醫(yī)用化學(xué)第十七章對映異構(gòu)20世紀(jì)50年代，一種用于治療孕婦懷孕早期的妊娠嘔吐藥物“反應(yīng)停”（沙利度胺）在歐洲上市，但不久就發(fā)現(xiàn)服用此藥物的孕婦生出的嬰兒畸形。后來發(fā)現(xiàn)是由于其R型對映體具有鎮(zhèn)靜止吐作用，而S型對映體不具有鎮(zhèn)靜止吐作用，反而具有致畸作用。為什么R型反應(yīng)停和S型反應(yīng)停的生物活性有這么大的差別？問題導(dǎo)入1.掌握手性、手性分子、旋光性和對映異構(gòu)體的定義。2.熟悉物質(zhì)的旋光性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3.了解含有手性碳原子化合物的對映異構(gòu)體及構(gòu)型的表示方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)第一節(jié)平面偏振光和物質(zhì)的旋光性生活中偏振光的應(yīng)用佩戴3d眼鏡能觀看三維立體電影，這是什么原因呢？一、平面偏振光立體感產(chǎn)生的主要原因是左右眼看到的畫面不同一、平面偏振光拍攝立體圖像時就是用2個鏡頭一左一右，左邊鏡頭的影像經(jīng)過過濾，得到橫偏振光，右邊鏡頭的影像經(jīng)過過濾，得到縱偏振光。立體眼鏡的左眼和右眼分別裝上橫偏振片和縱偏振片，左邊相機拍攝的東西只能進入左眼，右邊相機拍攝到的東西只能進入右眼，于是乎就立體了。

什么是偏振光呢？一、平面偏振光光源

自然光可以沿任何方向前進，也可以在空間一切可能的平面上振動。尼科耳棱鏡只有在與棱鏡晶軸平行的平面內(nèi)振動的光才能透過。這種僅在一個平面上振動的光就叫做偏振光。一、平面偏振光尼科耳棱鏡隨著尼科耳棱鏡順時針旋轉(zhuǎn)，透過棱鏡的偏振光的振動平面也隨之發(fā)生改變。一、平面偏振光起偏鏡檢偏鏡只有當(dāng)兩個棱鏡的晶軸平行，偏振光才能完全透過第二個棱鏡；如果兩個棱鏡的晶軸垂直，則不能透過。一、平面偏振光

物質(zhì)能使偏振光的振動平面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)稱為旋光性,該物質(zhì)被稱為旋光性物質(zhì)。

能使偏振光振動平面沿順時針方向旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為右旋體，用“d”或“+”表示；能使偏振光振動平面沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為左旋體，用“l(fā)”或“-”表示。光源普通光起偏鏡偏振光旋光管檢偏鏡二、物質(zhì)旋光性旋光度α可用旋光儀進行測定旋光度α二、物質(zhì)旋光性[α]λt=αC×l比旋光度測定溫度光源波長旋光度濃度（g/ml）測定管長度（dm）比旋光度【α】二、物質(zhì)旋光性第二節(jié)化合物的旋光性與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系生活中對映現(xiàn)象一、手性、手性分子及對映體左右手互為鏡象一、手性、手性分子及對映體左右手互為鏡象左右手不能完全重疊凡是實物與其鏡像不能重合的性質(zhì)，稱為手性。具有手性的分子稱為手性分子。手性分子一定具有旋光性，具有旋光性的物質(zhì)也一定是手性分子。一、手性、手性分子及對映體

互為實物與鏡像關(guān)系的旋光異構(gòu)體稱為對映異構(gòu)體，簡稱對映體。一、手性、手性分子及對映體(-)-乳酸

(+)-乳酸

對映體旋光能力相同，但旋光方向相反，分為左旋體和右旋體。一、手性、手性分子及對映體

手性分子的結(jié)構(gòu)中都含有手性因素，包括手性中心、手性軸和手性面。

1.手性中心能引起分子具有手性的一個特定原子或分子骨架的中心稱為手性中心。可以是碳原子，也可以是氮、磷原子等，常用*表示。與4個不同原子或基團相連的碳原子，稱為手性碳原子。二、分子的對稱性和旋光性2.手性軸如果分子中含有若干個原子組成的軸狀結(jié)構(gòu)，且由于分子中的原子或原子團在此軸周圍的空間排列情況不同而產(chǎn)生手性，此軸稱為手性軸。手性軸丙二烯型化合物手性軸聯(lián)苯型化合物二、分子的對稱性和旋光性3.手性面

分子的手性是由于某些基團對分子中某一平面的不對稱分布而引起的，此平面稱為手性面。苯環(huán)是手性面二、分子的對稱性和旋光性

手性與對稱性相反，一個分子如果找不到對稱因素（對稱中心、對稱面），就是手性分子。二、分子的對稱性和旋光性(-)-乳酸

(+)-乳酸

將一對對映體等量混合，得到的混合物沒有旋光性，稱為外消旋體，用“dl”或“±”表示，如(±)-乳酸表示外消旋體的乳酸。三、外消旋體第三節(jié)旋光異構(gòu)體的構(gòu)型？一、Fischer投影式COOHCH3OHHC投影規(guī)則:橫前、豎后、小號在上一、Fischer投影式費歇爾投影式不能隨意在紙平面上旋轉(zhuǎn)或離開紙平面翻轉(zhuǎn)。構(gòu)型改變的操作：

紙平面上旋轉(zhuǎn)90

的奇數(shù)倍離開紙平面翻轉(zhuǎn)180

任意兩個基團交換奇數(shù)次構(gòu)型不變的操作：紙平面上旋轉(zhuǎn)90

的偶數(shù)倍任意兩個基團交換偶數(shù)次一個基團固定，其余三個基團沿順時針或逆時針移動一、Fischer投影式COOHOHCH3H(-)-乳酸(+)-乳酸COOHOHHCH3COOHOHHCH3COOHOHHCH3COOHOHCH3HCOOHOHHCH3(-)-乳酸(-)-乳酸構(gòu)型改變的操作一、Fischer投影式COOHOHHCH3COOHOHHCH3COOHOHCH3HCOOHOHHCH3(-)-乳酸(-)-乳酸(+)-乳酸COOHOHCH3H(-)-乳酸翻轉(zhuǎn)COOHOHHCH3構(gòu)型不變的操作一、Fischer投影式D/L構(gòu)型以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，人為規(guī)定D-(+)-甘油醛

L-(-)-甘油醛二、D/L構(gòu)型

通過一定的化學(xué)方法，將其它旋光性化合物的構(gòu)型與甘油醛聯(lián)系起來，以確定它們的構(gòu)型。

如：由D-甘油醛得到D-乳酸。D-(+)-甘油醛

D-(-)-乳酸二、D/L構(gòu)型R/S構(gòu)型標(biāo)記方法：1.

利用“次序規(guī)則”將手性碳原子所連的四個原子或原子團a，b，c，d按次序規(guī)則排序，如a>b>c>d。2.

將排序中最小的基團（即d）放在距離觀察者最遠的地方。3.

其余三個基團按次序（a→b→c）觀察，若為順時針方向排列，則手性碳原子為R構(gòu)型；若為逆時針排列，則手性碳原子為S構(gòu)型。三、含一個手性碳原子的分子R/S構(gòu)型R/S構(gòu)型判斷方法a

b

d順時針，

R-構(gòu)型a

b

d逆時針，

S-構(gòu)型三、含一個手性碳原子的分子R/S構(gòu)型COOHOHHCH3COOHOHHCH3OH

COOH

CH3逆時針，

S-(+)-乳酸

OH

COOH

CH3順時針，

R-(-)-乳酸

三、含一個手性碳原子的分子R/S構(gòu)型一對對映體，一個是R型，另一個必為S型；若R型是左旋的，S型必然是右旋的。旋光方向與R/S型沒有必然的聯(lián)系，旋光方向目前只能通過旋光儀測定。三、含一個手性碳原子的分子R/S構(gòu)型

在費歇爾投影式中，可用以下檢驗規(guī)則來判斷R/S構(gòu)型：1.

當(dāng)最小的基團e處于水平位置時，其余三個基團a

b

d在紙平面上的旋轉(zhuǎn)方向若是順時針為S-構(gòu)型，逆時針為R-構(gòu)型。2.

當(dāng)最小的基團e處于豎直位置時，其余三個基團a

b

d在紙平面上的旋轉(zhuǎn)方向若是順時針為R-構(gòu)型，逆時針為S-構(gòu)型。經(jīng)驗規(guī)則三、含一個手性碳原子的分子R/S構(gòu)型含2個手性C的構(gòu)型一定有旋光性嗎？對映體同一物質(zhì)四、含兩個手性碳原子的分子R/S構(gòu)型（一）含有兩個不同手性碳原子的化合物I(2R,3R)II(2S,3S)D-(-)-赤蘚糖L-(+)-赤蘚糖

對映體III(2S,3R)IV(2R,3S)D-(-)-蘇阿糖L-(+)-蘇阿糖

對映體四、含兩個手性碳原子的分子R/S構(gòu)型含兩個不同的手性C

的立體異構(gòu)體的數(shù)目有4個。含有n個不同的手性C

，具有旋光異構(gòu)體的數(shù)目為2n個，有2n-1對對映體。2nn個C*………………………………16D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-四個C*8C+C-C+C-C+C-C+C-三個C*4B+B-B+B-兩個C*2A-A+一個C*四、含兩個手性碳原子的分子R/S構(gòu)型（一）含有兩個不同手性碳原子的化合物

酒石酸分子中含有兩個完全相同的手性碳原子，它有三個旋光異構(gòu)體。﹡﹡四、含兩個手性碳原子的分子R/S構(gòu)型（二）含有兩個相同手性碳原子化合物的R/S構(gòu)型I(2R,3S)II(2S,3R)

meso-酒石酸III(2S,3S)IV(2R,3R)D-(-)-酒石酸L-(+)-酒石酸內(nèi)消旋體(meso):同一構(gòu)型四、含兩個手性碳原子的分子R/S構(gòu)型（二）含有兩個相同手性碳原子化合物的R/S構(gòu)型I(2R,3S)II(2S,3R)meso-酒石酸內(nèi)消旋體(meso)在內(nèi)消旋酒石酸中，含有的2個手性碳原子完全相同，但其構(gòu)型卻相反，其旋光性在分子內(nèi)部就相互抵消，所以沒有旋光性。四、含兩個手性碳原子的分子R/S構(gòu)型（二）含有兩個相同手性碳原子化合物的R/S構(gòu)型旋光異構(gòu)體的化學(xué)性質(zhì)基本相同，物理性質(zhì)有差異。對映體之間旋光方向相反，大小相等，其它物理性質(zhì)相同；外消旋體有固定的熔點。非對映異構(gòu)體之間，旋光性及其它物理性質(zhì)不相同。五、旋光異構(gòu)體性質(zhì)的差異及生物活性

旋光異構(gòu)體之間更為重要的區(qū)別在于它們對生物體的作用不同。不同構(gòu)型的旋光異構(gòu)體之間往往有不同的生理活性或者不同的藥理活性。

酒石酸的物理常數(shù)

酒石酸熔點(

C)[

]20D溶解度(g/100g)pKa1pKa2(+)-酒石酸170+12

1392.964.16(-)-酒石酸170-12

1392.964.16(

)-酒石酸2040

20.62.964.16meso-酒石酸1400

1253.114.80旋光異構(gòu)體藥理活性的差異

旋光異構(gòu)體的藥理作用，有四種情形：（1）對映體的藥理作用完全相同；（2）對映體中一個有作用，一個無作用；（3）對映體中一個作用強，一個作用弱；（4）對映體的藥理作用不同。

手