对映异构
Chapter 3
立体化学和现代物 理分析方法
Thalidomide——反应停(C13H10N2O4)
镇静剂 无致畸作用
无镇静作用 致畸变
1957年～1962年，反应停的服用造成数万名婴儿严重畸形。
不同立体结构
不同物理和化学性质
第三章 立体化学和现代物理分析方法
1
第一部分 立体化学
2
第二部分 现代物理分析方法
3
4
逆时针为S构型
二、含一个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
例：命名下例化合物
Br 1
CH3CH2
2
C CH3 3 H4
解答：
Br CH3CH2 C CH3
H
2 CH3CH2
1 Br
C H4 CH3 3
(S)-2-溴丁烷
思考题 试用R/S法标记反应停(Thalidomide)的构型？
镇静剂 无致畸作用
一、手性和对映异构(难点)
【思考】
日常生活中的手性现象？
一、手性和对映异构(难点)
生活中的手性现象
一、手性和对映异构(难点)
非手性——实物与其镜像能完全重合的特性
种种事实表明，生命过程中也显示对对映异构体的偏爱，如前面提到的反应停 (Thalidomide)等。为什么不同的对映异构体具有不同的生理作用？
[α]D
溶解度
20oC(g/100mLH2O)
+12o
139.0
-12o
139.0
—
20.6
—
125
三、 含两个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
11个手性碳 211＝2048个对映异构
一般说来，含有n个不同的手性碳原子， 理论上有（2n）个异构体。
三、 含两个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
2. 含有两个不同手性碳原子的化合物
(2R,3S)
CH3
H
Cl
(2S,3R)
CH3
Cl
H
(2S,3S)
CH3
(2R,3R)
CH3
H
Cl
Cl
H
H
OH HO
无镇静作用 致畸变
三、 含两个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
1.含两个手性碳原子化合物的对映异构体命名 例：用R/S法命名下例化合物
解答：
C32：RS构型 (2S,3R)-3-溴-2-丁醇
练习题
命名下例化合物
三、 含两个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
C47H51NO14 Taxol
紫杉醇是一种全新的广 谱抗癌药，副作用小， 国际医疗界认为紫杉醇 是近10年来发现的最有 希望的抗癌药物。
代表手性碳原子
“横前 竖后” 横线——纸面上 竖线——纸面下
【注意】碳链写 在竖线上，而氧 化态高的基团写 在上面
二、含一个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
2. 对映异构体的命名——Cahn-Ingold-Prelog R/S法(重点) 1)写出化合物的系统命名
2) 手性碳原子的四个基团按优先顺 序规则(与取代基优先顺序相反)排例
第一部分 立体化学 一、手性和对映异构 (难点) 二、含一个手性碳原子化合物的对映异构(重点) 三、含两个手性碳原子化合物的对映异构(重点) 四、不含手性碳化合物的对映异构(难点) 五、手性合成
一、手性和对映异构(难点)
1. 手性(Chirality)－生命的左和右
手性(Chirality)——实物与其镜像不能完全重合的特性
对象
旋光性
其它物理性质 化学性质
状态
对映异构体 旋光
相同
相同
纯物质
非对映体
不定
不同
相似
纯物质
外消旋体
无旋光
与对映体不同 与对映体相似 混合物
内消旋体
无旋光
与对映体不同 与对映体相似 纯物质
异构体
(+)-酒石酸 (-)-酒石酸 (±)-酒石酸 meso-酒石酸
熔点(oC)
168-170 168-170 206 140
(-)
168-170 -12o 1.7598 139.0
二、含一个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
含有一个手性碳原子的化合物必定是手性分子，有一对对映异构体
二、含一个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
1. 对映异构体构型表示法——Fischer投影式
楔形式
透视式
Fischer投影式
Emil Fischer (1852–1919) 德国 1902年获奖
非对映异构体
(R,R)
对映异构体
(S,S)
三、 含两个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
3. 含有两个相同手性碳原子的化合物
COOH
H
OH
H
OH
COOH
1
(2R,3S)
COOH
HO
H
HO
H
COOH
2
(2S,3R)
COOH
COOH
H
OH HO
H
HO
H
H
OH
COOH
3
(2R,3R)
COOH
4
(2S,3S)
*
练习题
试指出下例化合物那些具有手性碳碳原子？
一、 手性和对映异构(难点)
3)对映异构体的物理性质——旋光性
酒石酸盐
L. Pasteur(1848)
对映异 构体
(+)
熔点(oC) 168-170
[α]D +12o
密度 (g/cm3)
1.7598
溶解度 20oC(g/100m LH2O)
139.0
H
CH3
CH3
1
2
对映异构体：1和2 3和4
HO
H
CH3
3
(镜像不重合)
H
OH
CH3 4
非对映异构体：1和3、4 ； 2和3、4
(非镜像不重合)
三、 含两个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
含两个不相同的手性碳原子化合物的立体异构关系，可用图表表示
(R,S)
对映异构体
(S,R)
非对映异构体
非对映异构体
一、手性和对映异构(难点)
2. 手性分子 ——具有手性特征的分子
COOH
COOH
C HHO CH3
C H3C OHH
(R)-(-)-乳酸
(S)-(+)-乳酸
一、手性和对映异构(难点)
3.手性碳原子和对映异构体 1) 对映异构体的定义：互为实体和镜像又不能完全重合的分子
2) 对映异构体产生的必要条件——手性碳原子C﹡ 手性碳原子——连有四个不同原子或基团的碳原子C﹡
相同化合物：1、2 内消旋体(meso)：1或2 (纯物质，无旋光) 对映异构体：3和4 (镜像不重合) 外消旋体：3和4等量混合 (无旋光) 非对映异构体：1和3 1和4 (非镜像不重合) ——差向异构体
三、 含两个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
对映异构体，非对映异构体，内消旋体和外消旋体的比较
顺序最优基团
顺序最小基团
R.S. Cahn(1899–1981) C. Ingold(1893–1970) V. Prelog(1906–1998)
二、含一个手性碳原子化合物的对映异构(重点)
3) 把顺序最小的基团置于离观察者最远的位置
124C112
2
C
3
33
4
顺时针为Ｒ构型
2
1
4
C
1
2
1
3
C
3
2