05章立体化学基础课件.ppt

1、官能团异构官能团异构同分异构：同分异构：构造异构构造异构立体异构立体异构构型异构构型异构Chap 5 Elements of Stereochemistry:Chiral Molecules碳链异构碳链异构位置异构位置异构构象异构构象异构顺反顺反旋光（对映）旋光（对映）1 Chiral Molecules&Enantiomers一、手性一、手性(Chirality)这种左右手互为这种左右手互为镜像与实物镜像与实物关系，关系，彼此又不能重合的现象称为彼此又不能重合的现象称为手性手性。三种乳酸性质的比较三种乳酸性质的比较（水）（水）+3.82 53 3.7920D mp/pKa（+）-乳酸乳酸（-

2、）-乳酸乳酸-3.82053183.793.86（）（）-乳酸乳酸 二、手性分子和对映体二、手性分子和对映体乳酸分子乳酸分子CH3CHCOOHOHCH3OHHCOOHCH3HOHCOOH 对映（异构）体对映（异构）体：两个具有相：两个具有相同的构造，互呈实物与镜像关同的构造，互呈实物与镜像关系而又不能重合的立体异构体。系而又不能重合的立体异构体。立体异构现象立体异构现象 对映体的特征：对映体的特征：（1）两者构造相同，构型不同，）两者构造相同，构型不同，呈物像关系而又不重合；呈物像关系而又不重合；（2）旋光方向相反，但）旋光方向相反，但的绝对的绝对值及其它理化性质都一样。值及其它理化性质都一样

3、。手性碳（手性碳（）：）：连有四个不同连有四个不同（不对称碳）（不对称碳）原子或原子团的碳。原子或原子团的碳。三、对称面和非手性分子三、对称面和非手性分子四、判断对映体的方法四、判断对映体的方法第一，建造一个分子和它的镜像的模型。如果两者不能重合，就是手性分子。第二，寻找有无对称面。第三，寻找手性碳原子(或手性中心)。2 Fischer Projections投影原则：投影原则：（1）手性碳写在纸平面上，或）手性碳写在纸平面上，或用一个用一个“十十”字形的交叉点表字形的交叉点表示手性碳，横竖线表示四个价示手性碳，横竖线表示四个价键；键；（2）通常把碳链放在竖直线上，）通常把碳链放在竖直线上，并

4、把命名时编号最小的碳原子并把命名时编号最小的碳原子放在上端；放在上端；（3）“横前竖后横前竖后”，水平线上，水平线上的两个基团伸向纸平面前方，的两个基团伸向纸平面前方，竖直线上的两个基团伸向纸平竖直线上的两个基团伸向纸平面后方。面后方。CH3HOHCOOHCOOHHHOCH3 CH3HOHCOOHCOOHHHOCH3 注意几个问题注意几个问题:(1)要清楚手性碳所连的各个基团要清楚手性碳所连的各个基团在空间的位置关系；在空间的位置关系；(2)投影式在纸平面上旋转投影式在纸平面上旋转n角，角，其构型保持不变；若在纸平面上其构型保持不变；若在纸平面上旋转旋转(n+1/2)角时，则所得式子角时，则所

5、得式子不代表原来分子的构型，而是其不代表原来分子的构型，而是其对映体的构型；对映体的构型；COOHCH3OHHHOCOOHCH3H旋转n旋转n(3)投影式不能离开纸平面翻转；投影式不能离开纸平面翻转；(4)如将如将Fischer投影式的手性碳投影式的手性碳上的任何两个基团互换位置奇上的任何两个基团互换位置奇数次，则得到的是它的对映体；数次，则得到的是它的对映体；如互换偶数次，得到的是它本如互换偶数次，得到的是它本身。身。HCHOOHHOCH2HOHCHOCH2OH（）（）(III)OHHCHOCH2OH3 Optical Activity平面偏振光平面偏振光单色光单色光一、偏振光和旋光性一、偏

6、振光和旋光性单色光单色光平面偏振光平面偏振光单色光单色光平面偏振光平面偏振光旋光物质旋光物质二、旋光度和比旋光度二、旋光度和比旋光度旋光仪旋光仪钠钠光光灯灯起偏器起偏器无旋光性物质无旋光性物质检偏器检偏器暗暗钠钠光光灯灯起偏器起偏器旋光性物质旋光性物质检偏器检偏器明明 旋光度旋光度 比旋光度比旋光度t t =L.C L:dm C:g/ml4 Racemates5 Diastereomers&Meso Compounds一、非对映体一、非对映体一对对映体等量的混合物称为外消一对对映体等量的混合物称为外消旋体，常用（）表示。旋体，常用（）表示。COOHClOHHCOOHH2-2-羟基羟基-3-3-

7、氯丁二酸氯丁二酸HOOCCHOHCHClCOOH*COOHClHOHCOOHH(2S,3S)(2S,3S)(2R,3R)(2R,3R)COOHClHHOCOOHHCOOHClHOHCOOHH(2R,3S)(2R,3S)(2S,3R)(2S,3R)酒石酸酒石酸HOOCCHOHCHOHCOOH*COOHHOHOHCOOHH(2S,3S)(2S,3S)(2R,3R)(2R,3R)COOHOHHHOCOOHH二、内消旋化合物二、内消旋化合物COOHOHOHHCOOHH(2R,3S)(2R,3S)(2S,3R)(2S,3R)COOHHOHOHCOOHHCOOHOHOHHCOOHHmeso-meso-酒石

8、酸酒石酸一、一、D/LD/L构型标记法构型标记法绝对构型绝对构型:通常指键合在手性中心的通常指键合在手性中心的四个原子或基团在空间的真实排列四个原子或基团在空间的真实排列方式。方式。6 Labelling Methods for ConfigurationCHOCH2OHHOHCH2OHHHOCHOD-(+)-D-(+)-甘油醛甘油醛L-(-)-L-(-)-甘油醛甘油醛相对构型：以相对构型：以(+)-(+)-及及(-)-(-)-甘油醛作为甘油醛作为比较标准来确定的构型比较标准来确定的构型CH2OHHHOCHOL-L-（-）-甘油醛甘油醛HgOCH2OHHHOCOOHL-L-（+）-甘油甘油酸酸

9、CH2NH2HHOCOOHL-L-（-）-异丝氨酸异丝氨酸HONOCH2NH2HHOCOOHL-L-（-）-异丝氨酸异丝氨酸NOBrCH2BrHHOCOOHL-L-（+）-溴乳酸溴乳酸二、二、R/SR/S构型标记法构型标记法用用R R，S S表示表示C C 的构型的构型用（用（+），（），（-）表示）表示旋光方向旋光方向透视式中透视式中C C 的的R R，S S确定：确定：方向盘方向盘（a b c d)a b c d)SCabcdcCabRCabcdcCab（S S）-甲基甲基-氯乙基醚氯乙基醚CHOCH3CH3C l（R R）-乳酸乳酸CHOHCH3COOH费歇尔投影式中费歇尔投影式中C C

10、 的的R R，S S确定：确定：同上下，反左右同上下，反左右abcdabcd同上下同上下abcdabcd反左右反左右R RS SS SR R(S)-(S)-（+）-乳酸乳酸HCH3CH2ClH2C=CHCH2(S)-4-(S)-4-甲基甲基-5-5-氯氯-1-1-戊烯戊烯COOHCH3HHOL-L-（+）-乳酸乳酸COOHCH3HH2N（S S）-丙氨酸丙氨酸L-L-丙氨酸丙氨酸H2NCOOHCH2SHH（R R）-半胱氨酸半胱氨酸L-L-半胱氨酸半胱氨酸几点说明几点说明:第一，第一，(+)(+)、(-)(-)同同D-LD-L，R-SR-S没有没有必然的联系。必然的联系。第二，第二，R-S R

11、-S和和 D-L D-L之间也没有必之间也没有必然的联系。然的联系。7 Enantiomers without Chiral Carbon Atoms联苯型联苯型丙二烯型丙二烯型8 Separation of Racemates常用的化学拆分法是把一对对映体设法转变为非对映体。9 Formation of Chiral Molecules&Biological Action一、手性分子的形成一、手性分子的形成如：酶、如：酶、-氨基酸、氨基酸、D型单糖等型单糖等（一）生物体中的手性分子（一）生物体中的手性分子（二）非手性分子转化成手性分子（二）非手性分子转化成手性分子从一个手性化合物通过化学反应再形成一个新的从一个手性化合物通过化学反应再形成一个新的手性中心时，则生成不等量非对映体混合产物。手性中心时，则生成不等量非对映体混合产物。二、手性分子的生物作用二、手性分子的生物作用谢谢欣赏THANK YOU FOR WATCHING