第七章 有機化學中的同分異構(gòu)現(xiàn)象

第七章有機化學中的同分異構(gòu)現(xiàn)象第1頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.1有機化學中的構(gòu)造異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)體按照其結(jié)構(gòu)的特點又可以進一步細分為以下三種常見的類型：碳鏈異構(gòu)、位置異構(gòu)和官能團異構(gòu)。

碳鏈異構(gòu)是指由于分子中碳鏈形狀不同而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象。具有1-3個碳原子的烷烴沒有構(gòu)造異構(gòu)體，而4個碳原子的烷烴包含正丁烷和異丁烷兩種異構(gòu)體。戊烷包含3種構(gòu)造異構(gòu)體，己烷的異構(gòu)體有5種，庚烷有9種，癸烷有75種。第2頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

位置異構(gòu)是指由于取代基或官能團在碳鏈上或碳環(huán)上的位置不同而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象。這種異構(gòu)現(xiàn)象普遍存在于烯烴、炔烴、醇、酚、酮等具有官能團的有機化合物中。例如，第3頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

官能團異構(gòu)是指由于分子中官能團的不同而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象。單烯烴與環(huán)烷烴、炔烴與二烯烴、醇與醚、醛與酮、烯醇與酮、酯和羧酸、酚和芳香醇等都屬于官能團異構(gòu)。例如，

第4頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.2有機化合物的立體異構(gòu)現(xiàn)象1874年，年輕的物理化學家范霍夫（J.H.Van’tHoff）和勒貝爾（J.A.LeBel）根據(jù)有機分子的旋光性等實驗事實，分別獨立地發(fā)表論文提出碳的四價是指向四面體的四個頂點，即碳原子的四面體理論，打破了有機分子的平面結(jié)構(gòu)理論，開創(chuàng)了有機分子立體結(jié)構(gòu)的先河。以碳原子的四面體理論為基礎的現(xiàn)代立體化學理論已經(jīng)有了高度的發(fā)展和更加豐富的內(nèi)涵。

立體異構(gòu)體主要包括構(gòu)象異構(gòu)、幾何異構(gòu)和對映異構(gòu)三大類。幾何異構(gòu)現(xiàn)象主要發(fā)生在環(huán)烷烴和烯烴分子中，對映異構(gòu)則主要發(fā)生在具有手性特征的分子中，主要包括對映異構(gòu)和非對映異構(gòu)兩類異構(gòu)體。第5頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.2.1構(gòu)象異構(gòu)分子式相同，原子的結(jié)合順序即構(gòu)造式也相同，但由于σ單鍵的旋轉(zhuǎn)使分子中的原子或者原子團在空間的位置或者取向不同。這種通過單鍵旋轉(zhuǎn)而導致分子中原子或者原子團在空間的不同取向叫做構(gòu)象，由此得到的不同空間結(jié)構(gòu)叫做構(gòu)象異構(gòu)。它們用鋸架式表示如下：

有時為了更加清楚地表示出原子和原子團之間交叉和重疊的情況，常用（Newman）投影式來表示：

交叉式重疊式交叉式重疊式第6頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三圖7.1

乙烷不同構(gòu)象能量大小圖第7頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三丁烷具有如下四種典型的構(gòu)象異構(gòu)體。圖7.2丁烷不同構(gòu)象能量大小圖第8頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.2.2幾何異構(gòu)幾何異構(gòu)是指原子或者原子團在空間的取向不同，但這種不同的空間取向不是由于單鍵的旋轉(zhuǎn)而是分子的剛性造成的，因此如果沒有鍵的斷裂，幾何異構(gòu)體之間是不能相互轉(zhuǎn)換的。這種分子的原子或者原子團在空間的排列方式叫做構(gòu)型。幾何異構(gòu)主要包括烯烴的順反異構(gòu)以及環(huán)狀化合物的順反異構(gòu)。一、烯烴的順反異構(gòu)二、環(huán)狀化合物的順反異構(gòu)。第9頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.2.3對映異構(gòu)7.2.3.1手性和對映異構(gòu)當一個物體沒有對稱中心或者沒有對稱平面的時候，物體與它的鏡像就不能重合，就象人的左手和右手一樣，非常相似，但不能重疊，物體的這種性質(zhì)稱為物體的手性。如果出現(xiàn)分子與它的鏡像不能重疊的情況，這種現(xiàn)象就稱為分子的手性，這種分子就稱為手性分子。很顯然，一個手性分子至少有兩種構(gòu)型異構(gòu)體，一個是實物，一個是映在鏡子里的鏡像，它們互為對映異構(gòu)體，簡稱對映體。這種由于分子和它的鏡像不能重疊而產(chǎn)生的構(gòu)型異構(gòu)叫做對映異構(gòu)。如乳酸分子的兩種對映體如下：L-(+)-乳酸D-(-)-乳酸第10頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

對映異構(gòu)體在宏觀性能上表現(xiàn)出的最大差別是生理活性不一樣以及旋光性不同，其它一般性能如沸點、熔點、溶解度、極性甚至反應活性都是相同的。由于旋光性是容易測定的，測定旋光性是研究對映異構(gòu)體最重要和最早的方法，因此對映異構(gòu)也叫旋光異構(gòu)，對映異構(gòu)體也叫光學異構(gòu)體。第11頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.1.4.2旋光性普通白光是由不同波長組成的電磁波，光波的振動方向與其前進方向互相垂直。單色光，如從鈉光燈發(fā)射出來的黃光，則具有單一的波長(λ＝589nm)，但仍在與其前進方向互相垂直振動。若使普通光通過尼科爾(Nicol)棱鏡，則只有振動方向和棱鏡的晶軸平行的光線才能通過。這種只在一個平面上振動的光叫做平面偏振光，簡稱偏振光。偏振光振動所在的平面叫做偏振面。普通光尼科爾棱鏡偏振光

一束普通光（箭頭為光束前進方向）一束偏振光第12頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

當兩個尼科爾棱鏡平行放置，從一個尼科爾棱鏡產(chǎn)生的偏振光可以全部通過，但當兩個尼科爾棱鏡垂直放置時，從另一個尼科爾棱鏡不能看到從前一個尼科爾棱鏡產(chǎn)生的偏振光，必須將尼科爾棱鏡旋轉(zhuǎn)90o才能使偏振光完全看到。當在兩個平行放置的尼科爾棱鏡之間放置某些液體或溶液，如葡萄糖溶液，發(fā)現(xiàn)從一個尼科爾棱鏡產(chǎn)生的偏振光不可以通過另一個尼科爾棱鏡，必須將尼科爾棱鏡旋轉(zhuǎn)一定的角度才能使偏振光完全看到。這就說明這些溶液使偏振光的偏振面發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，溶液的這種使偏振光發(fā)生偏轉(zhuǎn)的性質(zhì)叫旋光性，也叫具有光學活性，旋轉(zhuǎn)的角度叫做旋光度。如果使偏振光向右偏轉(zhuǎn)，記為（＋）;如果向左偏轉(zhuǎn)，記為（－），如圖7－4所示。

普通光尼科爾棱鏡樣品管尼科爾棱鏡

旋光儀的工作原理第13頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.1.4.3比旋光度為了便于比較，一般用比旋光度[α]表示物質(zhì)的旋光能力大小和旋光方向[α]λt為測定的旋光度；L為管長，以分米為單位；C為濃度，以克／毫升為單位，如果為純的液體則濃度改換成比重（克／厘米3）。

由于兩個對映體的旋光度大小相等但方向相反，將兩個對映體等量混合所得到的溶液，其旋光能力相互抵消，沒有旋光性，這種混合物叫做外消旋體。一些純的對映異構(gòu)體在酸堿、高溫等條件下甚至在放置一段時間后，會轉(zhuǎn)化為另外一個對映體，當兩個對映體的量相等時，其旋光性也會消失，我們把這種現(xiàn)象叫做外消旋化。對映體容易發(fā)生外消旋化會影響對映體的旋光性和純度，但要將一個沒用的對映體轉(zhuǎn)化為另一個有用的對映體時，在一定條件下進行外消旋化是經(jīng)常要用到的。第14頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.1.4.4分子的對稱性與手性只有手性分子才能分離出純的對映體而顯示光學活性，如何判斷一個化合物是否具有手性，最好的辦法是判斷化合物分子是否具有對稱性，如果一個分子沒有對稱面，也沒有對稱中心，這個分子與它的鏡像不能重疊，分子具有手性。第15頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三（1）具有一個不對碳稱原子的手性分子當分子中的一個碳原子連接四個不同的原子或者原子團時，這個分子是不對稱的，具有手性，這個碳原子叫做不對稱碳原子，也叫做手性中心或者手性碳原子。如下圖所示的-丙氨酸即為手性分子，-碳上有四個不同的取代基，分子與其鏡像不能重疊，有兩個對映體。左邊的對映體即為天然的L-丙氨酸，右邊為人工合成的D-丙氨酸。2-氨基丙酸第16頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

如果碳原子上有兩個相同的原子或者原子團，則分子有一個對稱面，不具有手性，沒有對映體，如丙酸。

被考查的碳原子，甲基以及羧酸在一個平面上，兩個氫原子處在與平面相對稱的兩邊，兩個氫原子交換后得到的是同一個分子，這個平面即為對稱面。也可把這個平面看作一面鏡子，氫原子投影后，實物與鏡像相同，可以相互重疊，因此具有對稱面的分子沒有手性。第17頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三（2）具有兩個以上不對稱碳原子的手性分子當分子含有兩個以及兩個以上的不對稱碳原子時，對映體的數(shù)目會急劇增加，情況變得復雜。如果一個分子內(nèi)兩個不對稱碳原子是不相同的，即兩個不對稱碳原子上所連接的四個取代基不完全一樣，這個分子會有四種不同的立體構(gòu)型，可獲得四種旋光異構(gòu)體。因為每一個不對稱碳原子會有一正一負兩個旋光異構(gòu)體，其中正的旋光異構(gòu)體可與另一個不對稱碳原子一正一負旋光異構(gòu)體組合成兩個旋光異構(gòu)體，負的旋光異構(gòu)體也可與另一個不對稱碳原子組成兩個旋光異構(gòu)體，這樣便得到四個旋光異構(gòu)體a,b,c和d。圖解如下：第18頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

例如3－氯－2－丁醇，有兩個不同的不對稱碳原子，可以形成四個旋光異構(gòu)體。

?、ⅱ＂?/p>

其中ⅰ和ⅱ，ⅲ和ⅳ兩對旋光異構(gòu)體互為實物和鏡像關(guān)系，互為對映異構(gòu)體，兩個對映體的一般物理性質(zhì)和化學性質(zhì)相同，很難通過一般的分離方法進行分離。ⅰ和ⅲ、ⅳ，以及ⅱ和ⅲ、ⅳ之間不是實物和鏡像關(guān)系，為非對映異構(gòu)體。非對映體的理性質(zhì)和化學性質(zhì)往往不同，可以通過一般的分離方法如重結(jié)晶、柱層析等進行分離。3－氯－2－丁醇四個旋光異構(gòu)體的對映和非對映關(guān)系可圖示如下：第19頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

從上面推斷旋光異構(gòu)體的方法中可以知道，如果分子中有n個不相同的不對稱碳原子，則會有2n個旋光異構(gòu)體。其中對映體總是成對出現(xiàn)，非對映體會有很多。第20頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

如果一個分子具有兩個相同的不對稱碳原子，旋光異構(gòu)體的數(shù)目和性質(zhì)會與上述的不一樣。在上面推斷旋光異構(gòu)體數(shù)目的時候，有兩個異構(gòu)體是通過一個不對稱碳原子的負旋光異構(gòu)體與另一個不對稱碳原子的正旋光異構(gòu)體組合的，如果兩個不對稱碳原子不同，在組合時正負不會抵消。如果兩個不對稱碳原子相同，則在組合時正負旋光能力大小相等，會相互抵消。這樣原來通過＋－和－＋組合得到的兩個異構(gòu)體將沒有旋光性，成為一個異構(gòu)體。這樣就只有三個異構(gòu)體，兩個旋光，一個不旋光，不旋光的異構(gòu)體叫做內(nèi)消旋體，記為meso-.如酒石酸的結(jié)構(gòu)所示，內(nèi)消旋體雖然有不對稱碳原子，但有一個對稱平面，所以沒有手性，沒有旋光性。

左旋酒石酸右旋酒石酸內(nèi)消旋酒石酸D-(-)-酒石酸L-(+)-酒石酸meso-酒石酸第21頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

L-(+)-酒石酸為天然產(chǎn)物，D-(-)-酒石酸是人工合成的，它們兩個互為對映體，有相同的熔點（170oC）,在120毫升水中都只能溶解139克，酸性強度也相同，比旋光度大小相同，方向相反。雖然內(nèi)消旋體和外消旋體都沒有旋光性，但它們的物理性能和化學性能有很大區(qū)別，它們與D或者L酒石酸對映體的性能也完全不同。

內(nèi)消旋體是一個單一分子，由于分子內(nèi)有一個對稱平面而沒有旋光性；而外消旋體是兩個對映體的等量混合物，旋光度相互抵消而不具有旋光性，可以再分離為兩個旋光度相反的化合物。

從理論上講，凡含有兩個相同的不對稱碳原子的化合物都有三種立體異構(gòu)體，一對對映體和一個內(nèi)消旋體。第22頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

當環(huán)狀化合物的環(huán)上有不對稱碳原子時，旋光異構(gòu)體數(shù)目與開鏈化合物相同，如2,5-二羧基四氫吡咯有兩個相同的不對稱碳原子，有三個立體異構(gòu)體，包括二個對映體和一個內(nèi)消旋體。左旋二羧基四氫吡咯可從海藻中分離得到。很顯然，兩個旋光異構(gòu)體有一個C2對稱軸，即繞軸旋轉(zhuǎn)180oC后，還是原來的立體構(gòu)型。因此分子的軸對稱性不會使分子失去手性。左旋二羧基四氫吡咯右旋二羧基四氫吡咯meso-二羧基四氫吡咯第23頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三（3）沒有不對稱碳原子的手性分子分子含有不對稱碳原子是判斷分子是否具有手性的一個重要條件，但不是充分和必要條件。分子含有不對稱碳原子可能沒有手性，如內(nèi)消旋體；分子沒有不對稱碳原子也可以具有手性，只要整個分子是不對稱的。第24頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三（a）聯(lián)苯型的化合物很多具有構(gòu)象異構(gòu)體的分子應該具有手性，因為當單鍵旋轉(zhuǎn)到一定角度的時候，分子就會呈現(xiàn)不對稱性。聯(lián)苯型的化合物就是典型的例子。

6,6’-二硝基-2,2’-聯(lián)苯二甲酸在連接兩個苯的單鍵鄰位全部有取代基，單鍵旋轉(zhuǎn)受阻，兩個苯環(huán)不在一個平面上，分子具有手性。6,6’-二硝基-2,2’-聯(lián)苯二甲酸第25頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三再如1,1’-聯(lián)二(2-萘酚)也是由于單鍵旋轉(zhuǎn)受阻而成為手性分子。

右旋1,1’-聯(lián)二(2-萘酚)左旋1,1’-聯(lián)二(2-萘酚)

1,1’-聯(lián)二(2-萘酚)的兩個對映體在對映異構(gòu)體的不對稱合成中是非常有名的，常被用作催化劑的手性配體，得到的選擇性很高。第26頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三（b）丙二烯型的手性分子在丙二烯分子中，兩個累積雙鍵是相互垂直的。如果在兩邊的碳原子上有取代基，兩個碳原子上的取代基也是相互垂直的。如果兩個碳原子上分別連接不同的取代基，則分子將沒有對稱性而具有手性。

下列人工合成的丙二烯衍生物1,3-二苯基-1,3-二（1’－萘基）丙二烯的兩個對映體已經(jīng)拆分得到。丙二烯型分子丙二烯π鍵軌道第27頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三（c）其它不同取代產(chǎn)生的手性分子氮，磷以及硫等原子連接四個不同的取代基時，分子沒有對稱面或者對稱中心，也具有手性。叔膦的化合物能得到對映體。很多亞砜化合物是一個穩(wěn)定的手性分子。甲基苯基亞砜的對映體甲基正丙基苯基膦的對映體第28頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

當一個分子的骨架上有不同的取代基時，也會造成分子的不對稱而具有手性。如在杯芳烴的下端連接的取代基后，可以分離出杯芳烴旋光體。

右旋杯芳烴左旋杯芳烴第29頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.2對映異構(gòu)體的命名法7.2.1D/L相對構(gòu)型標記法在上世紀初光學異構(gòu)體的絕對構(gòu)型是不知道的。為了確定其它手性分子的相對構(gòu)型,費歇爾(E.Fisher)選擇D-甘油醛作為構(gòu)型聯(lián)系的標準。并且把D-甘油醛所具有的立體結(jié)構(gòu),即與不對稱碳原子相結(jié)合的氫原子放在費歇爾投影式左邊，編號最小的原子放在頂端，這樣一種結(jié)構(gòu)稱為D-構(gòu)型，其對映體為L-構(gòu)型。D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛第30頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三D-(+)-甘油醛D-(-)-甘油酸D-(+)-異絲氨酸D-(-)-β-溴乳酸D-(-)-乳酸

其它的旋光化合物的構(gòu)型以甘油醛為標準比較得到。凡是由D-甘油醛通過化學反應得到的化合物或可轉(zhuǎn)變?yōu)镈-甘油醛的化合物，只要在轉(zhuǎn)變過程中原來的手性碳原子構(gòu)型不變，其構(gòu)型即為D型。同樣，與L-甘油醛相關(guān)的即為L型。例如：第31頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

反時針方向，S型順時針方向，R型取代基a>b>c>d.7.2.2R/S絕對構(gòu)型標記法R/S命名法是將手性碳原子上四個不同的取代基中最小的取代基放在離觀察者最遠的地方，其它三個取代基按照從大到小的順序數(shù)下去，如果為順時針方向則為R構(gòu)型，如果為反時針方向則為S構(gòu)型。第32頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

原子或者原子團的大小次序規(guī)則如下：（1）原子序數(shù)或者原子量大的為較優(yōu)的大基團。常見元素的原子的較優(yōu)次序的排列如下：Br>Cl>S>P>Si>F>O>N>C>B>Li>T>D>H（2）如果取代基中與分子骨架直接相連的原子大小順序相同時，應用外推法順次比較第二個第三個等原子的大小順序，直到能夠決定較優(yōu)的更大基團為止。例如:(CH3)3C－，(CH3)2CH－，CH3CH2－，CH3－（3）確定不飽和基團的大小次序時，應把不飽和鍵的成鍵原子看作是以單鍵分別和相同的原子相連接。第33頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

在書寫立體構(gòu)型時，既可用透視式表示，這樣的書寫比較直觀，也可用費歇爾投影式表示。

透視式費歇爾投影式(R)-(-)-乳酸

(S)-(-)--苯基乙胺從書寫這些結(jié)構(gòu)可知，如果任意調(diào)換兩個原子或者原子團的位置，則分子的構(gòu)型改變。(R)-(＋)--苯基乙胺(S)-(+)-乳酸

第34頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

命名含有多個手性碳原子的化合物時，應將每個手性碳原子的構(gòu)型依次標出，并把手性碳原子的編號和構(gòu)型符號一起放在化合物名稱前的括號內(nèi)。例如用R/S命名D和L酒石酸：

D-(-)-酒石酸L-(+)-酒石酸(2S,3S)-酒石酸(2R,3R)-酒石酸第35頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.3立體異構(gòu)體的性質(zhì)7．3．1物理性質(zhì)

兩個對映體，物理性質(zhì)相同。

非對映異構(gòu)體，一般不相同。外消旋體，對映體等量混合物。內(nèi)消旋體，單一混合物。7．3．2化學性質(zhì)在手性條件下，化學性質(zhì)可以表現(xiàn)出差異。在一般的非手性條件下，兩個對映體的化學性質(zhì)完全相同。第36頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7．3．3生理性質(zhì)在生命體內(nèi)，兩個對映體往往表現(xiàn)出不同的生理性能。

S-thalidomider反應停,致畸R-thalidomider反應停,鎮(zhèn)定第37頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三表1手性分子不同異構(gòu)體不同的生理性能名稱結(jié)構(gòu)一種對映異構(gòu)體性能另一種對映異構(gòu)體性能Dopa(多巴)(S)-異構(gòu)體,治療珀金森病(R)-異構(gòu)體,嚴重付作用Ketamine(氯胺酮)(S)-異構(gòu)體,麻醉劑(R)-異構(gòu)體,致幻劑Penicillamine(青霉胺)(S)-異構(gòu)體,治療關(guān)節(jié)炎(R)-異構(gòu)體,突變劑Ethambutol(乙胺丁醇)(S)-異構(gòu)體,治結(jié)核病(R)-異構(gòu)體,致盲Asparagine(門冬酰胺)(S)-異構(gòu)體,苦的(R)-異構(gòu)體,甜的Propoxyphene(丙氧芬)(S)-異構(gòu)體,止痛(R)-異構(gòu)體,止咳第38頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三Timolol(噻嗎洛爾)(S)-異構(gòu)體,腎上腺素阻斷劑(R)-異構(gòu)體,無效Propranolol(普萘洛爾)(S)-異構(gòu)體,治療心臟病(R)-異構(gòu)體,只有(S)-異構(gòu)體的1%療效。Naproxen(萘普生)(S)-異構(gòu)體,抗炎藥(R)-異構(gòu)體,只有(S)-異構(gòu)體的1/28療效。Fluazifop-butyl(穩(wěn)殺得)(S)-異構(gòu)體,除草劑(R)-異構(gòu)體,無效Asana(氰戊葡酯)一個異構(gòu)體是強力殺蟲劑另三個異構(gòu)體對植物有毒第39頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.5單一對映體的制備方法7.5.1對映體組成和純度的測定對映體純度一般用對映體過量的百分數(shù)來表示，記為％e.e（enantiomerexcess）。非對映體過量(diastereomerexcess,d.e.)。第40頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.5.1.1測定旋光度一個純的對映體具有最大的旋光度絕對值，如果混有另外一個對映體，其旋光度絕對值會減小。工業(yè)上一般通過測定旋光度來判斷對映體的純度，也是最早用于分析對映體純度的方法，用測旋光度得到的純度也叫光學純度。如果一個手性分子在所使用的波長范圍內(nèi)沒有吸收，則它的對映異構(gòu)體純度不能通過測定旋光性來判斷。7.5.1.2核磁共振（NMR）測定NMR一般不能區(qū)別兩個對映體，但當這兩個對映體與其它手性物質(zhì)或者環(huán)境有作用時，這兩個對映體實際上成為非對映體，此時則可以區(qū)別這兩個對映體。(a)在手性溶劑中測定。如用(-)-α-苯基乙胺作溶劑，2,2,2-三氟-1-苯基乙醇的兩個對映體可以用19FNMR譜區(qū)別開來。(b)使用位移試劑。常使用手性鑭系配合物，對映體中含有孤對電子的原子能與手性金屬配合物的金屬離子配位，使對映體成為非對映體而能被NMR區(qū)別。很多手性化合物如酰胺、胺、酯、酮和硫砜等都能與手性鑭系配合物作用，使對映體的NMR譜產(chǎn)生差異。第41頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

除了手性鑭系配合物外，一些手性主體化合物也能用作位移試劑。

杯芳烴化合物扁桃體酸第42頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.5.1.3用手性色譜柱

用手性色譜柱確定對映體的組成是廣泛使用的方法，因為很多對映體都可用手性色譜柱分開。對于低沸點的手性分子，一般小于260oC，或者在高溫下穩(wěn)定的手性分子，可用氣相色譜來分析；對于高沸點的手性分子，或者在高溫下不穩(wěn)定的手性分子，可用液相色譜來分析。第43頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.5.2化學拆分法

將外消旋化合物分離成兩個純的對映體叫做對映體的拆分。例如可以用天然的L-(+)-酒石酸將-苯乙胺拆分為純的(S)-(-)--苯乙胺和(R)-(+)--苯乙胺。第44頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

常用于外消旋堿拆分的還有樟腦磺酸、扁桃體酸、檸檬酸等；用于酸拆分的有生物堿奎寧、馬錢子堿、辛可寧等。用于拆分對映體的這些具有光學活性的試劑也叫拆分試劑。如果外消旋體既不是酸又不是堿，可以引入一個羧基或者氨基，然后用上述方法進行拆分。第45頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.5.3物理拆分法這種方法是在外消旋體的過飽和溶液中，加入少量某一對映體的晶體，也叫晶種，與晶種相同的對映體的過飽和度會加大，從而優(yōu)先結(jié)晶出來。由于原外消旋體就是過飽和的溶液，晶種結(jié)晶出來時會將相同的對映體一同結(jié)晶出來，并可超出晶種的一倍。過濾后，溶液中就是另一對映體過量，再加外消旋體，加熱溶解，冷卻后另一對映體就優(yōu)先結(jié)晶析出。這樣加少量一種對映體，就可以把兩種對映體分離出來，非常節(jié)省拆分試劑。在氯霉素的工業(yè)生產(chǎn)中使用這種方法可以將氯霉素同另外一種無效的對映體分開。第46頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.5.4動力學拆分前面兩種對映體的拆分方法是利用溶解度及極性的大小來實行的。利用兩個對映體在手性環(huán)境下反應速度不同，從而將兩種對映體分離，這種方法叫做動力學拆分。

第47頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

現(xiàn)在很多人工合成的手性催化劑也象生物酶一樣具有很高的催化活性和選擇性，甚至也可以用于外消旋體的動力學拆分。例如Sharpless環(huán)氧化手性催化劑可以用于烯丙醇的環(huán)氧化動力學拆分。Sharpless環(huán)氧化手性催化劑為鈦酸異丙酯和D-(+)-酒石酸異丙酯的混合物，用叔丁基過氧化氫作環(huán)氧化試劑，在二氯甲烷和－20oC下進行。外消旋體中的(R)-3-丁烯-2-醇被環(huán)氧化，而(S)-3-丁烯-2-醇由于反應很慢保留了下來。(S)-3-丁烯-2-醇的沸點比環(huán)氧化物的低，先蒸餾出去，從而將兩種異構(gòu)體分開。得到的(2R,3R)-3,4-環(huán)氧基-2-丁醇是合成藥物以及天然產(chǎn)物非常有用的手性原料。如它可用于合成新型抗癌藥物埃博霉素（Epothilone）的手性砌塊。第48頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三7.5.5不對稱催化反應通過手性催化劑將非手