有机化学中的立体异构

关于有机化学中的立体异构第一页，共三十九页，2022年，8月28日3.1烷烃的构象(conformation)链状化合物的构象由于单键可以旋转，单键两端碳原子上所连基团可以产生无数个不同的相对位置，由此产生无数个不同的构象。例如：第二页，共三十九页，2022年，8月28日HHHHHHHHHHH

交叉式重叠式链状化合物的Newman投影式乙烷的Newman投影式：能量变化图:第三页，共三十九页，2022年，8月28日第四页，共三十九页，2022年，8月28日丁烷的四种典型构象第五页，共三十九页，2022年，8月28日

环状化合物（环己烷）的构象

船式构象椅式构象第六页，共三十九页，2022年，8月28日

构象转换：a键e键第七页，共三十九页，2022年，8月28日3.2顺反异构

cis-transisomerism顺反异构出现在含有双键的化合物和环状化合物中。分子产生顺反异构的必须条件是：1、分子中具有限制旋转的刚性结构，例如双键、脂肪环。2、刚性结构两端的碳原子上必须各连有两个不同的基团。第八页，共三十九页，2022年，8月28日具有顺反异构的烯烃构型标记规定：按顺序规则，两个大的基团在双键同侧的为Z型，两个大的基团在双键异侧的为E型。第九页，共三十九页，2022年，8月28日反式2-丁烯与顺式2-丁烯第十页，共三十九页，2022年，8月28日

反式1，4-二甲基环己烷的空间结构第十一页，共三十九页，2022年，8月28日3.3旋光异构

opticalisomerism

手征性和手征性分子实物与其镜像不能完全重合的性质称为手征性。

偏振光和旋光活性只在一个平面上振动的光为平面偏振光，能使平面偏振光的振动面发生偏转的分子具有旋光活性。

旋光度和比旋光度每毫升1克物质放在1分米长的溶液管中测得的旋光度为比旋光度第十二页，共三十九页，2022年，8月28日比旋光度计算公式：

[]

λt=×(C×L)-1

=实测旋光度

C=g/mlL=dm

每毫升1克物质放在1分米长的溶液管中测得的旋光度为比旋光度第十三页，共三十九页，2022年，8月28日3.3.4分子的对称性和手征性1、不具有对称因素（对称面、对称点、对称中心）的分子具有手征性。2、含有手性碳原子的化合物绝大多数是手征性分子。连有四个不同原子或基团的碳原子是手性碳原子，该碳原子必须是SP3杂化。第十四页，共三十九页，2022年，8月28日3.3.5费歇尔(Fischer)投影式用平面式来表示分子中各基团在三维空间的位置。投影原则：1、确定中心碳原子（手性碳原子）。2、基本碳链竖直取向，氧化态高的放在顶端。3、中心碳原子上方和下方（竖键）所连的基团指向面内。中心碳原子左方和右方（横键）所连的基团指向面外。第十五页，共三十九页，2022年，8月28日第十六页，共三十九页，2022年，8月28日

手性碳原子的构型标记法（1）DL构型标记法（相对构型标记法）：以甘油醛的Fischer投影式为标准。羟基在右边的为（D）型，羟基在左边的为（L）型。（2）RS构型标记法（绝对构型标记法）：将连在手性碳原子上的四个基团按顺序规则排列。最小的基团放在最远处，三个大的基团由大到小顺时针排列为R构型，逆时针排列为S构型。

第十七页，共三十九页，2022年，8月28日第十八页，共三十九页，2022年，8月28日含有两个手性碳原子的化合物（1）含有两个不同手性碳原子的化合物，例如：2，3，4-三羟基丁酸（2）含有两个相同手性碳原子的化合物，例如：2，3-二羟基丁二酸（酒石酸）第十九页，共三十九页，2022年，8月28日2，3，4-三羟基丁酸的Fischer投影式第二十页，共三十九页，2022年，8月28日2，3-二羟基丁二酸的Fischer投影式第二十一页，共三十九页，2022年，8月28日不含手性碳原子的手性分子联苯类化合物第二十二页，共三十九页，2022年，8月28日第二十三页，共三十九页，2022年，8月28日丙二烯类化合物中间的碳原子为SP杂化，有两个互相垂直的P轨道，因此两个互相垂直键。（轨道示意）第二十四页，共三十九页，2022年，8月28日3.3.10环状化合物的立体异构第二十五页，共三十九页，2022年，8月28日旋光异构体的性质

物理性质：

旋光度熔点沸点溶解度对映异构体相同相同相同相同（方向相反）（非旋光性溶液）外消旋体无不同于相同不同于单一异构体单一异构体非对映体不同不同不同不同第二十六页，共三十九页，2022年，8月28日化学性质：对映体与非旋光性试剂作用，具有相同的性质，与旋光性试剂作用具有不同的化学活性。对映体在非手征性条件下化学性质相同。第二十七页，共三十九页，2022年，8月28日生理活性性质：对映异构体生理活性不同。例如，右旋谷氨酸单钠有鲜味；右旋葡萄糖在动物的新陈代谢中起作用。第二十八页，共三十九页，2022年，8月28日3.3.12手性药物举例#药理作用相同，药效差别很大人们最熟悉的例子是氯霉素，一种广谱抗生素，只有D-(-)异构体有杀菌作用，而L-（+）异构体则完全没有药效。第二十九页，共三十九页，2022年，8月28日

D-(-)氯霉素第三十页，共三十九页，2022年，8月28日-芳基丙酸是重要的消炎止痛药，虽然两种对映体都有药效，但S-异构体的药效比R-异构体的药效强得多。甚至强几十倍。第三十一页，共三十九页，2022年，8月28日#两种对映体药效相反Z-etozoline是一种利尿剂，它在体内代谢，生成的产物只有（-）etozoline有利尿作用，而（+）异构体不但没有利尿作用，还会抑制（-）异构体的利尿作用。Z-etozolineOzoline第三十二页，共三十九页，2022年，8月28日

巴比妥酸盐通常用作镇静、催眠药，一般S-(-)异构体具有抑制神经活动的作用，而R-(+)异构体却具有兴奋作用，例如5-乙基-5-（1，3-二甲基丁基）巴比妥酸盐，其S-(-)异构体是抑制剂，而R-(+)异构体却可以引起惊厥和痉挛。第三十三页，共三十九页，2022年，8月28日#某一构型的代谢产物有毒或可引起严重副作用Thalidomide是一种镇静药，关于它的副作用问题曾经在欧洲引起一场大风波。许多孕妇服用此药后，胎儿发生畸变。后来才发现，使胎儿致畸的罪魁祸首是其中的S-异构体，它在机体内代谢成

l-N-phtaloylglutamine和l-N-phtaloylglutamicacid,这两种代谢产物既有胎毒性又有致畸性。而R-(+)异构体的代谢产物d-N-phtaloylglutamine和d-N-phtaloylglutamicacid即无胎毒作用，也无致畸性。第三十四页，共三十九页，2022年，8月28日ThalidomideN-phataloylglutamicacidN-phtaloylglutamine第三十五页，共三十九页，2022年，8月28日苯并吗啡烷的两个对映体都有镇静作用。但（-）异构体服用后会成瘾，而（+）异构体则不会成瘾。

（-）-苯并吗啡烷第三十六页，共三十九页，2022年，8月28日#两种对映体具有完全不同的药理作用最典型的例子是propranolol,其S-异构体是一种治疗心脏病的药，叫心得安，而R-异构体却是一种避孕药。第三十七页，共三十九页，2022年