藥物基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)立體化學(xué)

藥物基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)立體化學(xué)第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月2立體化學(xué)：研究分子空間形象及其的物理、化學(xué)性質(zhì)的學(xué)科。碳鏈異構(gòu)(如:丁烷/異丁烷)官能團(tuán)異構(gòu)(如:醚/醇)官能團(tuán)位置異構(gòu)(如:辛醇/仲辛醇)構(gòu)象conformational順反異構(gòu)(烯烴、脂環(huán)烴）對映異構(gòu)非對映異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)constitutional構(gòu)型異構(gòu)configurational同分異構(gòu)isomerism立體問題Stereoisomerism互變異構(gòu)(如:烯醇/酮)第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月3§6.1對稱性與手性§6.2對映異構(gòu)體及其表達(dá)§6.4

構(gòu)型和標(biāo)記法§6.3對映異構(gòu)體與旋光性§6.6化學(xué)反應(yīng)中的立體選擇性問題§6.5立體異構(gòu)表達(dá)之間的相互轉(zhuǎn)換第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月4§6.1對稱性與手性一、對稱性分子的對稱要素對稱中心：各基團(tuán)（原子）與之連線并延長等距離處可遇到相同的基團(tuán)（原子）對稱性分子：具備對稱要素其中之一者的分子對稱面分子的所有原子共平面所形成的平面能把分子分成互為鏡像的兩半的平面對稱要素對稱面：對稱面對稱中心對稱性分子的特點(diǎn)：分子的鏡像可以與實(shí)物重合第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月5練習(xí)判斷下列分子是否有對稱面、對稱中心？若有有幾個(gè)？①一氯乙烯②環(huán)丁烷③甲醇④二氯環(huán)丁烷的各異構(gòu)體3個(gè)對稱面5個(gè)對稱面1個(gè)對稱中心1個(gè)對稱面2個(gè)對稱面1個(gè)對稱面無對稱面無對稱中心2個(gè)對稱面1個(gè)對稱面1個(gè)對稱中心注意:脂環(huán)烴環(huán)C一般不共平面,但討論立體異構(gòu)時(shí)可示意為共平面,不影響結(jié)果，---這一問題留待后面再詳細(xì)解說第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月6二、對映異構(gòu)體的表達(dá)—Fischer投影式●規(guī)定：垂直線所連基團(tuán)伸向紙后水平線所連基團(tuán)伸向紙前●十字交叉點(diǎn)代表C*●

習(xí)慣讓主鏈位于垂線Fischer投影式：用平面投影式表示C*上基團(tuán)在空間的立體排列≡楔形式Fischer投影式1、具有一個(gè)手性中心的對映異構(gòu)第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月7R/S-構(gòu)型標(biāo)記法1、立體觀察將C*上的四個(gè)基團(tuán)按取代基的優(yōu)先排序:⑷＞⑶＞⑵＞⑴

（優(yōu)先秩序由基團(tuán)的原子序數(shù)決定）將最小者⑴置于離觀察者最遠(yuǎn)處,觀察另三個(gè)基團(tuán)的排列:⑷→⑶→⑵順時(shí)針排列—R型逆時(shí)針排列—

S型RS(S)-2-丁醇(R

)-2-丁醇第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)用快速判斷R，S構(gòu)型方法首先觀察三個(gè)大基團(tuán)的排列順序，然后根據(jù)小基團(tuán)的位置判斷構(gòu)型8第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月9R第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月Fisher投影式的RS構(gòu)型判斷10A>B>C>DRS第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月11不能離開紙面翻轉(zhuǎn)，只能沿紙面平移或旋轉(zhuǎn)180，否則得不到原分子模型。Fischer式中同一C*所連基團(tuán)交換偶數(shù)次得原分子模型，交換奇數(shù)次得到其對映體。Fischer投影式的轉(zhuǎn)變：沿紙面旋轉(zhuǎn)180離開紙面翻轉(zhuǎn)180沿紙面旋轉(zhuǎn)90原分子(基團(tuán)交換2次)對映體(基團(tuán)交換1次)對映體(基團(tuán)交換3次)原分子用判斷RS構(gòu)型的方法快速判斷第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月12含手性軸的的手性化合物1.丙二烯型化合物兩雙鍵所在平面互相垂直，無對稱因素，為手性分子。2.螺環(huán)化合物（類似于丙二烯型化合物）注意：累積雙鍵中兩端的兩個(gè)C中任一個(gè)連有相同的取代基時(shí)，分子無手性。兩環(huán)所在平面互相垂直，a≠b且c≠d時(shí)為手性分子。對映體第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月132、具有多個(gè)手性中心的對映異構(gòu)含有n個(gè)C*的化合物最多有2n個(gè)立體異構(gòu)體。對映體對映體非對映體具有兩個(gè)手性C的分子例如：2-羥基-3-氯丁二酸第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月14注意:內(nèi)消旋體與外消旋體均無旋光性，但它們的本質(zhì)不同，外消旋體是混合物，內(nèi)消旋體為純物質(zhì)。1、外消旋體：一對對映異構(gòu)體二者等量混合，構(gòu)成的無旋光性（α=0）的體系，以（±）表示，通過一定手段可拆分二個(gè)化合物。2、內(nèi)消旋體：分子內(nèi)含C*，因具有對稱性因素而沒有旋光性的物質(zhì)，以“m”表示。（±）-甘油醛m-酒石酸（±）-酒石酸（分子中有C*但分子無手性）第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月15四、外消旋體與內(nèi)消旋光體例:酒石酸(2,3-二羥基丁二酸)中有2個(gè)C*,應(yīng)有4個(gè)立體異構(gòu)體,但實(shí)驗(yàn)證明只有1個(gè)左旋體、1個(gè)右旋體、1個(gè)非旋光體，為什么？(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)★(Ⅲ)與(Ⅳ)互為鏡像、互為對映異構(gòu)體，分別為左、右旋體，可構(gòu)成外消旋體；★(Ⅰ)、(Ⅱ)是同物質(zhì)，有對稱面、無手性（α=0），為內(nèi)消旋體；★(Ⅰ)與(Ⅲ)、(Ⅰ)與(Ⅳ)

為非對映體；★含多個(gè)C*的分子內(nèi)若存在對稱因素，則立體異構(gòu)體的數(shù)目減少。第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)狀化合物的手性問題16構(gòu)象翻轉(zhuǎn)觀察方向第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月反式17第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)狀分子平面化處理18第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)狀分子手性中心R，S標(biāo)記方法19第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月20§6.3對映異構(gòu)體與旋光性一、旋光性旋光性物質(zhì)：具有旋光性的物質(zhì)（手性分子）,為左旋體或右旋體。非旋光性物質(zhì)：不具有旋光性的物質(zhì)（非手性分子）。手征性分子能使偏振光振動面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)二、實(shí)驗(yàn)依據(jù)普通光平面偏振光

普通光：一種電磁波，光波有多個(gè)振動方向，但都與光的前進(jìn)方向垂直。平面偏振光：只在一個(gè)平面上振動的光（簡稱偏振光或偏光）。Nicol棱鏡(起偏鏡)第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月21對觀察者：平面向右旋為右旋體，以“d”或“+”表示平面向左旋為左旋體，以“l(fā)”或“-”表示旋光儀(polarimeter)起偏鏡檢偏鏡物質(zhì)為右旋體還是左旋體必須由實(shí)驗(yàn)確定旋光度--偏振光旋轉(zhuǎn)的角度，用“”表示。與樣品管長度、溶液濃度、光源波長、測定溫度、溶劑均有關(guān)。定義比旋光度第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月22l:樣品管長度(dm)α:旋光度ρB:質(zhì)量濃度(g/ml)t:測定溫度λ:光源波長三、比旋光度[α]

—表示物質(zhì)旋光屬性的物理量說明:⑴當(dāng)溶劑、t、λ確定時(shí),純物質(zhì)的[α]為其特性參數(shù),可查。⑵互為對映異構(gòu)體的一對物質(zhì)，其[α]值相等，符號相反。⑶已知α、[α]、l時(shí)，可求算ρB

。⑷旋光儀不能分辨α±n180°的度數(shù)。30°α=+30°還可能是+210°、+390°、-150°、-330°如何判定α的實(shí)際值？問題：第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月233、外消旋體的拆分⑴微生物拆分法：利用某些微生物或其所產(chǎn)生的酶，對對映體中的一種異構(gòu)體有選擇的分解作用。構(gòu)成外消旋體的一對對映體除旋光方向外其它物理性質(zhì)均相同用一般的物理方法（分餾、分步結(jié)晶等）不能拆分一對對映體拆分—將外消旋體分離成旋光體的過程常見拆分方法：⑵選擇吸附拆分法：用某種旋光性物質(zhì)選擇性地吸附外消旋體中的一種異構(gòu)體（形成兩個(gè)非對映的吸附物）。⑶誘導(dǎo)結(jié)晶拆分法：在外消旋體的過飽和溶液中加入一種旋光體的純晶體作為晶種，在晶種的誘導(dǎo)下該旋光體優(yōu)先結(jié)晶析出。第23頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月24⑷化學(xué)拆分法：將外消旋體與旋光性物質(zhì)作用得到非對映體的混合物，根據(jù)非對映體不同的物理性質(zhì)用一般的分離方法將它們分離。

拆分酸時(shí)，常用的旋光性堿主要是生物堿，如：（-）-奎寧、（-）-馬