1、第四章對映異構(gòu)一、學(xué)習(xí)要求掌握對映異構(gòu)體與分子的手性、分子的手性與分子結(jié)構(gòu)的對稱因素的關(guān)系。掌握對映異構(gòu)體構(gòu)型的 D/L 、 R/S 標(biāo)記法。掌握非對映異構(gòu)體、內(nèi)消旋體和外消旋體的概念。了解平面偏振光、比旋光度的含義。了解對映異構(gòu)體的生物學(xué)意義。二、本章要點對映異構(gòu)屬于立體異構(gòu)中的構(gòu)型異構(gòu)，它不同于順反異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)。（一）任何物質(zhì)（包括化學(xué)分子）都存在實物和鏡像的關(guān)系。當(dāng)實物和鏡像不能完全重合時， 二者互為對映異構(gòu)關(guān)系， 互稱對映異構(gòu)體。 物質(zhì)的這種特性稱為 “手征性”或“手性”，具有手性的分子叫手性分子（二）考察分子是否具有手性， 可視實物與鏡像是否重合； 不具有對稱因素的分子為手性分子，

2、 考察手性分子最方便且適用的方法是考察分子的對稱面和對稱中心。凡具有對稱面、對稱中心的分子，其實物和鏡像完全重合，為非手性分子，反之為手性分子。（三）對映異構(gòu)體的表示方法有透視式和最常用的費(fèi)歇爾（ Fischer）投影式。費(fèi)歇爾投影式是將三維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成二維結(jié)構(gòu)的一種方法，該法是先將手性碳原子上的 4 個價鍵放置成二橫二豎，兩個橫鍵上連的基團(tuán)指向紙平面的前方，朝向觀察者；兩個豎鍵上連的基團(tuán)指向紙平面的后方 ,遠(yuǎn)離觀察者。標(biāo)記對映異構(gòu)體的構(gòu)型有兩種方法：1 D/L 相對構(gòu)型標(biāo)記法該法以甘油醛作為標(biāo)準(zhǔn)化合物，規(guī)定甘油醛的Fischer 投影式中羥基在右邊為D-型，羥基在左邊的為L- 型。2R/S 絕

3、對構(gòu)型標(biāo)記法該法遵循“次序規(guī)則”將手性碳原子所連4 個原子或基團(tuán)，由高到低排列成序，然后從大到小旋轉(zhuǎn)。透視式：順時針方向旋轉(zhuǎn)時定為R-型，反時針方向旋轉(zhuǎn)時定為S-型。費(fèi)歇爾投影式：最小基團(tuán)在豎鍵時，順時針方向旋轉(zhuǎn)的為R-型，反時針方向1旋轉(zhuǎn)的定為 S-型；最小基團(tuán)在橫鍵時，順時針方向旋轉(zhuǎn)的為 S-型，反時針方向旋轉(zhuǎn)的定為 R -型。（四）光是一種電磁波， 光波的振動方向與其傳播方向垂直。普通光在空間不同平面上振動，并向四周轉(zhuǎn)播。普通光通過Nicol 棱鏡后，只在一個平面上振動，此時的光稱為平面偏振光， 簡稱偏振光。 有的物質(zhì)不能使偏振光的振動平面發(fā)生旋轉(zhuǎn)；而有的物質(zhì)能使偏振光的振動平面發(fā)生旋轉(zhuǎn)

4、，這種性質(zhì)稱為旋光性，具有這種性質(zhì)的物質(zhì)，稱為旋光性物質(zhì)或光學(xué)活性物質(zhì)。 旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋光度，用“ ”表示。在一定溫度下， 1ml 含 1g 旋光物質(zhì)的溶液，在 1dm 的盛液管中，光源（鈉光）波長 ()為 589nm 時，測得的旋光度稱為該物質(zhì)的比旋光度，用“ t D”表示。測定物質(zhì)的旋光度， 可以初步鑒別旋光性物質(zhì)， 確定旋光物質(zhì)的純度和含量。（五）不存在實物和鏡像關(guān)系的異構(gòu)體稱為非對映異構(gòu)體。 把分子中含有多個手性碳原子， 而無光學(xué)活性的化合物稱為內(nèi)消旋體。 將右旋和左旋異構(gòu)體等量混合，混合物無旋光性稱為外消旋體。內(nèi)消旋體、外消旋體均無旋光性，但本質(zhì)不同。內(nèi)消旋體是非手性分子的化合物，

5、 而外消旋體是具有手性的一對對映體的等量混合物。將外消旋體進(jìn)行分離， 得到一個左旋體和一個右旋體的過程稱為外消旋體的拆分。（六）生物體內(nèi)的分子，大多數(shù)是手性分子，各有其生理作用。酶是高效、專一的生物催化劑， 具有高度識別底物構(gòu)型的特異性。具有手性的藥物， 由于其構(gòu)型的不同，也常常表現(xiàn)出不同的生理活性。三、問題參考答案問題 4-1下列化合物有無手性碳原子？請用“* ”標(biāo)出。a,CH 3CH 2CHCH 2CH 2Clb,CH 3CHOHCHClCHOClCH 3d,CH 2COOHc,CHOHOHCH 2COOH2解：、有，CH CH *CHCH CH Cl、3222Clc、無d、無問題 4-2

6、 將 S-2-氯丙醛沿紙平面旋轉(zhuǎn) n 次 90；或分子中基團(tuán)位置任意互換奇數(shù)次，其構(gòu)型有無變化？解：旋轉(zhuǎn) n 次 90（ n=1，3，5 ），則構(gòu)型改變，成為它的對映體。CHO旋轉(zhuǎn) 90 oCH 3CHOCH 3ClHHClS-2-氯丙醛R-2-氯丙醛任意互換奇數(shù)次，則構(gòu)型改變，成為它的對映體。如：COOHOHHOH交換一次HCOOHCH 3CH 3R-乳酸S-乳酸問題 4-3 下列化合物中哪些是同一物？哪些是對映體？請命名。a.b.c.d.CH 2ClCH 3CH 3HHCH3BrCH 2ClBrHBrCH 2ClBrHCH 2ClCH 3解： a 與 b 為同一物； c 與 d 為同一物。

7、前者與后者為對映體。前者名稱為S-1-氯 -2-溴丙烷；后者為 R-1-氯-2-溴丙烷。問題 4-4寫出下列手性分子的Fischer 投影式。3a,CH3CHCOOHb,2-丁醇c,3-氯-2-溴-戊烷NH 2解：a,COOHCOOHb,CH 3CH 3HNH2H 2NHH OHHOHCH 3CH 3CH 2CH 3CH 2CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3c, HBrBrHBrHHBrHClClHHClClHCH 2CH 3CH 2CH 3CH CH3CH 2CH 32問題 4- 5 標(biāo)示出下列化合物的構(gòu)型：CHOCH 3ClH2NCH 3HCH 2CH 32-氯丙醛2-苯基 -2-氨

8、基丁烷解：S-2-氯丙醛S-2 苯基 -2-氨基 -丁烷四、習(xí)題參考答案1、用 Z/E、 R/S 法命名下列化合物：(1)CH 3CH 2CH 3(2)ClHClCCHCH 3CH 3CH 3HHBrHCl(3)CH 2CH 3(4)CH 3BrCH 3CHHClBrCH 2CH 3CH 34解： （1）2E， 4S-3-乙基 -4-氯-2-戊烯2） 2R，4S-2，4-二氯 -3-溴戊烷3） 2R，3R-3-甲基 -2-氯-3-溴戊烷4） 2S-2-溴丁烷2、用 * 號標(biāo)出下列藥物中的手性碳原子：CH=CH 2CH 2OHCl 2CHCONHHHOHNHCH=CH 2氯霉素NO 2CH 2O

9、HSHOC OOCH 2CONHOHONCOOH青霉素O氫化可的松解：CH=CH 2CH 2OHCl 2CHCONHHHOHNHCH=CH 2氯霉素NO 2CH 2OHOCH 2CONH * *SCOHO*OH*N*OCOOH* *O53、將下列化合物的透視式或Fischer 投影式轉(zhuǎn)化成 Fischer 投影式或透視式：（1）（2）C2H5CH 3CH 3CHCCH(CH 3)2ClOH（3）（4）COOHHCH 3BrH 2C=CHC 6H 5CH2CH3CH3解：（1）（2）CH 2CH 3CH 3CH(CH 3)2ClHOHCH 3（3）（4）COOHCH=CH 2CBrCCH 3CH

10、 2CH 3C6H5CH 3H4、寫出下列化合物的Fischer 投影式：1） D-2-溴丁酸2） R-3-甲基 -4-苯丁烯3） （ 2S，3R）-3-氯-2-溴己烷4） 2Z， 3S，4S-4，5-二甲基 -3-碘-2-庚烯解：6（1）COOHCH=CH 2（2） CH3HHBrCH 2CH 2CH 3（3）CH 2CH 3（4）CH3 CCIHBrCH 3HHClCH 2CH 3HCH 2CH 3CH3 H5、下列化合物中，哪些代表同一化合物，哪些互為對映體？哪些是內(nèi)消旋體？（1）CH2CH 3CH 3FCH 3CCCCH 2CH3CHHCH 3FHCH 3CH 3CH2CHHFF2CH 3（2） HCH 3CH 2CH 3HBrBrBrHBrCH 2CH 3CH 3CH 2CH 3CH 2CH 3CH 3CH 3H（ 3）COOHHOHHHOHOHCOOHHOCOOHHOOCHHOOCOHHOCOOHHOHHOOCHHHCOOHOHOHOHOHOHHOOCHHOOCHHCOOHHCOOHHOHHCOOHHCOOHHOHCOOHO