第五章立体化学基础：手性分子课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章习题,不要求做的题目：5-7,习题集不要求做的：9,改错：课本p74 Newman投影式应为：,习题集p30 2.编号为:,答案：,1,R,2,R,3,第五章习题不要求做的题目：5-7习题集不要求做的：9改错：课,1,第五章立体化学基础：手性分子,第五章立体化学基础：手性分子,2,一、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、手性分子和对映体二、旋光性三、费歇尔投影式四、构型标记法,3,一、手性分子和对映体,1.,基本概念,一、手性分子和对映体1.基本概念,4,手性,手性分子,对映异构体（对映体）,实物,镜象,手性手性分子对映异构体（对映体）实物镜象,5,2.含有一个手性C的对映异构,乳酸,C,C,O,O,H,O,H,H,C,H,3,C,C,O,O,H,H,O,H,C,H,3,*,手性中心,手性碳原子 C,*,透视式,透视式,2.含有一个手性C的对映异构乳酸CCOOHOHHCH3CC,6,含有一个手性碳原子的化合物必,结论1,非手性分子,对称面,（C连两个以上相同基团或少于四个基团）,结论2,具有对称面的分子是非手性分子,（C连四个不同的基团）,定是手性化合物，有一对对映体,H,H,COOH,CH,3,CH,3,-CH,2,-COOH,含有一个手性碳原子的化合物必结论1非手性分子对称面（C连两个,7,哪些分子是手性分子？,想一想,方法：寻找对称面 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,哪些分子是手性分子？想一想方法：寻找对称面 寻找C*,8,二、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,（+）右旋（顺时针）,（,）左旋（逆时针）,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,9,圆盘旋光仪,自动旋光仪,l,C,D,t,=,比旋光度,l,旋光管的长度,（dm）,旋光度,（）,C,溶液的浓度,（gmL,-1,）,比旋光度,D,t,t 测定时的温度,（）,D 钠光波长 589nm,圆盘旋光仪自动旋光仪l C Dt=比旋光,10,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,-2.5,0.26,g,5,mL,0.5,dm,=,-96,（注意单位）,D,t,=,解：,将胆固醇样品 260mg 溶于5mL,11,2.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,乳酸的一些物理常数,D,t,2.对映体物理常数的特点3.外消旋体 一对对映体的,12,1.表示方法,三、费歇尔（Fischer）投影式,交叉代表手性碳，,横前竖后要记牢；,竖键应是主碳链，,编号小端放上面。,1.表示方法三、费歇尔（Fischer）投影式交叉代表手性,13,3 2 1,*,乳酸,3 2 1*乳酸,14,2.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,；若转,90,或,270,，构型发生改变。,离开纸面翻转,在纸面旋转180,转90,2.书写Fischer投影式须注意：(1)Fischer,15,(2)Fischer 投影式手性碳原子上所连的原子或基团可以两两相互交换偶数次，但不能交换奇数次。,（适用于只含一个手性碳原子的情况）,(2)Fischer 投影式手性碳原子上所连的原子或基团可,16,(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,(3)Fischer 投影式中保持一个基团不变，而把另外三,17,1.D/L 构型标记法,相对构型,四、构型标记法,D,-(-)-甘油酸,g,H,O,L,-丙氨酸,D,-(+)-甘油醛,L,-(-)-甘油醛,常用于糖类和氨基酸的构型标记,1.D/L 构型标记法相对构型四、构型标记法D-(-),18,2.R/S 构型标记法,(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。,2.R/S 构型标记法(1)标记R/S 构型的步骤,19,a,b,d,e,（e最小）,R,S,ClC,2,H,5,CH,3,顺,时针方向,ClC,2,H,5,CH,3,逆,时针方向,abde（e最小）RSClC2H5CH3 顺时针方向,20,试标记乳酸的构型,想一想,R-,(-)-,乳酸,(+),-乳酸,S-,OH COOH CH,3,手势法,手臂,拇指,食指,中指,S,试标记乳酸的构型想一想R-(-)-乳酸(+)-乳酸S,21,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,BrClCH,3,R,S,末优基团在竖方向（即上或下）时，只须在纸平面上沿最优,22,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。,R,S,用Fischer 投影式表示,S-3-溴-1-丁烯,的结构,想一想,末优基团处在横方向（即左或右）时，用同样的方,23,五、含两个手性C的对映异构,2,3,4,-,三羟基丁醛,4 3 2 1,2,3,2R,3R,（）,（）,（）,（）,2S,3S,2S,3R,2R,3S,非对映体,*,1,个,C 2,个,对映体,*,1,2,个,C 2,个,对映体,*,2,n,个,C 2,个,对映体,*,n,五、含两个手性C的对映异构2,3,4-三羟基丁醛 4,24,2,3-,二羟基丁二酸（酒石酸）,*,2R,3R,2S,3S,内消旋体,=,（）（）（）（）,2R,3S,2S,3R,（立体异构体数 2,n,）,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,2,3-二羟基丁二酸（酒石酸）*,25,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,3S,2S,3R,想一想,2,3,2,3,相互关系：,对映体,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(1,26,六、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,氯霉素,(-),(+),六、手性分子的生物作用1.手性药物的生理效应1R,2R-,27,镇静催眠药反应停（沙利度胺,Thalidomide,）,历史教训,（19591962年 欧洲）,造成6000多名无头或缺腿缺手的“海豹儿”,镇静催眠药反应停（沙利度胺 Thalidomide）历史教,28,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,S-(-)对胚胎有很强的致畸作用 R-(,29,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),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,30,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1220倍,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-(+),31,2002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,2002年500种畅销药物中手性药物有289种，占59%2,32,小 结,1.能用实例说明p84 5-4的概念。,3.掌握R/S构型标记法。,4.能正确判断各种立体异构体的相互关系。,5.注意构型与构象的区别。,2.能正确书写Fischer投影式。,小 结1.能用实例说明p84 5-4的概念。3.掌握,33,