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化学立体化学基础


Cl
CH3
H
H
CH3
CH3
H
CH3
Cl
COOH
CH3
H
Cl = H
Cl
CH3
OH
CH3
CH3
COOH
OH
COOH
H
Cl
CH3
OH
CH3
H Cl
CH3
CH3 COOH
OH
H CH3
COOH Cl
OH CH3
CH3
H
Cl
CH3
COOH
OH
五、构型的命名
1、相对构型与D、L命名
人为选定一个简单化合物为标准,并假 定它的构型,其它旋光性化合物用联系 法确定构型,其构型为相对构型。
1 CHO

D
油 H 2 OH

3 CH2OH
CHO
L
HO
H
CH2OH
D、L命名时,费歇尔投影式的写法: 碳链竖向排列,氧化态高者在上方, 低者在下方。
H3C
CH3
H3CBiblioteka cistrans CH3
顺反异构
(可分离,不能通过键旋转相互转化)
对映异构(旋光异构)
COOH
COOH
C CH3H OH
C
HO
CH3
H
镜像
F
F
H
Br
Cl
Br
H
Cl
基 相本 同相 的同 物的 理化 性学 质性

实物和其镜像不能重叠
左旋体
CH2OH
Cl2CHCOHN H

H OH

Cl Cl
NH2
Cl
NH2
H
NHCH3
C
CH3 Ph
Ph H
Ph
NHCH3
NHCH3
HH
CH3
CH3
Ph
CH3
CH3
H
Ph
NHCH3
NHCH3
H
CH3
H
3
HO 2
H
OH CH3
H OH H3C
OH H CH3
CH3
2
HO
H
3
H
OH
CH3
2
HO
H
3
H
OH
CH3
CH3
横前竖后
Fischer (费歇尔)投影式中各基团 的相互位置必须遵守下列规则:
棱镜(检偏镜)旋转的角度叫旋光度,用α 表 示。
二、旋光度与比旋光度
t
[α]λ =
α
C.L
C为浓度,单位:g / ml
L为管长,单位:dm
三、旋光性与化学结构的关系
CH3
C2H5
H C OH H C* OH
无 旋
CH3
光 性
COOH

CH3 旋

COOH 性
H C H H C* OH
CH3
CH3
致盲
HO
NH2
HO
COOH
(-)-L-DOPA 治疗帕金森氏病
HO
NH2
HO
COOH
(+)-D-DOPA 在体内集聚,不能被代谢
Thalidomide(反应停) —— 镇静和止吐药物
O
O
O HN
N OO
右旋体 (R)型, 有效。
N OO
O NH
左旋 (S)型,致畸形
第一部分 : 旋光异构(对映异构) 一、偏振光与旋光性
COOH
交换一次
HO
H
H
COOH OH
CH2OH 对映异构体
CH2OH
交换一次 对映异构体
同一化合物
COOH
H
CH2OH
OH
3、费歇尔投影式与纽曼投影式的转换
CH3
H
Cl =
H Cl
CH3
Cl
CH3
H
H
CH3
Cl
CH3
2
H
Cl
H
Cl
H
CH3
H
Cl Cl
3
H
Cl H
Cl
CH3
CH3
CH3CH3
Cl H Cl
Cl
CC
Cl H H
Cl
Cl
C
H
CH3
H
Cl
2、对称中心
H
H
Cl
F
F
Cl
H
H
H
H
H
H
F
Cl
Cl
F
180o
Cl
F
F
Cl
H
H
与镜像重合
H
H
四、旋光异构体的表示方法 1、立体图式(伞形)
NHCH3
C
CH3
H
Cl
COOH
C
HO
CH3
H
CH3
H
3
HO 2
H
OH CH3
CH3 COOH
H
H
HO CH3
2、Fischer (费歇尔)投影式 横前竖后
① 投影式不离开纸平面旋转180°, 构型不变。(不能翻转)
② 投影式不离开纸平面旋转90°, 变为对映体。
③ 同一手性碳上任何两个原子或基团 经偶数次交换,构型不变。
COOH
180°
CH2OH
HO
H
H
OH
CH2OH 同一化合物
COOH
COOH
90°
OH
HO
H
HOH2C
COOH
CH2OH
H
对映异构体
CH3
H HO
C2H5
CH3
H HO
CH2Cl
CH3
H HO
CH2Cl
CH3 H C OH
C2H5
CH3 H C OH
CH2Cl CH2Cl HO C H CH3
CH3
H
OH
C2H5
CH3
H
OH
CH2Cl
CH2Cl
OH
H
CH3
COOH
COOH
H
OH
C
H
OH
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
C H
H
NH2
CH3C* HC* HCH3 Cl Cl
CH3C* HOHCOOH 手性分子
COOH
COOH
C*
CH3H OH
C*
HO
CH3
H
[α]= -3.8°
[α]= +3.8°
对映异构体或旋光异构体
对映异构体:互为镜像不能重合
外消旋体:等量对映体混合在一起
对称因素:有对称面或对称中心的 无旋光性。
1、对称面:
Chapter 3 Stereochemistry
立体化学
立体化学(Stereochemistry):
以三维空间研究分子结构和性质的科学
立体异构
构象异构 构型异构
H
HH
H
H
H
H
H
HH
HH
不可分离
通过键旋转可互相转化
构型异构
顺反异构 对映异构(旋光异构、光学异构)
H H3C
H
H3C
CH3
H
H CH3
光源
普通光 尼柯尔棱镜 偏振光
旋光仪基本构造
有旋光性
0
α

-90

+90

180



检目



偏视



镜镜
使偏振光的振动平面旋转的现象叫 旋光现象。
有旋光现象的物质为旋光性物质。 棱镜(检偏镜)旋转的方向代表旋光物质 的 旋光方向。右旋的为右旋物质,左旋的为 左右旋旋用物(质+。)或 “d” 表示(dextro-rotatory) 左旋用(-)或 “l” 表示(levo-rotatory)
CH3 N
O
O
Ph n-Bu
O
O
n-Bu Ph
麻醉剂
致痉挛
巴比妥酸衍生物
( R,R,) (+)乙胺丁醇 抗结核药
右旋体 CH2CH3
CH2OH
HOCH2 C NHCH2CH2HN C CH2CH3
H
H
H
H
HOCH2 C NHCH2CH2HN C CH2CH3
左旋体 CH2CH3
CH2OH
( S,S,)( )乙胺丁醇
无 旋
H
光H

COOH CH CH COOH
COOH
有手
H C H 旋性
H
C*
OH
光 性
分 子
COOH
手性碳原子 (chiral carbon atom):*
不对称碳原子(asymmetric ~):*
手性中心 (chiral center):*
F
H
Br
Cl
F
Br
H
Cl
F H C Br
Cl
手性碳 —— 手性分子的特征


右旋体
CH2OH H NHCOCHCl2 HO H
NO2
药效: 有活性 氯霉素
NO2
无活性
药效:左旋体 > 右旋体 8~135倍
氟 嗪 酸 CH3 N
O
F
COOH
N
N
O
CH3
H2N O
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