有机化学对映异构

is 50% of that for a single enantiomer.
Such a mixture is said to have an
optical purity of 50%
❖
α
❖o.p. =
╳ 100%
❖
[α] ╳ c ╳ l
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手性分子的光学活性
❖6）对映体过量百分数 e.e. （enantiomeric excess)
▪ 能使偏振光的振动方向向左旋的物质，叫做左 旋物质，用“l”或“-”表示。
▪ 对映体是一对互相对映的手性分子，它们都 有旋光性，二者的旋光方向相反。
❖3）外消旋体 ---- 一对对映异构体的等量混合物 Racemic mixture, racemate
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乳酸（CH3CH(OH)CO2H）
❖ 但此举为时已晚，人们此后陆续发现了1万到1·2万名因母亲服用反应停而导 致出生缺陷的婴儿！这其中，有将近4000名患儿活了不到一岁就夭折了。而 且，因为在此后一段时间里，Chemie Gruenenthal公司一直不肯承认反应 停的致畸胎性，在联邦德国和英国已经停止使用反应停的情况下，在爱尔兰、 荷兰、瑞典、比利时、意大利、巴西、加拿大和日本，反应停仍被使用了一 段时间，也导致了更多的畸形婴儿的出生。
❖ 就在“反应停”声名狼藉之际，早在1965年，一 名以色列医生偶然发现“反应停”对麻风结节性 红斑有很好的疗效。经过34年的慎重研究之后， 1998年，FDA批准“反应停”做为治疗麻风结节 性红斑的药物在美国上市，美国成为第一个将 “反应停”重新上市的国家。“反应停”还被发 现有可能用于治疗多种癌症。现在“反应停”已 卷土重来，90％被用于治疗癌症病人，在美国的 销售额每年约两亿美元。活性更强且没有致畸性 的“反应停”衍生物也已被批准上市。
❖从肌肉中提取。右旋乳酸d-(+)乳酸 ❖葡萄糖发酵制取，左旋乳酸l-(-)乳酸 ❖从酸牛奶中提取，对偏光无影响，外
消旋乳酸（±）乳酸
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比旋光度( specific rotation)
4) 比旋光度
[]=
l•C
－样品的旋光度
C－溶液的浓度（g/mL） l－ 管长（dm）
CH2
H
CH3
(-)-Carvone
Spearmint
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5.1 旋光性:旋光性和比旋光度
尼科尔棱镜
普通光
旋光性物质
偏振光
手性分子
偏振光的振动方向 发生旋转
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5.1 旋光性
❖ 1、手性分子的光学活性 ❖ 光学活性 Optical Activity ❖ 1）偏振光 ( plane-polarized light )
昏、倦怠、恶心、腹痛、面部浮肿等。近年发现本品有免疫抑制作用，可用于骨髓移植。
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❖ 1953年，瑞士的一家名为Ciba的药厂（现药界巨头瑞士诺华的前身之一）首 次合成了一种名为” Thalidomide”的药物。此后，Ciba药厂的初步实验表明， 此种药物并无确定的临床疗效，便停止了对此药的研发。
❖ 此后不久，反应停便成了“孕妇的理想选择”（当时的广告用语），在欧洲、 亚洲、非洲、澳洲和南美洲被医生大量处方给孕妇以治疗妊娠呕吐。
❖ 到1959年，仅在联邦德国就有近100万人服用过反应停，反应停的每月销量 达到了1吨的水平。在联邦德国的某些州，患者甚至不需要医生处方就能购买 到反应停。但是在美国，因为有报道称，猴子在怀孕的第23到31天内服用反 应停会导致胎儿的出生缺陷，美国食品和药品管理局（FDA）的评审专家极 力反对将反应停引入美国市场。最终，FDA没有批准此种药物在美国的临床 使用，而是要求研究人员对其进行更深入的临床研究（后来的事实证明，这 是一项多么明智的决定！）。
❖背景资料
调查显示，孕妇怀孕时末次月经后第34到50天是反应停作用的敏感期，在此 时间段以外服用反应停，一般不会导致胎儿的出生缺陷。
❖ 在末次月经后第35到37天内服用反应停，会导致胎儿耳朵畸形 和听力缺失。
❖ 在末次月经后第39到41天内服用反应停，会导致胎儿上肢缺失。 ❖ 在末次月经后第43到44天内服用反应停，会导致胎儿双手呈海
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对映异构
❖天然化合物中常见 Vc右旋体可医治坏血病;谷氨酸右旋体有调 味作用;麻黄碱右旋才能舒张血管治高血压
❖旋光相反的异构体则无用甚至有毒 ❖大部分氨基酸是左旋体 ❖反应停治孕妇反应，但其旋光相反的异构
体则致畸
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反应停：五十年恩怨
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Thalidomide
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区分对映异构体的重要意义：
O
H2N
OH
O H NH2
苦味
O
H2N
OH
O H2N H
甜味
Asn(天冬酰胺）
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手性与气味
CHIRALITY & SMELL
CH3
O
香芹酮
CH3 O
薄荷油
H
CH2
CH3 (+)-Carvone
Caraway seed
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❖ 到了1960年，欧洲的医生们开始发现，本地区畸形婴儿的出生率明显上升。 这些婴儿有的是四肢畸形，有的是腭裂，有的是盲儿或聋儿，还有的是内脏 畸形（后来的追踪调查显示，其实早在1956年12月25日，世界上第一例因母 亲在怀孕期间服用反应停而导致耳朵畸形的婴儿就出生了）。
❖e.e.= % of major enantiomer - % of minor enantiomer
(反应停）
一种治疗早期妊娠反应的药物，有很好 的止吐作用。许多有呕吐反应的早期妊 娠妇女，服用此药后，可迅速把妊娠反 应性呕吐停住，因而取名为“反应停”。
反应停 其他名称：沙利度胺 太胺呱啶酮 太谷山亚胺 太咪呱啶酮 主要成分： 性状：片剂。 功能主治：为一种镇静剂，对于各型麻风反应如发热、结节红斑、神经痛、关节痛、淋巴结肿大等，有一定
疗效，对结核样型的麻风反应疗效稍差。对麻风本病无治疗作用，可与抗麻风药同用以减少反应。 用法及用量：口服：每日100-200mg，分４次服。对严重反应者，可增至300-400mg（反应得到控制即逐渐
减量）。对长期反应者，需要较长期服药，每日或隔日服25-50mg。 不良反应和注意：本品有强烈致畸作用，妊娠妇女禁忌。非麻风病病人不应使用此药。不良反应有口干、头
豹样3指畸形。 ❖ 在末次月经后第46到48天内服用反应停，会导致胎儿拇指畸形。 ❖ 除了可以导致畸胎，长期服用反应停可能还会引起外周周围神经
炎。
在我国，江苏某制药厂目前仍在生产反应停。
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反应停命不该绝？
❖ 50年前草率上市、仅仅过了4年就撤回的“反应 停” ，至今还在让现代医学蒙羞。
❖ 然而当时的联邦德国一家名为Chemie Gruenenthal的制药公司对反应停颇 感兴趣。他们尝试将其用做抗惊厥药物以治疗癫痫，但疗效欠佳，又尝试将 其用做抗过敏药物，结果同样令人失望。但研究人员在这两项研究过程中发 现，反应停具有一定的镇静安眠的作用，而且对孕妇怀孕早期的妊娠呕吐疗 效极佳。此后，在老鼠、兔子和狗身上的实验没有发现反应停有明显的副作 用（事后的研究显示，其实这些动物服药的时间并不是反应停作用的敏感 期），Chemie Gruenenthal公司便于1957年10月1日将反应停正式推向了 市场。
右旋, 记为d- 或(+)-; 左旋, 记为l- 或(－)-。
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手性分子的光学活性
❖2）左旋和右旋 ( - ) and ( + ) ❖( laevorotatory and dextrorotatory )
▪ 能使偏振光的振动方向向右旋的物质，叫做右 旋物质，用“d”或“+”表示。
❖ 1970年4月10日，案件的控辩双方于法庭外达成了和解， Chemie Gruenenthal公司同意向控方支付总额1·1亿德国马克 的赔偿金。1970年12月18日，法庭作出终审判决，撤消了对 Chemie Gruenenthal公司的诉讼，但法庭同时承认，反应停 确实具有致畸胎性，并提醒制药企业，在药品研发过程中，应以 此为鉴。
有机化学
第五章对映异构
武汉大学化学与分子科学学院 应用化学系 罗立新
第五章 对映异构
3.1 旋光性 3.2 手性与对称性 3.3 具有一个手性碳原子化合物的对映异构 3.4 对映异构体构型标记法 3.5 具有两个和两个以上手性碳原子化合物的对映异构 3.6 含假手性碳原子化合物 3.7 环状化合物的对映异构 3.8 对映异购与构象 3.9 不含手性碳原子的化合物的对映异构 3.10 外消旋体的拆分 3.11 对映异构与生物活性
❖ 至此，反应停似乎彻底结束了它为人类服务的使命。 武汉大学医学有机化学2009
❖马丁·施奈德斯是荷兰第一个“反应停儿 童”。在年纪很小的时候，他就已学着以 残疾之身生活下去，并逐渐掌握了一系列 技能，包括弹奏电风琴。
美国的一个 “反应停” 受害女孩， 已经学会用 她仅有的一 只手绘画。
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若被测物质是纯液体，则：
[]=
－液体的密度
l•
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手性分子的光学活性
❖5）光学纯度 （Optical Purity) ---- A
mixture of enantiomers(对映体) in a 75:25
ratio will have an observed rotation that
对映异构
物质的旋光性很早就被发现，如石英晶体等无机晶 体的旋光性早已被人们所知。但对有机化合物旋 光性的认识则较晚。1848年，路易·巴斯德(Louis Pasteur, 1822~1895)对酒石酸钠铵晶体的研究，为 旋光异构现象即对映异构现象奠定了理论基础。
❖ 具有旋光异构的分子具有什么特性呢？
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反应停事件受害者
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❖ 1961年年底，联邦德国亚琛市地方法院受理了全球第一例控告 反应停生产厂家Chemie Gruenenthal公司的案件。
❖ 1969年10月10日，法庭经过近8年的审理，决定不采纳兰兹博士 的证言。但此种说法始终未能得到公众的广泛认可。
❖ 1961年，澳大利亚悉尼市皇冠大街妇产医院的麦克布雷德医生发现，他经治 的3名患儿的海豹样肢体畸形与他们的母亲在怀孕期间服用过反应停有关。麦 克布雷德医生随后将自己的发现和疑虑以信件的形式发表在了英国著名的医 学杂志《柳叶刀》上。而此时，反应停已经被销往全球46个国家！
❖ 此后不久，联邦德国汉堡大学的遗传学家兰兹博士根据自己的临床观察于 1961年11月16日通过电话向Chemie Gruenenthal公司提出警告，提醒他 们反应停可能具有致畸胎性。在接下来的10天时间里，药厂、政府卫生部门 以及各方专家对这一问题进行了激烈的讨论。最后，因为发现越来越多类似 的临床报告，Chemie Gruenenthal公司不得不于1961年11月底将反应停从 联邦德国市场上召回。
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对映异构
分 分子的构造
子
分子中原子相互联结的方式和次序
的
结
构 分子的立体结构
分子中原子在空间的排列方式
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对映异构
同 构造异构
分
碳链异构、官能团异构、官能
异
团位置异构、互变异构等
构 现 立体异构 构象异构
象
构型异构
顺反异构 对映异构
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▪ 首先是在生物化学上，它们往往表现出不同的 性质来，如丙氨酸，它有两种分子，当把它们 作为某种细菌的食物时，只有一种被吃掉，而 另一种完全保留下来。可见在生物体中的选择 性是很高的。这对于生物化学当然是相当重要 的。
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对映异构起源
早
酒
期
石
发
酸
现
钠
铵
1848年
晶
巴斯德
体
Crystals of Sodium Ammonium Tartrate
❖ 1971年12月17日，联邦德国卫生部利用Chemie Gruenenthal 公司赔偿的款项专门为反应停受害者设立了一项基金，并邀请兰 兹博士作为此项基金的监管人之一。此后数年间，在兰兹博士的 努力下，联邦德国有2866名反应停受害者得到了应有的赔偿。
❖ 兰兹博士也因其为反应停受害者作出的巨大贡献而受到全球反应 停受害者的深深敬仰。