行。
静脉麻醉药氯胺酮(Ketamine)
Cl NHCH3 O
1874年荷兰化学家范特霍夫和法国科学家勒贝尔提出了碳价 四面体学说
COOH
COOH H C OH CH 3