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立体异构：构造相同,分子中原子或基团在空间的排列方式不同,第五章旋光异构,(旋光异构),镜像与手性的概念,一个物体若与自身镜像不能叠合,叫具有手性.,例:乳酸(2-羟基丙酸CH3-CHOH-COOH)的立体结构：,乳酸的分子模型图,两个乳酸模型不能叠合,乳酸的两个模型的关系象左手和右手一样,它们不能相互叠合,但却互为镜像.,在立体化学中,不能与镜象叠合的分子叫手性分子,而能叠合的叫非手性分子.乳酸是手性分子。,(S)-thalidomide,(R)-thalidomide,反应停事件,1957年，德国，上市一种新药非巴比妥类镇静药-“反应停”（-苯肽茂二酰亚胺，沙利度胺）。广泛用于妊娠反应，销往46个国家，12,000多例海豹肢畸形婴儿。,手性化合物的功与过,致畸性,一.分子的手性和对称因素（了解）,1.手性(Chirality)实物与其镜影不能重叠的现象。,2.对称因素,1)平面对称因素(),具有平面对称因素的分子是对称分子，非手性分子。,2)中心对称因素(i),具有中心对称因素的分子是对称分子非手性分子。,一般情况下,不具有对称面和对称中心的分子,其实物与镜影不能重叠,该分子称为不对称分子或手性分子。,二.偏振光、比旋光度,1.平面偏振光,光波振动方向与光束前进方向关系示意图,普通光,手性分子具有光学活性。,2.旋光仪、旋光度、比旋光度,平面偏振光,通过Nicol棱镜,仅在一个平面上振动的光。,旋光性：使偏振光偏振面旋转的能力。,旋光度：使偏振光偏振面旋转的角度，用表示。旋光方向：右旋（+）;左旋（-）,比旋光度,t=,(物理常数),例:从粥样硬化动脉中分离出来的胆甾醇0.5g溶解于20ml氯仿,并放入1dm的测量管中,测得旋光度-0.76o.求其比旋光度。,(-30.4o),三.含手性碳原子的分子的立体化学,1.含一个手性碳原子的分子,1)手性碳原子的概念,与四个不相同的原子或基团相连的碳原子。,含一个手性碳的分子是手性分子，具有一对对映体。,D20=+3.8o(水)D20=-3.8o(水),对映体,互为实物与镜影关系,不能相互重叠的两个立体异构体,2)左旋体、右旋体及外消旋体,一对对映体中：,使平面偏振光向左旋的为左旋体，用“()”表示。使平面偏振光向右旋的为右旋体，用“(+)”表示。,左旋体与右旋体，旋光度相同、旋光方向相反。,外消旋体：等量的左旋体与右旋体的混合物。无旋光性。,外消旋体用()或(RS)表示。,外消旋体可分离(拆分)成左旋体与右旋体。,R-乳酸,S-乳酸,如,在最小基团背面看；,其余三个基团：大中小连接；,顺时针：R；逆时针：S。,3)构型的R、S表示方法,3)构型的R、S表示方法,手性碳的构型:与手性碳相连的四个不同基团的空间排列，将最小基团放在离眼睛最远的地方，从大到小，顺R逆S。,S,R,R,4)Fischer投影式,规定投影时,与手性碳相连横向两个键朝前,竖向两个键向后,交叉点为手性碳.一般碳链放在竖直方向，氧化态较高的基团在上面。,将下列化合物改写成Fischer投影式,并标出手性碳构型。,顺序最小的原子(或基团)在竖线上,顺时针排列为R构型，逆时针排列为S构型。顺序最小的原子(或基团)在横线上,顺时针排列为S构型，逆时针排列为R构型。,如果固定某一个基团,而依次改变另三个基团的位置,则分子构型不变。,SSSS,口诀：竖顺R，横顺S最小基团在上或下即竖向位置为“竖”，剩余基团从大到小排列为顺时针方向的，就是R构型，口诀中任改两字，仍旧正确。,2.含两个手性碳原子的分子,1)含两个不同手性碳原子的分子,对映关系：与；与非对映关系：与、与、与、与,非对映体:构造相同,构型不同,相互间不是实物与镜影关系的立体异构体。,非对映异构体其旋光性不同,物理、化学性质都不同。,光活异构体数目=2n;(n=不同手性碳原子数)外消旋体数目=2n-1,2)含两个相同手性碳原子的分子,内消旋体(meso)：分子内部形成对映两半的化合物。(有平面对称因数)。,具有两个手性中心的内消旋结构一定是(RS)构型。,内消旋体无旋光性(两个相同取代、构型相反的手性碳原子,处于同一分子中,旋光性抵消)。,内消旋体不能分离(不能拆分)成光活性化合物。,四.不含手性碳原子的光活性异构体（了解）,1.丙二烯型分子,中心碳原子sp杂化,两个键平面正交,两端碳原子上四个基团,两两处于互为垂直的平面上。,当AB，分子有手性。,类似物：,无有,2.联苯型分子,苯环间碳碳键旋转受阻，产生位阻构象异构。,当同一环上邻位有不对称取代时(取代基或原子体积较大)整个分子无对称面、无对称中心,分子有手性。,当一个苯环对称取代时（即邻位两个取代基相同时），分子无手性。,联萘衍生物：2,2-联萘二酚是手性分子。,3.螺旋型分子,(-)-六螺駢苯,末端两苯环不在同平面上。,五.环状化合物的立体异构,meso-(S,S)-(R,R)-,可能同时存在顺反异构、对映异构。,六.对映异构体的性质,对映异构体除对偏振光呈现不同性质外,在非手性环境中,具有完全相同性质,在手性环境中具有不同的性质。,名称熔点/oC25(20%水）溶解度pka1pka2(+)-酒石酸170+12o1392.934.23(-)-酒石酸170-12o1392.934.23,对映异构体在手性条件下进行反应,其反应速率不同。,生物体内酶、各种底物具手性.对映异构体进入生物体内手性环境,引起不同分子识别,使其生理活性相差很大。,例:抗妊娠反应的镇静药(R)-酞胺哌啶酮(“反应停”),手性药物与生物活性（了解）,1)对映异构体具有不同的生物活性强度,非麻醉性的消炎镇痛药：(S)-酮咯酸,2)对映异构体具有完全相反的生物活性。,利尿药：(S)-(-)-依托唑啉,4)对映异构体的毒性或严重副作用,减肥药：(S)-(+)-氟苯丙胺,3)对映异构体具有完全不同的药理作用,八.外消旋体的拆分（了解）,1.化学分离法,2.生物分离法,拆分的理论收率50%,3.晶种法,4.色谱分离法,1)柱色谱法2)配位竞争法3)纸色谱法4)气相色谱法,消旋化的动态拆分,
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