烃的含氧衍生物-对映异构（医用化学课件）

医用化学对映异构（含2个手性C的化合物）对映异构（含2个手性C的化合物）2左手和右手互为镜像左手和右手不能重合含2个手性C的构型一定有旋光性吗？对映体同一物质一二【含2个不同手性碳原子的化合物】【含2个相同手性碳原子的化合物】一、含有两个不同手性碳原子的化合物﹡﹡含有两个不同手性碳原子的化合物

I(2R,3R)II(2S,3S)D-(-)-赤藓糖L-(+)-赤藓糖对映体

III(2S,3R)IV(2R,3S)D-(-)-苏阿糖L-(+)-苏阿糖对映体含两个不同的手性C的立体异构体的数目有4个。含有n个不同的手性C，具有旋光异构体的数目为2n个，有2n-1对对映体。含两个不同的手性C的立体异构体的数目有4个。含有n个不同的手性C，具有旋光异构体的数目为2n个，有2n-1对对映体。旋光异构体的数目2nn个C*………………………………16D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-四个C*8C+C-C+C-C+C-C+C-三个C*4B+B-B+B-两个C*2A-A+一个C*二、含有两个相同手性碳原子的化合物酒石酸分子中含有两个完全相同的手性碳原子，它有三个旋光异构体。﹡﹡含有两个相同手性碳原子的化合物I(2R,3S)II(2S,3R)meso-酒石酸III(2S,3S)IV(2R,3R)D-(-)-酒石酸L-(+)-酒石酸内消旋体（meso）：同一构型I(2R,3S)II(2S,3R)meso-酒石酸内消旋体（meso）在内消旋酒石酸中，含有的2个手性碳原子完全相同，但其构型却相反，其旋光性在分子内部就相互抵消，所以没有旋光性。医用化学对映异构（旋光异构体性质差异）旋光异构体的性质有什么不同吗？旋光异构体的化学性质基本相同，物理性质有差异。对映体之间旋光方向相反，大小相等，其它物理性质相同；外消旋体有固定的熔点。非对映异构体之间，旋光性及其它物理性质不相同。三、旋光异构体的性质差异

旋光异构体之间更为重要的区别在于它们对生物体的作用不同。不同构型的旋光异构体之间往往有不同的生理活性或者不同的药理活性。

三、旋光异构体的性质差异酒石酸的物理常数

酒石酸熔点(C)[]20D溶解度(g/100g)pKa1pKa2(+)-酒石酸170+121392.964.16(-)-酒石酸170-121392.964.16()-酒石酸204020.62.964.16meso-酒石酸14001253.114.80旋光异构体药理活性的差异

旋光异构体的药理作用，有四种情形：（1）对映体的药理作用完全相同；（2）对映体中一个有作用，一个无作用；（3）对映体中一个作用强，一个作用弱；（4）对映体的药理作用不同。20世纪50年代中期，反应停（沙利度胺）作为镇静剂，有减轻孕妇清晨呕吐的作用而被广泛应用。结果在欧洲导致1.2万例胎儿致残，即海豹婴。于是1961年该药从市场上撤销。知识拓展——反应停事件1962年，凯尔西因阻止沙利度胺进入美国市场获得杰出联邦公民总统奖，约翰·肯尼迪总统为她颁奖。知识拓展——反应停事件后来发现沙利度胺R型具有镇静作用，而S型却是致畸的罪魁祸首。研究人员进一步研究发现沙利度胺任一异构体在体内都能转变为相应对映体。因此，无论是S型还是R型，作为药物都有致畸作用。知识拓展——反应停事件1.下列说法正确的是（

）A.手性分子一定具有旋光性B.含有手性碳原子的化合物一定具有旋光性C.内消旋体是一对对映体的等量混合物D.构型为（2R，3S）的化合物一定是内消旋体目标检测2.将等量的左旋乳酸与右旋乳酸混合，其混合物为（

）A.内消旋体B.外消旋体

C.对映异构体D.非对映异构体1.A2.B答案：医用化学偏振光和旋光性生活中偏振光的应用佩戴3d眼镜能观看三维立体电影，这是什么原因呢？立体感产生的主要原因是左右眼看到的画面不同拍摄立体图像时就是用2个镜头一左一右，左边镜头的影像经过过滤，得到横偏振光，右边镜头的影像经过过滤，得到纵偏振光。立体眼镜的左眼和右眼分别装上横偏振片和纵偏振片，左边相机拍摄的东西只能进入左眼，右边相机拍摄到的东西只能进入右眼，于是乎就立体了。什么是偏振光呢？一二【偏振光】【旋光性】光源

自然光可以沿任何方向前进，也可以在空间一切可能的平面上振动。尼科耳棱镜只有在与棱镜晶轴平行的平面内振动的光才能透过。这种仅在一个平面上振动就叫做偏振光。一、偏振光尼科耳棱镜随着尼科耳棱镜顺时针旋转，透过棱镜的偏振光的振动平面也随之发生改变。起偏镜检偏镜只有当两个棱镜的晶轴平行，偏正光才能完全透过第二个棱镜；如果两个棱镜的晶轴垂直，则不能透过。

物质能使偏振光的振动平面发生旋转的性质称为旋光性,该物质被称为旋光性物质。

能使偏振光振动平面沿顺时针方向旋转的物质称为右旋体，用“d”或“+”表示；能使偏振光振动平面沿逆时针方向旋转的物质称为左旋体，用“l”或“—”表示。光源普通光起偏镜偏振光旋光管检偏镜二、旋光性旋光度α可用旋光仪进行测定旋光度α[α]λt=αC×l比旋光度测定温度光源波长旋光度浓度（g/ml）测定管长度（dm）比旋光度【α】1.关于偏振光的理解正确的是（）A.发生偏移的光B.发生振动的光C.发生偏移振动的光D.只在一个平面内振动的光2.能使偏振光的振动平面发生旋转的物质具有（）A.偏光性B.振光性C.旋光性D.偏振性3.比旋光度[α]与（

）无关A.测试管长度

B.温度

C.光源波长D.待测物质目标检测1.D2.C3.A答案：医用化学葡萄糖溶液旋光度测定-微课37物质能使偏振光的振动平面发生旋转的性质称为旋光性,该物质被称为旋光性物质。能使偏振光振动平面沿顺时针方向旋转的物质称为右旋体，用“d”或“+”表示；能使偏振光振动平面沿逆时针方向旋转的物质称为左旋体，用“l”或“—”表示。光源普通光起偏镜偏振光旋光管检偏镜旋光性38旋光度α可用旋光仪进行测定旋光度α一、实验目的1.掌握旋光度的测定。2.熟悉比旋光度的计算方法。3.了解旋光仪的构造。二、实验原理

旋光性物质（如葡萄糖）能使偏振光的振动平面发生旋转，旋转的角度即称为旋光度。39葡萄糖溶液旋光度的测定40

物质的旋光度α除了与样品本身的性质有关以外，还与溶液的浓度、溶剂、温度、旋光管长度和所用光源的波长等都有关系，因此常用比旋光度[α]来表示各物质的旋光性。[α]λt=αC×l比旋光度测定温度光源波长旋光度浓度（g/ml）测定管长度（dm）41仪器设备421.配好待测溶液，并加以稳定。2.将待测溶液盛入测定管。将用蒸馏水洗干净的测定管再用待测液洗涤2~3次，然后装满待测葡萄糖溶液注入时使管口液面呈凸面，护片玻璃沿管口边沿平推盖好（免留气泡）注意两端螺旋不能旋得太紧（不漏水即可）两端残液揩拭干净，勿留手印。3.接通电源，预热10min。准备工作将测定管洗净，装上蒸馏水使液面凸出管口，将玻璃盖沿管口边缘轻轻平推至所有的气泡逸出并盖好，不能带入气泡，否则将影响测定结果。然后拧上螺丝帽盖，使之不漏水，但不要拧得过紧。用擦镜纸将测定管擦干。将装有蒸馏水的测定管放入样品室，盖上箱盖，按“清零”键，使数码显示屏显示为零。43零点校正

将已准备好的待测葡萄糖溶液，放入样品室，盖上箱盖，在旋光仪上测其旋光度。重复3次，取其平均值，计算葡萄糖溶液的比旋光度。44旋光度的测定样品第一次第二次第三次平均值葡萄糖表1：旋光仪测量样品的旋光度葡萄糖：45数据记录1.葡萄糖溶液为何要放置一天后再测旋光度？2.旋光度和比旋光度有何区别？46思考题医用化学对映异构（构型表示方法）如何表示对映体的立体构型呢？一二【费歇尔投影式】【构型标记方法】？一、费歇尔投影式51COOHCH3OHHC投影规则:横前、竖后、小号在上费歇尔投影式不能随意在纸平面上旋转或离开纸平面翻转。构型改变的操作：

纸平面上旋转90的奇数倍离开纸平面翻转180

任意两个基团交换奇数次构型不变的操作：纸平面上旋转90的偶数倍任意两个基团交换偶数次一个基团固定，其余三个基团沿顺时针或逆时针移动COOHOHCH3H（-）乳酸（+）乳酸COOHOHHCH3COOHOHHCH3COOHOHHCH3COOHOHCH3HCOOHOHHCH3（-）乳酸（-）乳酸构型改变的操作COOHOHHCH3COOHOHHCH3COOHOHCH3HCOOHOHHCH3（-）乳酸（-）乳酸（+）乳酸COOHOHCH3H（-）乳酸翻转COOHOHHCH3构型不变的操作二、旋光异构体的构型及其标记法（一）含有一个手性碳原子的化合物1.D、L构型以甘油醛为标准，人为规定D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛

通过一定的化学方法，将其它旋光性化合物的构型与甘油醛联系起来，以确定它们的构型。

如：由D-甘油醛得到D-乳酸。D-(+)-甘油醛D-(-)-乳酸2．R、S构型R、S构型标记方法：

①将手性碳原子所连接的四个基团（a、b、d、e）按次序规则比较其优先次序，假设优先次序为a>b>d>e；②将最小的基团e远离观察者，然后观察其余三个基团由大到小（abd）的旋转方向，顺时针方向为R-构型，逆时针方向为S-构型。R、S构型判断方法abd顺时针，

R-构型abd逆时针，

S-构型2.R、S构型COOHOHHCH3COOHOHHCH3OHCOOHCH3逆时针，S-(+)-乳酸

OHCOOHCH3顺时针，R-(-)-乳酸

一对对映体，一个是R型，另一个必为S型；若R型是左旋的，S型必然是右旋的。旋光方向与R、S型没有必然的联系，旋光方向目前只能通过旋光仪测定。

在费歇尔投影式中，可用以下检验规则来判断R、S构型：当最小的基团e处于水平位置时，其余三个基团abd在纸平面上的旋转方向若是顺时针为S-构型，逆时针为R-构型。当最小的基团e处于竖直位置时，其余三个基团abd在纸平面上的旋转方向若是顺时针为R-构型，逆时针为S-构型。经验规则医用化学对映异构（手性分子和对映体）生活中对映现象左右手互为镜象一二【手性分子】【对映异构体】左右手互为镜象左右手不能完全重叠凡是实物与其镜像不能重合的性质，称为手性。具有手性的分子称为手性分子。手性分子一定具有旋光性，具有旋光性的物质也一定是手性分子。一、手性分子

手性分子的结构中都含有手性因素，包括手性中心、手性轴和手性面。

1.手性中心能引起分子具有手性的一个特定原子或分子骨架的中心称为手性中心。可以是碳原子，也可以是氮、磷原子等，常用*表示。与4个不同原子或基团相连的碳原子，称为手性碳原子。二、手性因素2.手性轴如果分子中含有若干个原子组成的轴状结构，且由于分子中的原子或原子团在此轴周围的空间排列情况不同而产生手性，此轴称为手性轴。手性轴丙二烯型化合物手性轴联苯型化合物3.手性面

分子的手性是由于某些基团对分子中某一平面的不对称分布而引起的，此平面称为手性面。苯环是手性面

手性与对称性相反，一个分子如果找不到对称因素（对称中心、对称面），就是手性分子。

互为实物与镜像关系的旋光异构体称为对映异构体，简称对映体。二、对映异构体(-)-乳酸(+)-乳酸

对映体旋光能力相同，但旋光方向相反，分为左旋体和右旋体。(-)-乳酸(+)-乳酸

将一对对映体等量混合，得到的混合物没有旋光性，称为外消旋体，用“dl”或“±”表示，如（±）-乳酸表示外消旋体的乳酸。为什么从酸奶分离出来的乳酸没有旋光性？拓展学习医用化学对映异构(1)同分异构分类复习旧知构型异构顺反异构旋光异构对映体非对映体新课导入一02【偏振光和旋光性】【手性分子和对映体】二生活中偏振光的应用传播方向振动方向偏振光普通光棱镜(Nicolprism)一、偏振光和旋光性（一）偏振光光源自然光可以沿任何方向前进，也可以在空间一切可能的平面上振动。尼科耳棱镜只有在与棱镜晶轴平行的平面内振动的光才能透过。——偏振光。旋光性：物质能使偏振光的振动平面发生旋转的性质。旋光性物质：具有旋光性的物质偏振光样品管（二）旋光性葡萄糖蔗糖乳酸偏振光样品管常见旋光性物质如何测定物质的旋光性？旋光仪旋光仪：测定物质旋光性的仪器。光源普通光起偏镜偏振光样品管检偏镜（三）旋光仪偏振光旋光性物质右旋左旋右旋体：使偏振光振动平面沿顺时针方向旋转的物质，用“d”或“+”表示；左旋体：使偏振光振动平面沿逆时针方向旋转的物质称为，用“l”或“—”表示。样品管1.旋光度α旋光度α可用旋光仪进行测定（四）旋光度、比旋光度882.比旋光度[α][α]λt=αC×l比旋光度测定温度光源波长旋光度浓度（g/ml）测定管长度（dm）旋光性和分子结构有什么关系呢？手性分子左右手互为镜象左右手不能完全重叠（一）手性分子手性分子一定具有旋光性具有旋光性的物质也一定是手性分子。二、手性分子和对映体手性：实物与其镜像不能重合的性质。手性分子：与其镜像不能重合的分子。91（二）手性碳原子

与4个不同原子或基团相连的碳原子，称为手性碳原子，常用*表示。手性碳原子92（三）对映异构体

互为实物与镜像关系的旋光异构体称为对映异构体，简称对映体。(-)-乳酸(+)-乳酸

一对对映体等量混合，得到的混合物没有旋光性，称为外消旋体，用“dl”或“±”表示，如（±）-乳酸表示外消旋体的乳酸。外消旋体1.关于偏振光的理解正确的是（）A.发生偏移的光B.发生振动的光C.发生偏移振动的光D.只在一个平面内振动的光2.能使偏振光的振动平面发生旋转的物质具有（）A.偏光性B.振光性C.旋光性D.偏振性3.以下物质不具有旋光性的是（）A.乳酸B.水C.葡萄糖D.蔗糖4.旋光性物质的旋光度可用（）来测定A.紫外分光光度计B.旋光仪C.托盘天平D.离心机5.比旋光度[α]与（

）无关A.测试管长度B.温度

C.光源波长D.待测物质

目标检测1.D2.C3.B4.B4.A答案：医用化学对映异构(2)费歇尔投影式如何将对映体的立体构型投影到平面上呢？新课导入COOHHCH3HOHOHCH3COOH一02【费歇尔投影式】【构型标记方法】二三【旋光异构体的性质差异】？一、费歇尔投影式费歇尔（1852-1919）德国化学家费歇尔投影式COOHHCH3HOHOHCH3COOH投影规则:横前、竖后、小号在上构型改变的操作：

纸平面上旋转90或其奇数倍离开纸平面翻转180

任意两个基团交换奇数次费歇尔投影式不能随意在纸平面上旋转或离开纸平面翻转。使用Fischer投影式的注意事项

在纸平面上旋转900的奇数倍后，将得到其对映体。(+)(-)任意两基团交换奇数次，则得其对映体。构型不变的操作：纸平面上旋转180或其偶数倍任意两个基团交换偶数次一个基团固定，其余三个基团沿顺时针或逆时针移动使用Fischer投影式的注意事项

投影式可在纸平面上任意转动（1800×n),构型保持不变。

将投影式中任意两基团互换偶数次，其构型保持不变。

（一）含1个手性碳原子的化合物

(+)-乳酸()-乳酸一对对映体二、构型标记法D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛1.D、L构型以甘油醛为标准，人为规定

通过一定的化学方法，将其它旋光性化合物的构型与甘油醛联系起来，以确定它们的构型。如：由D-甘油醛得到D-乳酸。D-(+)-甘油醛D-(-)-乳酸D-(+)-甘油醛

L-(-)-甘油醛D、L与“+、-”没有必然的联系D、L表示构型；“+、-”表示旋光方向2．R、S构型R、S构型标记方法：

①将手性碳原子所连接的四个基团（a、b、d、e）按次序规则比较其优先次序，假设优先次序为a>b>d>e；②将最小的基团e远离观察者，然后观察其余三个基团由大到小（abd）的旋转方向，顺时针方向为R-构型，逆时针方向为S-构型。R、S构型判断方法abd顺时针，

R-构型abd逆时针，

S-构型一对对映体，一个是R型，另一个必为S型；若R型是左旋的，S型必然是右旋的。

旋光方向与R、S型没有必然的联系，旋光方向目前只能通过旋光仪测定。（二）含2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﹡﹡含有两个不同手性碳原子的化合物

I(2R,3R)II(2S,3S)D-(-)-赤藓糖L-(+)-赤藓糖对映体

III(2S,3R)IV(2R,3S)D-(-)-苏阿糖L-(+)-苏阿糖对映体含两个不同的手性C的立体异构体的数目有4个。含有n个不同的手性C，具有旋光异构体的数目为2n个，有2n-1对对映体。旋光异构体的数目2nn个C*………………………………16D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-四个C*8C+C-C+C-C+C-C+C-三个C*4B+B-B+