《Cp对映异构》PPT课件.ppt

第六章 对映异构 Chapter 6 Enantiomerism,对映异构 第六章,构造异构,构型异构,构象异构,对映异构,顺反异构,碳干异构,官能团异构,位置异构,同分异构现象,互变异构,对映异构 分子式、构造式都相同，构型不同，且互呈镜像对映关系的立体异构现象,互呈镜像，但不能重合,对映异构 第六章,对映异构现象的发现,1848 年,Louis Pasteur (18221895),酒石酸钠铵晶体,对映异构 第六章,旋光性：,分子式：,C3H6O3,构造式：,构型式：,C3H6O3,向右旋转,向左旋转,光学异构,旋光异构,对映异构,对映异构（Enantiomerism） 第六章,了解物质的旋光性 理解对映异构现象和分子结构的关系 掌握含一个和含二个手性碳原子化合物的对映异构 掌握构型的 R、S 命名规则 了解环状化合物的立体异构及不含手性碳原子化合 物的对映异构 进一步认识有机反应的立体化学 了解外消旋体的拆分,【基本要求】,【重点难点】,对映异构现象和分子结构的关系 含手性碳原子化合物的对映异构及构型的 R、S 命名 烯烃重要反应的立体化学,一、平面偏振光（偏振光、偏光 ）,1 物质的旋光性,普通光的传播,普通光的振动平面,只在一个平面上振动的光,平面偏振光,Nicol 棱镜 （光栅）,使偏振光平面旋转的性质,二、物质的旋光性（光学活性）,盛放水等无旋光性物质,盛放乳酸等旋光性物质,旋光方向,向左旋转，用“”表示，左旋体,向右旋转，用“+”表示，右旋体,旋光度（ ）,三、旋光性的测定,旋光仪示意图,浓度为 1g / mL 旋光物质的溶液，放在 1 dm 长的盛液管中所测定的旋光度,影响物质旋光度 的因素：,比旋光度（ ）,溶液的浓度（ ） 盛液管的长度（l） 温度（t） 光的波长（） 溶剂,练习6-1,葡萄糖的比旋光度：,2 对映异构现象、手性与分子结构的对称因素,一、对映异构现象与分子的手性,手性分子,乳酸,互呈镜像,不能重合,手性（手征性）chirality,互呈镜像,不能重合,二、对称因素与分子的 对称性,三、分子的对称性与手性,具有对称面的分子不具有手性，没有对映异构现象 具有对称中心的分子不具有手性，没有对映异构现象 具有对称轴的分子可能具有手性，也可能没有手性,具有手性的分子缺少某些对称因素： 既没有对称面，也没有对称中心,手性中心,手性面,练习6-2：判断下列化合物是否具有手性,手性碳原子（不对称碳原子）,3 含手性碳原子的化合物的对映异构,练习6-3：请用“*”标出下列化合物中的手性碳原子,CH3CHDCl,CH3CH(OH)CH2CH3,CH3CH(OH)CHBrCH3,BrCH2CH2CH(OH)CH2CH3,一、含一个手性碳原子的化合物,*,右旋体（+） 左旋体（）,2、外消旋体（）,两对映体的等量混合物,+ 3.8 o, 3.8 o,1、对映体,互呈实物与镜像对映关系的立体异构体,物理性质相同 比旋光度的大小相等，但旋光方向相反 化学性质基本相同，但在手性条件下有差别 生理作用的差异性很大,3、构型表示方法,投影原则 “横前竖后”,费歇尔投影式,楔形式,在纸面旋转 180o，构型不变,费 歇 尔 投 影 式 注意“横前竖后”的投影原则,手性碳上任何两个 原子或基团位置对 调，构型改变,固定某一基团，其它三个 原子或基团顺时针或逆时 针调换位置，构型不变,在纸面旋转 90o ，构型改变,在纸面旋转 270o ，构型改变,离开纸面翻转，构型改变,手性碳上任何两个 原子或基团位置对 调，构型改变,任意旋转或翻转，构型不变,固定某一基团，其它三个原子或基团 顺时针或逆时针调换位置，构型不变,楔 形 式,旋转 90o,翻转,4 、构型的命名 R、S 命名,原则,C abcd 的基团（a、b、c、d） 按顺序规则排列的顺序为：a b c d,R 构型,S 构型,顺时针,逆时针,举例,R 构型,S 构型,R 构型,S 构型,R 构型,S 构型,练习6-4：请用系统命名法命名下列化合物,(4S,2E)-4-氯-2-戊烯,(R)-2-甲基-1-溴丁烷,练习6-5：请写出下列化合物的 Fischer 投影式,二、含两个不同手性碳原子的化合物,*,*,（I）,（II）,（III）,（IV）,+ 9.3 o, 9.3 o,+ 7.1 o, 7.1 o,(2R,3R)-2-羟基-3-氯丁二酸,(2R,3S),(2S,3R),(2S,3S),(2R,3R),非对映体,不呈实物与镜像对映关系的立体异构,物理性质不同 旋光性能不同 化学性质相似,含有 n 个不同手性碳原子的化合物，可能有 2n 个构型异构体,三、含两个相同手性碳原子的化合物,*,*,内消旋体（meso）,（I）,（II）,（III）,（IV）,+ 12 o, 12 o,(2R,3R),(2R,3S)-2,3-二羟基丁二酸,右旋体,左旋体,(2S,3S),楔形式、透视式、纽曼投影式、费歇尔投影式 构型表示式之间的互换,练习6-6：请将下列构型表示式转化成 Fischer 投影式， 并用系统命名法命名,4 环状化合物的立体异构,或写成,*,*,*,*,*,*,*,5 不含手性碳原子的化合物的对映异构,一、丙二烯型化合物,二、螺环化合物,有对称面,有对称面,四、含其它手性中心的化合物,三、联苯型化合物,有对称面,6 外消旋体的拆分,一、拆分及其意义,拆分将外消旋体分离成相应左旋体和右旋体的过程,反应停（thalidomide，沙利度胺） 上个世纪的 50 年代末 60 年代初上市的一种新的非巴比妥类镇静药, 广泛用于妊娠反应, 导致 12,000 多例海豹肢畸形婴儿。 史称“反应停事件”,美国 FDA 审查并推荐 thalidomide 作为 治疗麻风结节性红斑 (1998)、骨髓瘤 (2006) 的药物,手性药物 ！,二、拆分方法,1、化学分离法,2、生物分离法,()-酸,+,()-碱,(+)-酸-()-碱 盐 ()-酸-()-碱 盐,对映体,非对映体,分离,+,3、播种结晶法,三、拆分效果,对映体过剩（ee, enantiomeric excess）百分数,() - 氯霉素的饱和溶液,过滤,() - 氯霉素,滤液,过滤,滤液,(+) - 氯霉素,过滤,() - 氯霉素,四、手性合成（不对称合成）,手性合成在一定条件下，高选择性地得到某一 具有手性的立体异构体的合成,96 %ee,chirally catalysis (手性催化),The Nobel Prize in Chemistry 2001,for their work on chirally catalysed hydrogenation reactions,for his work on chirally catalysed oxidation reactions,William S. Knowles,Ryoji Noyori,K. Barry Sharpless,HPLC,X-Ray,(),(+),7 有机反应的立体化学,一、卤代反应,*,外消旋体,二、烯烃的亲电加成,