大学化学(有机物医学)第二章：立体化学(授课讲义).x课件

第二章

立体化学１２习题集p302.编号为:答案：1R,2R3如何画化学分子式球棍模型ChemOffice填充模型构造异构立体异构(分子中原子间的排列顺序、结合方式)(构造相同，原子在空间排布方式不同)顺反异构对映异构构象异构同分异构

对映异构又叫光学异构或旋光异构。它是一类与物质的旋光性质有关的立体异构。一、手性分子和对映体二、旋光性三、费歇尔投影式四、构型标记法五、含两个C*的对映异构六、手性分子的生物作用立体化学基础：手性分子一、手性分子和对映体1.基本概念左手的镜像是右手右手的镜像是左手手性手性分子对映异构体（对映体）实物镜象左右手互为镜像与实物关系(称为对映关系)，彼此又不能重合的现象称为手性。10

一对对映体有相同的物理性质

除了与手性试剂反应外,对映体的化学性质也相同

两者还有十分重要的不同性质：对偏振光的作用不同;生理作用上有着显著的不同哪些分子是手性分子？想一想方法：①寻找对称面②寻找C****手性分子非手性分子手性分子非手性分子非手性分子手性分子二、旋光性1.旋光度与比旋光度尼科尔棱镜尼科尔棱镜单一对映体的溶液手性化合物具有旋光性旋光度α（+）右旋（顺时针）（－）左旋（逆时针）只在一个平面上振动的光称为平面偏振光(plane-polarizedlight)，简称偏振光。偏振光的振动平面习惯称为偏振面。

化合物能使偏振光的偏振面旋转的性能称为旋光性(opticalactivity)。手性化合物都具有旋光性。圆盘旋光仪自动旋光仪αl×Cα[]Dt=比旋光度l——旋光管的长度（dm）α——

旋光度（°）C——溶液的浓度（g﹒mL-1）——比旋光度α[]Dtt——测定时的温度（℃）D——钠光波长589nm为了使一个化合物的旋光度成为特征物理常数，通常用1dm长的旋光管，待测物质的浓度为1g/ml，用波长为589nm的钠光(D线)条件下，所测得的旋光度，称为比旋光度。

将胆固醇样品260mg溶于5mL氯仿中，然后将其装满5cm长的旋光管，在室温(20℃)时通过偏振的钠光，测得旋光度为-2.5°,计算胆固醇的比旋光度。想一想-2.5°0.26g5mL×0.5dm=-96°（注意单位）α[]Dt=解：代表的意义：比旋光度为78.2o，测定时温度20度，钠光D线为光源，甲醇作溶剂，物质的浓度为1%的情况下测定的。2.对映体物理常数的特点3.外消旋体——一对对映体的等量混合物

名称

熔点℃pKa溶解度(+)-乳酸(-)-乳酸(±)-乳酸262618+3.8°-3.8°

0°3.763.763.76∞∞

∞

乳酸的一些物理常数αDt[]一对对映体的比旋光度大小相等，方向相反！！321*乳酸2.书写Fischer投影式须注意：(1)Fischer投影式不能离开纸面翻转，只能在纸面上旋转180°或其整数倍；若转90°或270°，构型发生改变。离开纸面翻转在纸面旋转180°转90°(3)Fischer投影式中保持一个基团不变，而把另外三个基团顺时针或逆时针地调换位置，其构型不变。(2)=(3)=(4)(1)(2)(3)(4)指出互为相同的构型想一想2.R/S构型标记法（

1979年被IUPAC建议采用）(1)标记R/S构型的步骤

按原子序数大小确定与手性碳原子相连的四个原子或基团的大小顺序。

将手性碳原子的四个原子或基团中最小的原子或基团置于最远的位置，观察另外三个原子或基团由大到小的顺序。如顺时针方向即为R构型，逆时针方向为S构型。-I>-Br>Cl>-SH>-OH>-NH2>-CH3>-D>-H>:次序规则的主要原则：

A.先大后小,先重后轻

原子序数大者优先；相同原子则同位素重者优先(顺序规则的核心)

B.

当直接相连的原子相同时，就延伸下去，逐个比较次接原子，若还是相同，则继续顺着原子链找下去，直到找到优先基团为止。（顺藤摸瓜）-CH2CH2CH3-CH2CH3-CH3>><看作看作看作

C.遇到双键或叁键时,则当作两个或三个单键看待。(重键化单)基团大小的次序：试标记乳酸的构型想一想R-(-)-乳酸(+)-乳酸S-OH>COOH>CH3

末优基团在竖方向（即上或下）时，只须在纸平面上沿最优→次优→再次优基团画圆弧，顺时针为R型，反之为S型。(2)R/S构型标记法在Fischer投影式中的应用Br→Cl→CH3RS

末优基团处在横方向（即左或右）时，用同样的方法画圆弧，顺时针为S型，反之为R型。RS

用Fischer投影式表示S-3-溴-1-丁烯的结构想一想五、含两个手性C的对映异构2,3,4-三羟基丁醛

4321232R,3R（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）2S,3S2S,3R2R,3S非对映体**1个C2个对映体*12个C2个对映体*2n个C2个对映体*n2,3-二羟基丁二酸（酒石酸）

**2R,3R

2S,3S内消旋体=（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）2R,3S2S,3R（立体异构体数<2n）试以酒石酸的立体异构为例说明以下概念：对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体、相同化合物想一想用R/S构型命名法指出下面化合物的构型，并说明其相互关系(1)(2)2R,3S2S,3R想一想2323相互关系：对映体

无论是D/L还是R/S标记方法，都不能通过其标记的构型来判断旋光方向。因为旋光方向是化合物的固有性质，而对化合物的构型标记只是人为的规定。目前从一个化合物的构型还无法准确地判断其旋光方向，只能依靠其它方法测定。注意：六、手性分子的生物作用1.手性药物的生理效应1R,2R-1S,2S-抗菌活性(-)∶(+)=100∶0.4合霉素——外消旋体已淘汰１２氯霉素(-)(+)镇静催眠药（沙利度胺Thalidomide）历史教训（1959－1962年欧洲）

造成6000多名无头或缺腿缺手的“海豹儿”还能够显著抑制孕妇的妊娠反应（止吐等反应），所以叫做反应停。S-(-)——对胚胎有很强的致畸作用R-(+)——有镇静作用，消除孕妇妊娠反应沙利度胺Thalidomide手性分子与手性生物受体之间的相互作用（a）一个对映体容易进入手性的受体靶位，发挥它的生物效应（b）另一个对映体不能合适地进入相同的受体靶位，因此它没有同样的生物效应(a)(b)阴离子部位阴离子部位平面区平面区受体受体未接触部位L-(+)-肾上腺素D-(-)-肾上腺素血管收缩作用：D型比L型强12~20倍人体为什么有左旋和右旋（手性）之分?现代科学从陨石的研究发现，地球的的生命来自太空。由于星际磁场的原因，使左旋氨基酸的含量占据了主导地位；太阳系尘埃和气体在形成之初，某些化学过程导致了这一现象；太阳星云辐射的条件下，产生了左旋氨基酸，或破坏了右旋氨基酸。最初的左旋过量经一种类似于结晶化的过程而被放大。………除了少数动物或昆虫的特定器官内含有少量的右旋氨基酸之外，组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸，而没有右旋氨基酸！2002年500种畅销药物中手性药物有289种，占59%

2005年世界手性药物总销售额达1720亿美元2010年可望超过2500亿美元2.手性药物——二十一世纪的宠儿3.外消旋体的拆分化学拆分法：对映体非对映体分步结晶蒸馏手性药物的来源：