【教学课件】第三章对映异构.ppt
第三章 对映异构,本章重点：掌握手性分子、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体概念；掌握Fischer投影式、D、L和R、S构型命名法；了解手性分子的生物应用。,英文词汇：enantiomerism,chirality,optical activity,enantiomer,diastereomer,meso structure,Fischer diagram.,第一节 对映体 enantiomer,一、手性 chirality如人的左右手互为镜像和实物的关系，彼此又不能重合的性质。许多有机物分子都具有手性。,二、手性分子和对映体,乳酸分子中各原子或基团在空间可有两种排列方式：,手性分子,对映异构体,一般凡是连有4个不同的原子或基团的碳原子手性碳原子，用“*C”表示。,有一个*C的化合物必定是手性分子，有一对对映体（如乳酸分子）。对映体有相同的物理、化学性质，但两者还有一个重要的不同性质，即对偏振光的偏振面作用不同。,三、对称面和非手性分子,对称面分子中存在一平面可把分子切成实物和镜像两部分。,如：2-氯丙烷,C、H、Cl成的平面对称面,非手性分子,四、判断对映体的方法,观察分子的实物与其镜像能否重合。寻找分子中是否存在对称面。寻找分子中是否存在手性碳原子（手性中心）。,一般不存在对称面，有手性碳的分子具有对映体，为手性分子。,练习：P48问题3-1,答案：a、b为手性分子；c、d存在对称面，非手性分子。,第二节 旋光性,一、平面偏振光 普通光线通过一个Nicol棱镜后，光波只在一个平面上振动，简称偏振光。,Nicol棱镜 偏振光,二、旋光性 物质能使偏振面旋转的性能optical activity。,手性分子都具有旋光性，也称旋光性物质。,三、旋光度与比旋光度,（一）旋光度,偏振面被旋光性物质所旋转的角度旋光度，用“”表示。,顺时针右旋，用“d”或“+”表示。逆时针左旋，用“l”或“”表示,方向,一般一对对映体旋光性相反，即大小相等，符号相反。,（二）比旋光度 用 表示，是旋光性物质的物理常数，对于鉴定和判断其纯度很重要。,第三节 外消旋体,由于一对对映体相等，但旋光方向相反。因此如等量混合后无旋光性。,外消旋体一对对映体的等量混合物，用“”或“dl”表示。,来源：肌肉 葡萄糖 酸牛奶(+)-乳酸()-乳酸()-乳酸,20D,+3.8 3.8 0,第四节 费歇尔投影式 Fischer diagram,常用Fischer投影式来表示一对对映体的立体结构。,“十”字交叉点代表*C；碳链放在竖线，1号C在上端；竖线上基团向纸里伸，横线上基团向纸外伸。,书写规则：,*注：Fischer式平面内旋转180，构型不变。,练习：用Fisher式表示2-溴丁烷一对对映体。,第五节 构型命名,一、D、L命名法相对构型,规定：*C2-OH，右侧*C2-OH，左侧 D-甘油醛 L-甘油醛,D-(-)-乳酸,L-(+)-乳酸,*注：化合物构型与旋光方向无对应关系。,二、R、S命名法绝对构型,次序法则：原子序数大小为序，大者优先。,比较与*C相连原子的原子序数大小；I Br Cl S F O N C H,如所连第一原子相同，依次比较第二、三原子，直至找出原子序数大的原子，即为优先基团；,具有双键、叁键时，可看作连两个、三个相同原子。,构型命名：如a b d e，最小基团e对着观察者（最远），,沿abd旋转,顺时针方向R构型；,逆时针方向S构型,如：甘油醛一对对映体,顺,逆,OH CHO CH2OH,R-甘油醛,S-甘油醛,简便判断规则：*按Fischer投影式，最小基团（H）在横键。,逆时针R构型；顺时针S构型。,沿基团大中小旋转（平面上）,如：,R-甘油醛,S-甘油醛,如最小基团（H）在竖键上，,沿基团大中小旋转（平面上）,顺时针R构型；逆时针S构型。,练习：用R、S构型法命名下列化合物构型。,R-氯溴碘甲烷,S-2-丁醇,R-丙氨酸,S-苹果酸,又如：,R-乳酸,S-乳酸,第六节 非对映体和内消旋体,一、非对映体 diastereomer,含两个不同*C的化合物，有4个立体异构体（2对对映体）。,如：2,3,4-三羟基丁醛,（2R,3R-）（2S,3S-）（2S,3R-）（2R,3S-）,enantiomer enantiomer,diastereomer不成镜像关系的立体异构体。,若分子中含n个不同*C，立体异构体数目=2n。,二、内消旋化合物 meso structure,含相同*C时，对映体数目减少。,如：酒石酸,（2R,3R-）（2S,3S-）,对称面,meso structure（分子内两个*C构型抵消）,含两个相同*C，只有三个立体异构体。,外消旋体：等量左旋、右旋混合物，可拆分为两个化合物。内消旋体：一个化合物，具有对称面，不能拆分。,第七节 手性分子的生物作用,手性分子的一对对映体，在生理活性上作用有很大差异。如治疗帕金森病的药物多巴，存在一对对映体。只有（）-多巴有治疗作用。,由于受体多为手性化合物。手性药物中某一立体结构只有与特定受体的立体结构有互补关系，其活性部位才能进入受体靶位，产生应有的生理作用。,小结：1.手性分子、对映体、非对映体、内消旋体及外消旋体的概念。2.Fischer投影式表示对映体构型和两种命名法（D、L和R、S）。,练习：写出下列化合物的Fischer投影式。1.R-苹果酸 2.(2S,3S)-4-羟基-2,3-二氯丁醛 3.R-2-氯丁醛,作业：阅读Section 3 Optical isomerism全文，翻译P7第一段，P8第二段（前6行）。P64/6,7,10,16。,
