药物基础有机化学--立体化学PPT课件

-,1,立体化学：研究分子空间形象及其的物理、化学性质的学科。,碳链异构(如:丁烷/异丁烷)官能团异构(如:醚/醇)官能团位置异构(如:辛醇/仲辛醇),构象conformational,顺反异构(烯烃、脂环烃）对映异构非对映异构,互变异构(如:烯醇/酮),-,2,6.1对称性与手性,6.2对映异构体及其表达,6.4构型和标记法,6.3对映异构体与旋光性,6.6化学反应中的立体选择性问题,6.5立体异构表达之间的相互转换,-,3,6.1对称性与手性,一、对称性分子的对称要素,对称中心：各基团（原子）与之连线并延长等距离处可遇到相同的基团（原子）,对称性分子：具备对称要素其中之一者的分子,分子的所有原子共平面所形成的平面,能把分子分成互为镜像的两半的平面,对称性分子的特点：分子的镜像可以与实物重合,-,4,练习,判断下列分子是否有对称面、对称中心？若有有几个？,一氯乙烯环丁烷甲醇二氯环丁烷的各异构体,3个对称面,5个对称面1个对称中心,1个对称面,2个对称面,1个对称面,无对称面无对称中心,2个对称面,1个对称面1个对称中心,注意:脂环烃环C一般不共平面,但讨论立体异构时可示意为共平面,不影响结果，-这一问题留待后面再详细解说,-,5,二、对映异构体的表达Fischer投影式,规定：垂直线所连基团伸向纸后水平线所连基团伸向纸前十字交叉点代表C*习惯让主链位于垂线,Fischer投影式：用平面投影式表示C*上基团在空间的立体排列,1、具有一个手性中心的对映异构,-,6,R/S-构型标记法,1、立体观察,将C*上的四个基团按取代基的优先排序:（优先秩序由基团的原子序数决定）将最小者置于离观察者最远处,观察另三个基团的排列:,(S)-2-丁醇,(R)-2-丁醇,-,7,实用快速判断R，S构型方法,首先观察三个大基团的排列顺序，然后根据小基团的位置判断构型,-,8,R,-,9,Fisher投影式的RS构型判断,ABCD,R,S,-,10,不能离开纸面翻转，只能沿纸面平移或旋转180，否则得不到原分子模型。Fischer式中同一C*所连基团交换偶数次得原分子模型，交换奇数次得到其对映体。,Fischer投影式的转变：,原分子(基团交换2次),对映体(基团交换1次),对映体(基团交换3次),原分子,用判断RS构型的方法快速判断,-,11,含手性轴的的手性化合物,1.丙二烯型化合物,两双键所在平面互相垂直，无对称因素，为手性分子。,2.螺环化合物（类似于丙二烯型化合物）,注意：累积双键中两端的两个C中任一个连有相同的取代基时，分子无手性。,两环所在平面互相垂直，ab且cd时为手性分子。,-,12,2、具有多个手性中心的对映异构,含有n个C*的化合物最多有2n个立体异构体。,具有两个手性C的分子例如：2-羟基-3-氯丁二酸,-,13,注意:内消旋体与外消旋体均无旋光性，但它们的本质不同，外消旋体是混合物，内消旋体为纯物质。,1、外消旋体：一对对映异构体二者等量混合，构成的无旋光性（=0）的体系，以（）表示，通过一定手段可拆分二个化合物。,2、内消旋体：分子内含C*，因具有对称性因素而没有旋光性的物质，以“m”表示。,（）-甘油醛,（分子中有C*但分子无手性）,-,14,四、外消旋体与内消旋光体,例:酒石酸(2,3-二羟基丁二酸)中有2个C*,应有4个立体异构体,但实验证明只有1个左旋体、1个右旋体、1个非旋光体，为什么？,()()()(),()与()互为镜像、互为对映异构体，分别为左、右旋体，可构成外消旋体；,()、()是同物质，有对称面、无手性（=0），为内消旋体；,()与()、()与()为非对映体；,含多个C*的分子内若存在对称因素，则立体异构体的数目减少。,-,15,环状化合物的手性问题,构象翻转,观察方向,-,16,反式,-,17,环状分子平面化处理,-,18,环状分子手性中心R，S标记方法,-,19,6.3对映异构体与旋光性,一、旋光性,旋光性物质：具有旋光性的物质（手性分子）,为左旋体或右旋体。,非旋光性物质：不具有旋光性的物质（非手性分子）。,手征性分子能使偏振光振动面发生旋转的性质,二、实验依据,普通光：一种电磁波，光波有多个振动方向，但都与光的前进方向垂直。,平面偏振光：只在一个平面上振动的光（简称偏振光或偏光）。,-,20,对观察者：平面向右旋为右旋体，以“d”或“+”表示平面向左旋为左旋体，以“l”或“-”表示,物质为右旋体还是左旋体必须由实验确定,旋光度-偏振光旋转的角度，用“”表示。,与样品管长度、溶液浓度、光源波长、测定温度、溶剂均有关。,定义比旋光度,-,21,三、比旋光度表示物质旋光属性的物理量,说明:当溶剂、t、确定时,纯物质的为其特性参数,可查。互为对映异构体的一对物质，其值相等，符号相反。已知、l时，可求算B。旋光仪不能分辨n180的度数。,=+30还可能是+210、+390、-150、-330如何判定的实际值？,问题：,-,22,3、外消旋体的拆分,微生物拆分法：利用某些微生物或其所产生的酶，对对映体中的一种异构体有选择的分解作用。,构成外消旋体的一对对映体除旋光方向外其它物理性质均相同,用一般的物理方法（分馏、分步结晶等）不能拆分一对对映体,拆分将外消旋体分离成旋光体