手性化合物

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手性化合物I简介汇编

手性化合物I简介汇编
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1822年,英国天文学家John Herschel观察到半面现象和旋 光之间对映形态的晶体使偏振光向相反的方向旋转。
1846年,Pasteur观察到右旋酒石酸晶体有相同取向的半面现 象。他假定酒石酸盐的半面结构必定和它的旋光能力有关系。
1848年,Pasteur从外消旋混合物中分离了(+)/(-) 酒石酸钠铵 盐晶体。通过缓慢蒸发外消旋酒石酸水溶液,形成了大颗粒晶 体,并表现出和水晶相似的显著半面现象。Pasteur在放大镜 下用镊子把不同的晶体分开。
3.7.1 手性化合物的生物合成技术
3.7.2 应用实例
2
3. 手性概述
3.1 手性概念的提出 3.2 手性的意义 3.3 有机分子的三维结构与手性 3.4 对映体组成的测定 3.5 生物催化的手性化学
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3.1.1 手性的概念
手性(英文名为chirality,源自希腊文 cheir,手hand或handedness)是指实 物不能与其镜像重合。当一个物体不能与 其镜像重合时,就被称为手性物体。
镜像
实物与镜像不能完全重合 它们是不同化合物
手性分子: 一个分子与其镜像不能完全重合,这个分子是 手性分子(Chiral Molecules)
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乳酸分子的两个立体结构式的球棍模型
乳酸的两个光学异构体不管 怎样旋转都不会重合
手性分子Chiral molecules 与对映体enantiomers
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不对称现象
蝴蝶的四翅左右对称 (每侧两个)
贝壳的手性
注意,从开口向内是右旋的
自然界中也存在左旋的贝壳, 但极少
手性是区分物种的重要标志
一般不可能一个物种具有两种相反的 (互成镜像)的手性
常ห้องสมุดไป่ตู้的紫藤是右手性的

手性化合物制备的方法

手性化合物制备的方法

化合物的两个对映体之间不仅具有不同的光学性质和物理化学性质, 而且它们具有不同的生物活 性, 比如在药理上, 药物作用包括酶的抑制、 膜的传递 、 受体结合等均和药物的立体化学有关 ; 手性 药物的对映体的生物学活性、 毒性 、 代谢和药物素质完全不同 。 手性化合物的制备已成为当前国 内外较热门的研究课题之一。 本文从非生物法和生物法两个方面较全面地综述了手性化合物的 制备方法, 希望为相关研究者提供参考。 关键词 手性化合物 制备 立体化学 手性是自然界最重要的属性之一, 分子手性识 别在生命活动中起着极为重要的作用。同一化合物 的两个对映体之间不仅具有不同的光学性质和物理 化学性质 , 而且它们具有不同的生物活性, 比如在药 理上, 药物作用包括酶的抑制、 膜的传递、 受体结合 等, 均和药物的立体化学有关 ; 手性药物的对映体的 生物学活性、 毒性、 代谢和药物素质完全不同。获得 手性化合物的方法, 不外乎非生物法和生物法两种。 1 非生物法 非生物催化主要是指采用化学控制等手段来获 得手性化合物, 它主要包括以下几方面 : 1. 1 不对称合成法制备手性化合物 手性合成已经历过相当长的历史, 但早期的科 学研究仅限于对天然产物的化学改性, 没有商业价 值。不对称合成需在反应体系中引入不对称因素 , 如手性试剂、 催化剂等。在底物分子上引入手性辅 助基团控制反应立体选择性, 需要大量手性物质, 操 作繁琐。因此化学计量型不对称合成除应用廉价天 然手性源外, 均难以工业应用。 60 年代后期出现的手性配体过渡金属络合物 催化的不对称合成, 明显优于化学计量不对称合成。 它仅用少量手性催化剂即可将大量前手性底物对映 体选择性地转化为手性产物。经过 20 多年研究已 发展成最经济有效地合成手性物质的一种方法。现
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1手性化合物拆分与鉴定

1手性化合物拆分与鉴定

手性物质提取分离手性药物的结晶拆分方法:手性化合物的拆分是给外消旋混合物制造一个不对称的环境,使两个对映异构体能够分离开来。

从方法学上来讲,可以分为结晶拆分法(物理拆分方法、化学拆分方法)、动力学拆分方法、生物拆分方法(相当部分是生物催化的动力学拆分)及色谱拆分方法。

--手性药物的拆分方法—1、结晶拆分法--直接结晶法---在光学活性溶剂中的结晶拆分--直接结晶法---外消旋体的不对称转化和结晶拆分--直接结晶法---逆向结晶法逆向结晶法则是在外消旋体的饱和溶液中加入可溶性某一种构型的异构体[如(R)—异构体],添加的(R)—异构体就会吸附到外消旋体溶液中的同种构型异构体结晶体的表面,从而抑制了这种异构体结晶的继续生长,而外消旋体溶液中相反构型的(S)—异构体结晶速度就会加快,从而形成结晶析出。

--直接结晶法---优先结晶法优先结晶方法(preferential crystallization)是在饱和或过饱和的外消旋体溶液中加入一个对映异构体的晶种,使该对映异构体稍稍过量因而造成不对称环境,结晶就会按非稍的过程进行,这样旋光性与该晶种相同的异构体就会从溶液中结晶出来。

--直接结晶法---自发结晶拆分法自发结晶拆分(spontaneous resolution)是指当外消旋体在结晶的过程中,自发的形成聚集体。

--通过形成非对映异构体的结晶法--非对映异构体的形成和拆分原理--通过形成非对映异构体的结晶法--用于碱拆分的拆分试剂(酸性拆分剂)2、动力学拆分化反应,分离方法直接。

的衍生化试剂具有良好的对热及水的稳定性。

局限性色谱柱价格昂贵,部分固定相还存在稳定性差,柱容量低,柱强度差等缺点,且根据不同手性药物的性质不同,选用的分析方法也不同。

系统平衡时间较长,添加剂消耗大,对于一些难分离的对映体效果差。

手性试剂需要有高的光学纯度,各对映体的衍生化速率及平衡常数应一致,要求衍生化反应迅速、彻底,否则影响定量结果。

手性化合物色谱分析方法开发(一)

手性化合物色谱分析方法开发(一)

手性化合物色谱分析方法开发(一)1、概述首先,这里所说的手性化合物是指含有一个或多个不对称碳手性中心的对映或者非对映异构体,而不包含氮磷等含有孤电子对的手性中心化合物。

不对称性碳原子,需要具有四个不同的取代基,空间上形成不对称四面体,对映异构体之间形成镜面对称,就像人的左右手一样,不能够完全重合,如下图1所示。

Fig.1Diagram for enantiomers对映异构体具有不同的使偏振光旋转的能力,据此对映异构体可以分为左旋与右旋。

在非手性环境下,对映异构体具有相同的化学性质(化学反应特性),相同的物理性质(如溶解度、熔点、沸点、熵焓等)以及同样的色谱保留行为等。

但在手性环境中对映异构体之间的某些性质则表现出不同,这也是手性化合物进行拆分的基础。

对映异构体需要对内消旋体与外消旋体进行区分,如下图2所示。

左右两个示意化合物结构的相同点在于均具有两个手性中心,不同点则在于左图的两个手性碳原子之间不存在对称平面或轴,而右图则存在对称平面。

因此在左图中,1S,2R与1R,2S为外消旋体;右图中1S,2R与1R,2S为内消旋体。

Fig.2Name and distinguish between mesomer and racemate对于手性化合物的拆分,规模比较大的时候,可使用其他手性试剂(如酒石酸钠)与待拆分的化合物形成非对映异构体,然后根据非对映异构体之间具有不同的物理化学性质,进行相应的分离单元操作。

而在分析实验室中,一般是采用色谱法进行拆分,其中包括使用手性固定相法以及在流动相中添加手性流动相形成手性拆分环境的方式。

其中手性固定相拆分法包括气相色谱以及液相色谱。

对于气相色谱拆分手性化合物,其拆分选择性主要取决于所使用的手性固定相的种类以及色谱分离的温度。

一般气相用于低沸点的手性化合物的拆分,对于有机酸碱等极性手性化合物的拆分,一般需要先进行柱前衍生化处理,使之形成相应的酯或者酰胺。

用于气相手性拆分的手性固定相均为环糊精衍生物类,包括β以及γ环糊精,α环糊精比较少;其最高耐受温度不会超过220℃,而且分离温度超过120℃的时候,固定相的手性选择性开始降低;超过200℃的时候,固定相的手性选择性几近与无。

有机化学(手性碳原子化合物)课件

有机化学(手性碳原子化合物)课件

总结词
新技术的开发将进一步推动手性碳原子化合 物的应用。
详细描述
随着合成技术和分析方法的不断进步,手性 碳原子化合物的制备和分离将更加高效和精 确。此外,新技术的发展也将促进手性碳原 子化合物在药物合成、生物催化等领域的应 用,提高相关产业的技术水平和生产效率。
新应用的探索
总结词
手性碳原子化合物的新应用将不断涌现。
生物合成法
总结词
利用生物酶的催化作用,在生物体内或体外合成手性碳原子化合物。
详细描述
生物合成法利用生物酶的专一性和高效性,通过生物反应过程将底物转化为手 性碳原子化合物。该方法通常需要特定的微生物或细胞培养条件,并可以产生 光学纯度较高的产物。
物理合成法
总结词
通过物理手段将手性碳原子引入到分子中,是一种新兴的手性碳原子化合物合成方法。
手性碳原子化合物的异构体包括对映异构体和非对映异构体。对映异构体是指具 有相同化学组成但互为镜像的分子,而非对映异构体则是指具有不同化学组成的 分子。
性质
手性碳原子化合物具有旋光性,即能 使偏振光发生旋转的性质。旋光度的 大小取决于手性碳原子化合物的浓度 、温度和波长等因素。
手性碳原子化合物的物理性质和化学 性质与非手性碳原子化合物相似,但 它们在结晶、熔点、溶解度等方面可 能存在差异。
总结词
随着科技的发展,手性碳原子化合物在 新材料的研发中具有广阔的应用前景。
VS
详细描述
手性碳原子化合物具有独特的物理和化学 性质,如光学活性、不对称合成等,使其 成为新型功能材料的重要候选者。在未来 的新材料研发中,手性碳原子化合物有望 在光电材料、生物医用材料等领域发挥重 要作用。
新技术的开发
有机化学(手性碳原子化合物) 课件

有机化学中的手性分离技术

有机化学中的手性分离技术

有机化学中的手性分离技术有机化学是研究有机物质的性质、结构和反应规律的学科,而手性分离技术是有机化学中的重要分支之一。

手性分离技术主要用于分离和纯化手性化合物,手性化合物是指分子或离子不具有镜像对称性的化合物。

手性化合物在自然界中广泛存在,例如生物体内的氨基酸、糖类、核酸等,它们的手性结构对于生物活性和药理活性具有重要影响。

因此,手性分离技术在医药、农药、食品、香料等领域具有广泛的应用前景。

手性分离技术的发展经历了多个阶段。

最早的手性分离方法是通过晶体生长实现的,例如拉斯克结晶法和对映体结晶法。

这些方法通过调节晶体生长条件,使得晶体中只含有一种手性的分子,从而实现手性分离。

然而,这些方法的操作复杂且效率低下,限制了其在工业生产中的应用。

随着科学技术的不断进步,许多新的手性分离技术被开发出来。

其中最常用的是手性色谱技术。

手性色谱是利用手性固定相与手性化合物之间的相互作用进行分离的方法。

手性固定相通常是通过在固定相上修饰手性配体或手性聚合物来实现的。

手性色谱技术具有分离效果好、选择性高、操作简便等优点,已成为手性分离的主要方法之一。

此外,手性电泳也是一种常用的手性分离技术。

手性电泳是利用手性电泳介质和电场作用下的分子迁移速度差异进行分离的方法。

手性电泳技术具有分离速度快、灵敏度高、分离效果好等特点,广泛应用于药物研发、食品分析等领域。

除了手性色谱和手性电泳,还有一些其他的手性分离技术被广泛研究和应用。

例如手性萃取、手性膜分离、手性固相萃取等。

这些技术在手性分离领域发挥着重要作用,为研究人员提供了多种选择。

手性分离技术的发展不仅推动了有机化学领域的进步,也为药物研发、食品安全等领域提供了有力支持。

然而,目前仍然存在一些挑战和问题。

例如,手性分离技术的选择性和效率有待进一步提高,某些手性化合物的分离仍然困难。

此外,一些手性分离技术的操作复杂、设备昂贵,限制了其在工业生产中的应用。

因此,未来的研究方向之一是开发更高效、更具选择性的手性分离技术。

有机化学基础知识点整理立体异构与手性化合物

有机化学基础知识点整理立体异构与手性化合物

有机化学基础知识点整理立体异构与手性化合物有机化学基础知识点整理立体异构与手性化合物介绍:有机化学是研究有机物的结构、性质和反应的学科。

其中,立体异构与手性化合物是有机化学中的重要概念。

本文将为您整理基础的有机化学知识点,重点探讨立体异构和手性化合物。

一、立体异构1.1 定义立体异构是指分子的空间结构相同,但是在立体构型方面存在不同的化学物质。

即同一分子式的化合物,其空间结构不同,化学性质和物理性质也会相应变化。

1.2 分类1.2.1 构型异构构型异构是指分子内部原子的排列方式不同,导致空间结构也不同。

主要有以下几种形式:1.2.1.1 同分异构同分异构是指同种原子通过共价键连接,在排列或转动时可形成不同的构型。

如顺反异构、轴官能团异构等。

1.2.1.2 二面角异构二面角异构是指由于碳链之间存在着特定的旋转角度,分子在空间中不同部位产生不同构型的异构体。

如转平面异构。

1.2.2 空间异构空间异构是指构成分子的原子的连接方式不同,导致分子空间结构不同,无法通过旋转或转动使其重合。

主要有以下几种形式:1.2.2.1 键位置异构键位置异构是指在分子中,原子的连接方式或位置不同,导致分子的空间结构也会不同。

如环异构。

1.2.2.2 空间位阻异构空间位阻异构是指分子内部的原子或官能团由于空间位阻的影响,影响了分子的空间构型,从而导致异构体的产生。

二、手性化合物2.1 定义手性化合物是指分子或物体不重合与其镜像体的物质。

手性化合物包括手性立体异构体和不对称分子。

2.2 手性中心手性中心是指分子中一个碳原子与四个不同基团连接。

手性中心是产生手性的必要条件。

根据手性中心的性质,分子可以分为两种类型:2.2.1 单手性中心单手性中心的分子有两个镜像异构体,即L体和D体。

2.2.2 多手性中心多手性中心的分子有2的n次方个立体异构体,其中n为手性中心的个数。

2.3 光学异构体光学异构体是指由于手性中心的存在而产生的非重合的光学异构体。

手性化合物的拆分方法

手性化合物的拆分方法

手性化合物的拆分方法
手性化合物的拆分方法主要有对映体分离法和酶催化法两种。

对映体分离法是指通过物理或化学方法将手性化合物中的对映体分离开来。

常用的物理方法有晶体分离法和对映体选择性结晶法。

晶体分离法是指利用手性化合物结晶时的差异,通过适当的选择溶剂和结晶条件,使其中一个对映体结晶出来,而另一个对映体仍保持在溶液中。

对映体选择性结晶法则是利用对映体结晶时晶体生长速度的差异,通过选择合适的溶液浓度和温度,使其中一个对映体的晶体生长速度比另一个对映体快,从而实现对映体的分离。

酶催化法是利用手性化合物和酶之间的反应性差异进行对映体分离的方法。

酶催化法主要通过酶的手性选择性来实现对映体的分离,其中最常用的是立体选择性催化酶。

这种酶具有对手性底物具有高选择性催化作用的特点,通过调节反应条件和酶底物比例,可以将手性化合物中的对映体分离开来。

除了以上的方法,还有一些其他的手性化合物拆分方法,如手性色谱法、手性电泳法、手性转换法等。

这些方法则是通过物理、化学或生物学手段对手性化合物进行选择性的分离和转化,以实现对映体的分离。

有机化学的手性分析方法

有机化学的手性分析方法

有机化学的手性分析方法
在有机化学领域中,手性分析是一项十分重要的工作。

手性化合物是指分子的结构镜像不能完全重合的分子。

因此,手性分析的目的就是确定有机化合物中手性中心的配置。

在本文中,将介绍几种常用的手性分析方法。

一、圆二色谱分析法
圆二色谱分析法是一种利用圆二色现象测定有机物的手性的方法。

圆二色现象是指左旋光和右旋光通过具有手性的物质后,光传播方向不变,但相位差发生变化的现象。

通过观察物质在不同波长下的圆二色光谱,可以确定其手性。

二、红外吸收光谱分析法
红外吸收光谱分析法是一种常用的手性分析方法。

在红外光谱中,手性物质通常表现出特定的旋光效应,通过比较旋光贡献可以判断有机物的手性。

三、核磁共振分析法
核磁共振分析法是一种非常重要的手性分析方法。

通过核磁共振技术,可以观察到手性物质中的不对称中心周围原子核的信号差异,从而确定有机物的手性。

四、质谱分析法
质谱分析法是一种高灵敏度的手性分析方法。

通过质谱仪对有机物进行分析,可以观察到手性分子离子的不同质量谱峰,从而确定有机物的手性。

五、氨基酸序列分析法
氨基酸序列分析法主要用于蛋白质的手性分析。

通过氨基酸序列分析仪,可以确定蛋白质中的手性氨基酸的排列顺序,从而确定蛋白质的整体手性。

综上所述,有机化学的手性分析方法主要包括圆二色谱分析法、红外吸收光谱分析法、核磁共振分析法、质谱分析法以及氨基酸序列分析法。

这些方法各自有其优点和适用范围,科学家们可以根据具体情况选择合适的手性分析方法来进行研究。

手性化合物合成方法

手性化合物合成方法

在有机合成中产生手性化合物的方法有4种:1.使用手性的底物2.使用手性助剂3.采用手性试剂4.使用不对称催化剂常常需要使用天然产物,如:氨基酸、生物碱、羟基酸、萜、碳水化合物、蛋白质等。

1.使用手性的底物这种方法局限于比较有限的天然底物如图,该化合物的硼氢化反应中,由于羟基的作用产生另外新的立体中心(反应从分子的背后发生)以下两个反应,第一个是由于羧基的控制得到相应的手性产物..另一个则是由于反应中间体烯醇阴离子的构象决定了构型2.使用手性助剂如图,在第一步使用LDA去质子化时,为了使得上边的醇锂和下边的烯醇锂相距最远,Z-异构体占优势,在下一步与EtI的反应中得以产生了立体中心。

类似地,用烯醇锆替代烯醇锂(使用LDA,ZrCp2Cl2)确保烯醇的构型,再和醛反应产生不对称中心。

这些反应多数通过手性助剂的金属原子和底物中已有手性的O、N等原子络合,之后再加入其他试剂实现不对称中心的形成。

这其中手性唑啉环是一个非常不错的手性助剂,它水解后可以生成一个羧基(潜在官能团)另外一个试剂是手性的3-烷基哌嗪-2,5-二酮(一个环状二肽,可由两个氨基酸环合生成),如图在羰基的α位进行不对称烷基化使用的是以下两种试剂A和B(B称为SAMP),如图,对环己酮的反应中采用A得到S异构体而采用B得到R异构体.在氨基的α位进行不对称烷基化使用的试剂如下二图,用胺和它们作用后再用LDA、MeI甲基化,最后用N2H4脱去助剂得到产物.还有一些有趣的反应如脯氨酸的α烷基化,涉及到一个立体化学的"存储"问题,经历了一个消失和再产生的过程::手性亚砜的作用:分离得到手性亚砜试剂和卤代烷作用后在下一步反应中诱导手性基团的产生,Al/Hg可以方便地除去亚砜基团。

3.采用手性试剂通过铝锂氢化物与手性二胺或氨基醇作用可以得到一个用于不对称还原的试剂。

如图。

利用α-蒎烯和9-BBN作用得到的试剂是一个很好的不对称还原试剂.如图不对称硼氢化反应也是一个很好的构造立体化学中心的反应。

金属有机化学反应中的手性识别

金属有机化学反应中的手性识别

金属有机化学反应中的手性识别在金属有机化学反应中,手性识别是一个重要的研究领域。

手性化合物是指它们的镜像异构体无法通过旋转或平移相互重合的化合物。

手性化合物常见于自然界中,例如生物分子(如蛋白质和糖)和药物。

因此,研究金属有机化学反应中的手性识别对于理解生命起源、合成药物和开发手性催化剂等方面具有重要意义。

在金属有机化学反应中,手性识别通常涉及金属配合物和手性配体之间的相互作用。

手性配体是指具有手性的有机分子,它们通过配位给金属中心形成手性配位体。

例如,手性膦配体、手性硫配体和手性醇配体等都是常见的手性配体。

这些手性配体可以通过化学合成的方法合成,并具有不同的空间结构和手性识别性能。

手性识别在金属有机化学反应中起到关键的作用。

首先,手性配体与金属中心之间的配位方式会影响反应中心的立体化学。

不同的手性配位方式会导致不同的反应产物。

其次,手性配体能够通过与金属中心的相互作用,在反应过程中提供立体和电子效应,影响反应的速率和选择性。

此外,手性配体还可以与底物和反应中间体进行非共价作用,促进或抑制反应的进行。

为了实现手性识别,研究人员开展了大量的实验和理论工作。

实验上,他们通过合成不同手性配体来研究其对金属有机化学反应的影响。

利用各种分析方法,如核磁共振、质谱和X射线衍射等,他们可以确定金属配合物的结构和立体化学信息。

此外,还可以通过测定反应速率、选择性和产物配置等参数,评估手性配体的性能。

理论上,研究人员可以通过分子模拟和量子化学方法来预测手性配体与金属中心之间的相互作用,并解释反应过程中的手性识别现象。

目前,金属有机化学反应中的手性识别已取得了显著的进展。

许多手性配体被成功地应用于金属催化反应,实现了高立体选择性的合成。

此外,还发现了一些新的手性识别机制,拓展了对金属有机化学反应的认识。

然而,仍然存在许多未解决的问题,需要进一步研究。

例如,如何改进手性配体的设计和合成方法,以及如何利用手性识别提高金属催化反应的效率和选择性等。

多轴手性化合物的用途

多轴手性化合物的用途

多轴手性化合物的用途多轴手性化合物在许多不同领域中发挥着重要的作用。

它们具有独特的结构和性质,可以应用于药物、有机合成、光电子学、化妆品等众多领域。

以下是多轴手性化合物在这些领域中的一些主要用途。

1.药物领域:多轴手性化合物在药物研发中起着重要的作用。

多轴手性化合物具有不对称的结构,可以和生物体内的手性受体相互作用,从而影响药物的活性和选择性。

例如,多轴手性抗癌药物帕博利珠单抗(Pampolizumab)通过与癌细胞表面的特定手性受体结合,抑制肿瘤生长。

此外,多轴手性化合物还可以用于合成手性药物的中间体,从而提高药物的纯度和效果。

2.有机合成:多轴手性化合物在有机合成中扮演着重要的角色。

它们具有较高的立体选择性,能够在化学反应中引入和控制手性中心。

这对于合成手性化合物、手性催化剂和手性配体具有重要意义。

例如,多轴手性配合物可以作为手性催化剂在不对称合成反应中起到催化剂的作用,实现对手性产物的高立体选择性合成。

3.光电子学:多轴手性化合物在光电子学领域中也有广泛的应用。

多轴手性分子具有不对称的结构,能够吸收和发射特定的偏振光。

这使得它们在光子技术、液晶显示器、荧光标记和光学传感器等方面具有潜在的应用价值。

例如,多轴手性染料可用于制备手性光子晶体,用于制备高效率的光子晶体发光二极管。

4.化妆品:多轴手性化合物还在化妆品领域中有着广泛的应用。

多轴手性分子可用于制备高效的紫外线吸收剂,用于防晒霜和护肤品。

由于多轴手性分子的立体结构,它们对特定波长的紫外线有较强的吸收能力,可以有效地保护皮肤免受紫外线的伤害。

综上所述,多轴手性化合物在药物、有机合成、光电子学和化妆品等领域中具有重要的应用价值。

随着对手性分子性质和应用的深入研究,相信多轴手性化合物会在更多领域中发挥其独特的优势。

有机化学基础知识点整理有机化合物的手性分离方法

有机化学基础知识点整理有机化合物的手性分离方法

有机化学基础知识点整理有机化合物的手性分离方法有机化学基础知识点整理:有机化合物的手性分离方法在有机化学中,手性分离是一种重要的技术,主要用于分离含有手性分子的混合物。

手性分子指的是具有非对称碳原子的化合物,也称为手性化合物。

由于手性分子的非对称性质,它们的立体异构体在化学性质和生物活性方面可能存在显著差异。

因此,对手性分子的手性分离和分析具有重要的理论意义和应用价值。

目前,有机化合物的手性分离可以通过以下几种方法实现:1. 晶体分离法晶体分离法是最早应用于手性分离的方法之一。

由于手性分子的立体异构体具有不同的晶体结构,因此可以通过晶体生长和结构分析来分离手性分子。

例如,可以通过溶液结晶或真空升华的方式来实现手性分子的晶体分离。

2. 液相色谱法液相色谱法是一种常用的手性分离方法,它利用手性分子在手性固定相上的不同吸附程度来实现分离。

常用的手性固定相有手性硅胶、手性聚合物和金属配合物等。

通过调节流动相的组成和条件,可以实现手性分子的分离和纯化。

3. 气相色谱法气相色谱法是基于手性分子的揮发性差异而实现的分离方法。

在手性气相色谱中,可以通过改变固定相、导入手性诱导剂或使用手性柱温控制等方式来实现手性分子的分离。

气相色谱法具有分离快、分辨率高等优点,在手性分离中被广泛应用。

4. 核磁共振法核磁共振技术是一种常用的手性分析方法,通过差异性质下进行分离。

核磁共振技术可以通过测定手性分子的旋度差异来实现分离。

通过核磁共振技术的定量分析,可以准确测定手性分子的含量和确定其绝对构型。

5. 生物分离法生物分离法利用酶或微生物等可以对手性分子进行选择性催化的特性进行分离。

生物分离法不仅具有较高的手性选择性,还具有对手性污染物的降解和回收等功能。

通过利用酶的催化活性和对手性分子的选择性识别,可以实现手性分子的高效分离。

总结起来,有机化合物的手性分离方法包括晶体分离法、液相色谱法、气相色谱法、核磁共振法和生物分离法等。

手性化合物与手性合成

手性化合物与手性合成

利用化学拆分法,
酶法,超临界流 体色普法分离药 物对应体,已成 为新药研究和分 析化学的领域之 一。


ห้องสมุดไป่ตู้
1。化学法 经典的化学拆分是利用手性试剂与外消旋体反应, 生成两个非对应异构体,再利用其物理性质的差异 将其拆分。近几年来,包结拆分法由于其拆分效率 高、操作简便及适用条件广泛而受到重视。其原理 是:手性主体化合物通过氢键及分子间的次级作用, 选择的与客体分子中一个对应体形成稳定的包结络 和物析出来,从而实现对应体的分离。

我国手性化合物已经取得了一定成果。例如: L—天冬氨酸、D—酒石酸、L—苹果酸等已实现 工业化。但总的来说,我国在手性化合物的生物 合成方面研究还不多,更缺乏创新性与基础性研 究,与世界手性工业的发展还有较大差距。所以 国家科技部、生物工程中心以及国家医药管理局 均列项支持手性化合物的不对称合成和拆分技术 研究。

手性技术正是在手性药物日益增长的市 场推动下兴起和发展的。我们有理由相信 21世纪将是手性药物大发展的世纪

关于手性合成的方法大体可分为四种:偏振 光照射法,生物化学法,手性溶剂和手性催 化剂法,反应物的手性中心诱导法。四种方 法都是在手性因素的影响下利用立体选择反 应而实现手性合成的,只是手性因素有所不 同。前三种手性因素,物理的,生物的,溶 剂和催化剂是反应得手性环境和手性条件, 而第四种方法是反应物或试剂结构上的手性 因素。
手性化合物与手性合成

自然界里有很多手性化合物,这些手性化合 物具有两个异构体,他们如同实无和镜像的 关系,通常叫做对应异构体。对应异构体很 像人的左手和右手,他们看起来非常相似, 但是不完全相同。当一个手性化合物进入生 命体时, 他的两个对应异构体通常会表现出 不同的生物活性。对于手性药物,一个异构 体可能是有效的,而另一个可能是无效甚至 是有害的。

化学手性有机化合物的合成和应用研究

化学手性有机化合物的合成和应用研究

化学手性有机化合物的合成和应用研究一、手性有机化合物的概念手性有机化合物是指分子中含有手性碳原子(即一个碳原子连接着四个不同的原子或原子团)的有机分子。

手性碳原子使得分子具有非对称的空间结构,因此手性有机化合物具有镜像异构体,称为手性异构体。

二、手性有机化合物的合成方法1.逆合成法:逆合成法是一种根据目标产物设计合成路径的方法。

首先确定目标产物的结构,然后逆向推导出合成该产物的步骤。

这种方法在有机合成中具有广泛的应用。

2.手性催化剂:手性催化剂是指在化学反应中能够诱导出手性选择性的催化剂。

利用手性催化剂可以实现对手性有机化合物的合成,从而获得特定的手性异构体。

3.手性助剂:手性助剂是指在化学反应中与反应物发生作用,从而影响反应选择性的化合物。

手性助剂可以提高手性有机化合物的合成效率和选择性。

4.立体选择性合成:立体选择性合成是指在化学反应中,通过控制反应条件,使反应物分子中的不同基团在空间上发生选择性反应,从而获得特定手性异构体的方法。

三、手性有机化合物的应用1.药物化学:手性有机化合物在药物化学领域具有重要意义。

许多药物分子具有手性异构体,这些异构体在药效、药代动力学和毒副作用方面可能存在显著差异。

因此,研究手性有机化合物的合成和应用,有助于开发新药和优化药物结构。

2.材料科学:手性有机化合物在材料科学领域也有广泛应用。

例如,手性有机分子可以用于制备手性光学材料、手性液晶和手性传感器等。

3.催化领域:手性有机化合物在催化领域具有重要作用。

手性催化剂和手性助剂可以提高化学反应的选择性,从而实现高效、绿色的化学合成。

4.分析化学:手性有机化合物在分析化学领域也有应用。

手性异构体之间的相互作用差异,可以用于检测和分析生物分子、环境污染物等。

综上所述,化学手性有机化合物的合成和应用研究是一个涉及有机合成、手性化学、药物化学、材料科学等多个领域的复杂课题。

通过对手性有机化合物的合成方法及其应用的研究,可以为我国化学工业、医药事业和材料科学的发展提供理论支持和实践指导。

手性化合物

手性化合物

手性化合物的合成和分离方法研究进展摘要:手性问题与我们的生活密切相关,它涉及到生命、动植物、药物、食品、香料、农药等诸多领域,本文介绍了手性化合物的一些用途,合成和分离方法及发展方向。

手性化合物的制备已成为当前国内外较热门的研究课题之一。

本文从非生物法和生物法两个方面较全面地综述了手性化合物的制备方法, 希望为相关研究者提供参考。

关键词:手性化合物;手性药物;制备;生物合成1.1用途手性化合物(chiral compounds)是指分子量、分子结构相同,但左右排列相反,如实物与其镜中的映体。

人的左右手、结构相同,大姆至小指的次序也相同,但顺序不同,左手是由左向右,右手则是由右向左,所以叫做“手性”。

也就是指一对分子。

由于它们像人的两只手一样彼此不能重合,又称为手性化合物。

判断分子有无手性的可靠方法是看有没有对称面和对称中心[1]。

手性问题与我们的日常生活密切相关。

天然存在的手性化合物品种很多,并且通常只含有一种对映体,手性问题还牵涉到农业化学、食品添加剂、饮料、药物、材料、催化剂等诸多领域。

它的研究已经成为科学研究和很多高科技新产品开发的热点。

在过去20年里,手性研究具有戏剧性的发展,已从过去的少数几个专家的学术研究发展到大面积科学研究的需要,在一些领域并已带来了巨大的经济效益。

物质的手性已经变成越来越需要考虑的问题,其对我们的日常生活正在起到越来越重要的作用。

手性化合物主要从天然来源、不对称合成和外消旋体拆分3个方面得到。

由天然来源获得手性化合物,原料丰富,价廉易得,生产过程简单,产品的纯度一般都较高,因此很多量大的产品都是从天然物中获得。

在药物工业中由于对手性药物的要求不断增加,其大大激发了不对称有机合成的发展,使一些生物技术、生物催化剂也迅速扩展到该领域产生纯的的手性中间体和手性产品[2]。

1.生物制药在合成中引入生物转化在制药工业中已成为关键技术。

如Merck公司开发的酰胺酶抑制剂西司他丁的生产就是一个实例。

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3.手性化合物的药理活性ห้องสมุดไป่ตู้别
(1) 对应体之间有相同或相近的某一活性 (2)一个对应体具有显著的活性,但其对应体的活性 很低或无此活性 (3)对应体相同,但强弱程度有差别 (4)对应体具有不同性质的药理活性 A:对应体的不同活性,可起“取长补短,相辅相成” 的作用,如利尿药茚达利酮 B:对应体存在不同性质的活性,可开发成两个药物, 如丙氧芬。 C:一个对应体具有疗效,另一个对应体具有副作用或 毒性,如抗震颤麻痹症的L-多巴。 D:对应体具有相反的活性,如巴比妥类药物。
3.合成过程中遇到的难题 合成过程中遇到的难题:工业化生产的主要问题是生物催化剂 合成过程中遇到的难题 的来源和成本问题;生物催化反应的立体选择性和转化效率问题; 辅酶依赖型的氧化还原酶的不对称生物催化反应中的酶催化与辅 酶再生体系的耦联;还包括底物和产物的水不溶性和在水中的不 稳定性等问题。这些都是存在于生物催化合成手性化合物的工业 应用中的一些难题。但是最主要的是手性合成的难点在于针对不 同的手性或潜手性底物,必须找到能够与之高度匹配的专一性手 性工具(手性拆分剂、手性催化剂、手性溶剂或助剂等等),因此 最为重要的就是要寻找到或制备出高效的手性工具 。 4.主要通用的平台技术问题 主要通用的平台技术问题 (1)用于合成手性化合物的生物催化剂的筛选、酶蛋白修饰、 酶分子的定向改造; (2)生物催化反应过程中的酶催化体系与辅酶再生体系耦联的 关键技术; (3)非水相生物催化手性合成反应的介质工程、生物催化剂适 应性等特性与规律;
2.手性化合物的研究背景
10多年前,手性药物对于大多数人来说还很陌 生,随着人们对手性化合物的深入研究和不对称 合成的迅猛发展,使其在精细化学品、生命科学 及材料科学中占有极其重要的地位。因此,对手 性化合物需求量也将激增,如何廉价而又方便地 获得手性化合物己成为有机合成化学家们强烈追 求的目标。当前,手性药物已成为国际新药研究 与开发的新方向之一,手性药物的不断增加改变 着化学药物的构成,成为制药工业的新宠儿。
手性化合物的研究现状与应用
1.手性化合物的研究意义 1.手性化合物的研究意义
手性(chirality)是三维物体的基本特性。手 性也就是我们通常所说的不对称性 (asymmetry)。其实手性是参照人的左右手不 能相互重叠而来。正如我们的左手右手一样, “cheir”是古希腊语中手的意思。如果一个 物体不能与镜像重合,该物体就称为手性物 体,这两种互成镜像的形态被称为对映体。 手性分子(chiral molecules)的立体构型即 为对映体结构 。
6.其他手性化合物的开发应用
1.手性技术在农化学品中的应用 手性技术在农化学品中的应用 在农业化学品中手性问题跟其他情况类似,如杀虫剂(2R,3R)构 型为高杀菌、低植物生长控制作用,而(2S,3S)构型作用相反, 即低杀菌、高植物生长控制作用;除医药、农药外,许多手性精 细化工产品的性质与其他外消旋体或对应体也表现出相当大的不 同,例如(S)-天冬酰胺是甜的,而其对应体(R)构型却是苦的。 2.手性拆分的研究进展 手性拆分的研究进展 一般的生物转化反应都是在水中进行的,而有机合成大多是在有 机相中进行 。虽然对映异构体药物的理化性质基本相同,但由 于药物分子所作用的受体或靶位是由氨基酸、核苷、膜等组成的 手性蛋白质和核酸大分子等,后者对与之结合的药物分子的空间 立体构型是有一定要求的。因此,对映异构体在动物体内往往呈 现出药效学和药动学方面的差异。 目前,利用酶法、超临界流体色谱法、化学法、高效液相 色谱法、气相色谱法、毛细管电泳法和分子烙印法拆分对映体, 已成为新药研究和分析化学领域的重要课题 。
7.结论与展望
面对欧美日等发达国家生物催化合成手性化合物技术迅速发展的 国际形势,我们希望业内人士对生物催化合成手性化学物及其平 台技术能够给予高度的重视,这对扶持和促进我国医药与生物技 术、资源节约和环境友好等可持续发展特征的生物制造产业,将 具有重大的战略意义和巨大的经济、社会和环境效益。 多个领域兴起的手性革命不仅是庞大的市场推动的效果,而且对 环境保护也是必要的。开发手性药物不仅具有重大的科学价值, 同时蕴藏着巨大的经济效益。利用手性技术,我们可以有效地将 药物中不起作用或有毒副作用的成分去除掉,生产出具有单一对 映纯手性药物。手性药物已成为国际上新药的热点,各国政府和 各大医药公司纷纷斥巨资,在手性药物制剂、手性原材料和手性 中间体等领域进行研究开发,抢占世界手性制药市场。手性技术 在本世纪将和微电子、信息技术、生物技术等高新技术一样得到 各国政府的高度重视,手性工业必将成为本世纪的一个支柱产业。
4.生物催化合成手性化合物的研究进展
1、单一对应体手性化合物的制备方法 单一对应体手性化合物的制备方法 手性源技术、手性色谱、化学或生化拆分,生物不对称合成以 及化学不对称合成 2、生物催化合成手性化合物的研究进展 生物催化合成手性化合物的研究进展 在过去的十多年中越来越多的人开始意识到酶在高选择性催化 转化人工合成物质方面的巨大潜力,手性合成的生物催化技术 迅速发展。正在寻求新合成工具的化学家与正在寻找生物催化 剂新应用的生物学家在科技上“联姻”,形成了一门新的交叉 学科-化学生物技术(Chemical Biotechnology)。化学生物学 家致力于解决化学和生物学中诸如制造新的分子和理解活体细 胞内复杂网络的功能等问题,化学生物技术学家也会更多地关 注化学生物技术在食品、药品、材料和日用消费品生产中近期 和远期的应用,化学和生物学方法的交叉融合不仅加深和拓展 了各自的研究范围,而且开辟了全新的研究和应用领域。
5.生物催化合成手性化合物在工业方 面的应用
1.在生物催化剂的很多酶中,水解酶应用最广,大约占到了65% 左右,主要是因为它的来源广泛、不需要辅酶或者辅因子,而且 成本比较低;其次就是氧化还原酶体系了,约占25%左右;由于 在使用游离酶的时候辅酶再生相对来说比较麻烦,成本相对较高, 因此,经常使用廉价的整体细胞作为生物催化剂。而其它几种酶 (如转移酶、裂解酶、异构酶、连接酶)在工业上的应用就很少了, 总共不足10%。 之所以水解酶的利用率这么高,主要是因为它 的稳定性较好、能耐受的底物浓度较高(例如lmol/L),但是其 缺点是水解酶催化的反应多数为对映体拆分,理论收率最高只有 50% ,需要设法将不需要的对映异构体消旋后再重复的使用。 2.在手性合成中,生物催化的不对称还原反应占有极其重要的地 位。脱氢酶被广泛用于醛或酮羰基以及烯烃碳碳双键的还原,这 种生物催化反应可使潜手性底物转化为手性底物。氧化还原酶需 要辅酶来作为反应过程中氢或电子的传递体。
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