立體化學基礎(chǔ)藥本第一頁，共46頁。（優(yōu)選）立體化學基礎(chǔ)藥本第二頁，共46頁。同分異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)立體異構(gòu)順反異構(gòu)旋光異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)(分子中原子間的排列順序、結(jié)合方式不同)(構(gòu)造相同，原子在空間排布方式不同)第三頁，共46頁。旋光異構(gòu)又叫光學異構(gòu)或?qū)τ钞悩?gòu)。這種異構(gòu)可以通過旋光儀測出來。第四頁，共46頁。第五頁，共46頁。旋光性和比旋光度旋光性——能使偏振光振動面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)叫做旋光性；具有旋光性的物質(zhì)，叫做旋光性物質(zhì)。不具有旋光性的物質(zhì)，叫做非旋光性物質(zhì)。左旋和右旋：一對對映體對偏振光的作用不同，一個使偏振光向順時針方向偏轉(zhuǎn)（右旋），另一個使偏振光向逆時針方向偏轉(zhuǎn)（左旋），兩者偏轉(zhuǎn)數(shù)值相同。表示方法：“+”

——

右旋，“–”

——

左旋。旋光性物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度，稱為旋光度，以“α”表示。第六頁，共46頁。

旋光度“α”受溫度、光源、濃度、管長等許多因素的影響不是固定的。為了便于比較，就要使其成為一個常量，故用比旋光度(specificrotation)[α]來表示：

[a]t

=a

/(lc)α為旋光儀測得試樣的旋光度；

l:盛液管長度（dm,分米）

c:樣品濃度（g/cm3）

t:測試時溫度

:旋光儀使用的光源的波長(通常用鈉光，以D表示)第七頁，共46頁。

表示比旋光度時，需要標明測量時的溫度、光源的波長以及所使用的溶劑。

例如，在溫度為20°C時，用鈉光燈為光源測得的葡萄糖水溶液的比旋光度為右旋52.2°,應記為：

[α]D20=+52.2°（水）

“D”代表鈉光波長。鈉光波長589nm相當于太陽光譜中的D線。比旋光度是旋光性物質(zhì)的一個物理常數(shù)。第八頁，共46頁。有旋光性的對映異構(gòu)體，在結(jié)構(gòu)上有什么特點?第九頁，共46頁。觀察自己的雙手,左手與右手有什么聯(lián)系和區(qū)別？第十頁，共46頁。左手的鏡像是右手，右手的鏡像是左手。彼此成鏡像關(guān)系，又不能重合的一對立體異構(gòu)體，互稱為對映異構(gòu)體(enantiomer)

。因為它們的旋光性不同，也叫旋光異構(gòu)體。鏡像的不重合性是產(chǎn)生對映異構(gòu)體的充分必要條件。也可以說手性是產(chǎn)生對映異構(gòu)體的充分必要條件。有對映異構(gòu)體的分子叫手性分子第十一頁，共46頁。第十二頁，共46頁。分子的對稱性和手性

1對稱面σ：一個平面能把分子分割成兩部分，一部分正好是另一部分的鏡像，而且能重合。

有對稱面的分子由于鏡像重合，因此沒有對映異構(gòu)體存在，稱為非手性分子(achiralmolecule)。第十三頁，共46頁。2對稱中心i：從分子中任何一個原子向i引一條直線，再延長到對面等距的地方，總有一個相同的原子。有對稱中心的分子能和它的鏡像重合，沒有手性。第十四頁，共46頁。3對稱軸Cn：當分子以設(shè)想直線為軸旋轉(zhuǎn)360°/n，得到與原分子相同的分子，該直線稱為分子的n重對稱軸（又稱n階對稱軸）。有無對稱軸不能作為判斷分子是否具有手性的條件。第十五頁，共46頁。左旋酒石酸有一個C2軸，但它是手性分子，有對映異構(gòu)體。第十六頁，共46頁。手性因素

1手性中心：能引起分子具有手性的一個特定的分子骨架的中心稱為手性中心(chiralcenter)手性碳原子：連接四個不同的原子或者基團的碳原子為手性碳原子(chiralcarbon)*第十七頁，共46頁。

2手性面：分子的手性是由于某些基團對分子中某一個平面的不同分布引起的，此平面就叫做手性面第十八頁，共46頁。含一個手性碳原子的化合物與對映異構(gòu)體乳酸含有一個手性碳原子，是手性分子，有一對對映異構(gòu)體存在第十九頁，共46頁。一對對映體有相同的物理性質(zhì)除了與手性試劑反應外,對映體的化學性質(zhì)也相同兩者還有十分重要的不同性質(zhì)：對偏振光的作用不同;

生理作用上有著顯著的不同對映異構(gòu)體的理化性質(zhì)第二十頁，共46頁。第二十一頁，共46頁。(R)-thalidomide(S)-thalidomide沙利度胺也叫反應停，它的R體有鎮(zhèn)靜作用，但是S－對映體對胚胎有很強的致畸作用第二十二頁，共46頁。外消旋體外消旋體(racemate)——等量對映體的混合物。外消旋體沒有旋光性。外消旋體的物理性質(zhì)與左旋體或右旋體不同。例如：左旋或右旋乳酸的熔點是26℃；外消旋乳酸的熔點是18℃。第二十三頁，共46頁。對映異構(gòu)體的表示方法第二十四頁，共46頁。Fischer投影式的書寫原則：一般是將含有碳原子的碳鏈放在豎直方向上，同時氧化態(tài)較高的基團放在上端。手性碳位于紙平面上，用橫豎線的交叉點表示；以橫線相連的原子或基團表示在紙面前方，以豎線相連的原子或基團表示在紙面后方。第二十五頁，共46頁。第二十六頁，共46頁。使用Fischer投影式的注意事項：

(1)Fischer投影式不能離開紙面旋轉(zhuǎn)900×偶數(shù)，構(gòu)型不變；Fischer投影式不能離開紙面旋轉(zhuǎn)900×奇數(shù)，構(gòu)型改變。旋轉(zhuǎn)180°旋轉(zhuǎn)90°第二十七頁，共46頁。(2)Fischer

投影式基團兩兩交換偶數(shù)次，構(gòu)型不變；Fischer

投影式基團兩兩交換奇數(shù)次，構(gòu)型改變。1次2次第二十八頁，共46頁。(3)Fischer投影式一個基團固定不動，其余基團按順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，構(gòu)型不變；第二十九頁，共46頁。對映異構(gòu)體構(gòu)型的命名1.

D/L

命名法D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛D、L與“+、-”

沒有必然的聯(lián)系第三十頁，共46頁。D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛

D／L標記法經(jīng)典、方便，但它只能標出一個手性碳的構(gòu)型。目前，D／L標記法主要用于糖和蛋白質(zhì)的構(gòu)型標記。

第三十一頁，共46頁。R—拉丁字Rectus（右）；S—拉丁字Sinister（左）R/S標記法是根據(jù)手性碳原子上所連的四個原子或原子團在空間的排列方式來標記的。R/S構(gòu)型是絕對構(gòu)型。用R/S標記構(gòu)型的步驟為：①按照基團大小次序規(guī)則，確定大小次序；②將最小的原子或原子團置于距觀察者最遠處；③觀察其余三個原子或原子團由大到小的排列方式。順時針——R；逆時針——S。

2.

R/S

命名法第三十二頁，共46頁。例1：的構(gòu)型標記。

根據(jù)次序規(guī)則：OH＞COOH＞CH3＞H

第三十三頁，共46頁。第三十四頁，共46頁。

最小基團在橫鍵上,紙面走向與實際走向相反；

最小基團在豎鍵上,紙面走向與實際走向相同。R-(-)-乳酸S-(+)-乳酸S-2,3-二氯丙醇2#1#3#1#3#R／S標記法也可直接應用于Fischer投影式：

R-2,3-二氯丙醇第三十五頁，共46頁。第三十六頁，共46頁。

D/L和R/S兩種標記方法，都不能通過其標記的構(gòu)型來判斷旋光方向。因為旋光方向是化合物的固有性質(zhì)。而對化合物的構(gòu)型標記只是人為的規(guī)定。

R／S標記法與D／L標記法的依據(jù)不同。R／S法依據(jù)與＊C相連的四個原子或原子團的大小順序；D／L法依據(jù)與D－甘油醛的構(gòu)型是否相同。

第三十七頁，共46頁。含有兩個手性碳原子的化合物2－羥基－3－氯丁二酸總共有四種旋光異構(gòu)體：(一)含兩個不同手性碳原子的化合物(I)和(II)的等量混合物是外消旋體；(III)和(IV)的等量混合物也是外消旋體。外消旋體——等量對映體的混合物。非對映體——不對映的立體異構(gòu)體。

(I)與(III)或(IV)、(II)與(III)或(IV)、(III)與(I)或(II)、(IV)與(I)或(II)分別構(gòu)成非對映體；2S,3R2R,3S2S,3S2R,3R第三十八頁，共46頁。對含有n個＊C的化合物：

光學異構(gòu)體數(shù)目=2n

外消旋體數(shù)目=2n-1(n為不同手性碳的數(shù)目))例如：含3個＊C，最多有23＝8個旋光異構(gòu)體。含4個＊C，最多有24＝16個旋光異構(gòu)體。

第三十九頁，共46頁。蘇式構(gòu)型和赤式構(gòu)型與蘇阿糖構(gòu)型相似者為蘇式構(gòu)型；與赤蘚糖構(gòu)型相似者為赤式構(gòu)型。例：

第四十頁，共46頁。(二)含兩個相同手性碳原子的化合物酒石酸分子中含有2個相同的＊C，可能的異構(gòu)體有：

(III)與(IV)是同一種分子——內(nèi)消旋酒石酸，其分子內(nèi)有一對稱面。(I)與(II)是對映體；(I)與(III)、(II)與(III)是非對映體。

第四十一頁，共46頁。有一個簡單的方法可以辨認內(nèi)消旋化合物。就是它具有對稱面。

對稱面的上半部分是下半部分的鏡像。因此分子的上下兩部分對偏振光的影響相互抵消，使整個分子不表現(xiàn)旋光性。內(nèi)消旋酒石酸分子中的對稱面第四十二頁，共46頁。外消旋體與內(nèi)消旋體都沒有旋光性，但它們有本質(zhì)的不同：外消旋體是等量左旋體和右旋體的混合物，可拆分；內(nèi)消旋體是分子內(nèi)有對稱面的單一化合物，不可拆分。外消旋和內(nèi)消旋的區(qū)別:第四十三頁，共46頁。非對映體物理方法分離

(SS)

-鹽

(RS)

-鹽通常是利用外消旋的酸(或堿)與光學純的堿(或酸)反應生成非對映體的鹽,再用分步結(jié)晶的方法一一分開。外消旋體的拆分

第四十四頁，共46頁。

2001年度諾貝爾化學獎授予了美國化學家諾爾斯(W.S.knowles)、日本化學家野依良治(R.Noyori)