第三章对映异构

1、第三章第三章 对映异构对映异构构造异构构造异构立体异构立体异构(分子中原子间的排列顺序、结合方式不同)(分子中原子或原子团在空间排布方式不同)碳链异构位置异构官能团异构构型异构构象异构异构异构顺反异构对映异构对映异构对映异构enantiomerism（p85）第一节第一节 对映体对映体 enantiomer 自然界有许多物体具有手性。h3cchohcooh演示时钟的手性演示许多有机物分子也具有手性。如乳酸分子乳酸分子中各原子或基团在空间有两种排列方式（两种构型）：第一节第一节 对映体对映体 enantiomerh3cchohcooh乳酸c连有4个不同的原子或基团的碳原子ccoohhoch3hc

2、coohohh3ch镜子不能与其镜像重叠的分子互为对映异构体互为对映异构体演示ohchch3hohchh3chohchch3hohchch3h实物与其镜像能够完全重合的分子为同一分子乙醇分子对称面：分子中存在一平面，可把分子切成实物和镜像两部分如：丙酸非手性分子第一节第一节 对映体对映体 enantiomer一个分子能否与其镜像重叠，与分子的对称性有关。因此可以通过考察分子中有无对称因素存在来判断一个分子是否为手性分子。结构对称的分子是ch3ch2cooh对称面分子的对称面非手性分子clffhhhhclp对称中心：分子中存在一点p p，通过p p点画任何直线，在离p p点等距离的直线两端有相同

3、的原子或基团如：1，3-二氟-2，4-二氯环丁烷非手性分子对称中心判断手性分子的方法判断手性分子的方法 观察分子的实物与其镜像能否重合 不能重合是手性分子 寻找分子中是否存在对称因素 不对称的是手性分子 寻找分子中是否存在手性碳原子（手性中心） 有一个手性碳原子的化合物必定是手性分子练习：p88问题4.4答案：a、b为手性分子；c、d存在对称面，非手性分子。手性分子具有对映异构现象第二节第二节 旋光性旋光性 optical activity 普通光线通过一个nicol棱镜后，得到的光只在一个平面上振动，称。 nicol棱镜 偏振光物质旋光性物质非旋光性物质如乳酸、葡萄糖如乙醇、丙酸v手性分子都

4、是旋光性物质，具有旋光性。因此对映异构体又称为旋光异构体。v一对对映体在物理性质上的差异就是两者对平面偏振光的作用不同。一个使偏振光左旋，另一个使偏振光右旋。v物质的旋光性用旋光度和旋光方向表示旋光仪偏振面被旋光性物质所旋转的角度 顺时针右旋， d 或 + 表示表示逆时针左旋， l 或 表示表示旋光方向比旋光度 =td l如： = +98.3o (c，1, ch3oh)20d一对对映体旋光度值相等，但旋光方向相反。第三节第三节 外消旋体外消旋体 racemate一对对映体的等量混合物称（ ） 或 （dl ）表示来源： 肌肉 葡萄糖 酸牛奶 (+)-乳酸 ()-乳酸 ()-乳酸20d +3.8

5、3.8 0h3cchohcooh第四节第四节 fischer投影式投影式常用fischer投影式来表示一对对映体的立体结构。h碳链竖放，编号小的碳原子在上端h“十”字交叉点代表手性中心h 横前竖后书写规则：*注：注：fischer式平面内式平面内旋转旋转180，构型不变。，构型不变。练习：用fisher式表示2-溴丁烷一对对映体。coohch3ohhcoohhhoch3（）-乳酸（+）-乳酸ch3ch2ch3brhch3hbrch2ch3*第五节第五节 构型命名构型命名（+）-甘油醛choch2ohohhchohhoch2ohch2chchooh oh甘油醛*ohho（-）-甘油醛以甘油醛为标

6、准d-l-在fischer投影式中，c*上取代基处于右侧为d-构型；处于左侧为l-构型。 coohhch3h2nl-2-氨基丙酸第五节第五节 构型命名构型命名按c*上连接的四个原子或原子团的优先次序来命名中大小最小中大小最小次序法则（p82）：比较与*c相连原子的原子序数大小，大者优先。 如：i br cl s f o n c h如所连第1个原子相同，依次比较其后面的原子，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。如：ch3ch2ch3c ( h, h, h )c ( h, h, c )如：chch2ohc ( h, o, o )c ( h, h,

7、o )o构型命名：如a b d e ，最小基团e远离观察者沿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oh cho ch2ohr-甘油醛s-甘油醛ceabdchoch2ohohhhohchoch2oh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ch3hohcoohcoohhohch3大中小brihclhohch3ch2ch3hcoohch3nh2hhoocch2coohoh大中小大中小大中小小中大第六节第六节 非对映体和内消旋体非对映体和内消旋体含有1个手性碳原子的化合物具有21个对映异构体，即1对对映体。含

8、有n个手性碳原子的化合物最多可有2n个对映异构体，即2n/2对对映体。例如：2,3,4-三羟基丁醛h2cchchchoohohoh*含两个不同c *的化合物，有4个立体异构体（2对对映体）。4 3 2 1chohohhohch2ohhochohohhch2ohchohohhohch2ohchohohhohch2oh（2r,3r） （2s,3s） （2s,3r） （2r,3s）c2：oh cho chohch2oh h c3：oh chohcho ch2oh h enantiomers enantiomers彼此不成镜像关系的旋光异构体称chohhoohhohhohhch2ohchoohhohh

9、ohhohhch2oh只有1个手性碳原子构型不同的两个非对映体称 例如：含相同手性碳原子时，对映异构体数目减少。如：酒石酸chohhoocchohcooh*含两个相同c *，只有三个立体异构体coohhohhohcoohhocoohhohhcoohcoohhohhohcoohcoohhohhohcoohc2 ，c3： oh cooh chohcooh h（2r,3r） （2s,3s） （2r,3s） （2s,3r） enantiomers=meso-酒石酸对称面一对对映体1个内消旋体外消旋体racemic mixture内消旋体meso structure一对对映体的等量混合物具有对称面的单一

10、化合物旋光性从外部抵消旋光性从内部抵消可拆分不能拆分第七节第七节 手性分子的生物作用手性分子的生物作用 生物体内环境是手性的，因此一对对映体，在生理活性上有很大差异。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。这是由于受体分子多为手性化合物。手性药物的立体结构只有与特定受体的立体结构有互补关系时，其活性部位才能进入受体靶位，产生应有的生理作用。 一对对映体中只有一个适合进入受体靶位，发挥疗效。手性分子与手性受体之间的相互作用 a. 分子的构型完全适合与受体靶位作用b. 其对映体不能合适地进入相同的受体靶位小结小结1. 手性分子、对映体、非对映体、内消旋体及外消旋体2. fischer投影式表示对映体构型3. 对映异构体