关于有机化学中的立体异构课件

# 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。
O
N
代谢 NS
C H
O
O
Z-etozoline
O
N
NS
C H
OH
O
Ozoline
巴比妥酸盐通常用作镇静、催眠药，
关于有机化学中的立体异 构
➢ 3.1 烷烃的构象(conformation)
➢ 3.1.1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：
链状化合物的Newman投影式
乙烷的Newman投影式：
H
HH
H
H
H
H
H
交叉式
O
C l2H C C N H H
C H 2O H H OH
NO2
D-(-) 氯霉素
-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。
CH3 Ar * COOH
Ar =
O Fenoprofen
N aproxen
OMe
iB u Ibuprofen
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。
OH N
*
O
N OH
# 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
COOH
COOH HO H
H OH
COOH
3.3.8不含手性碳原子的手性分子
➢ 联苯类化合物
O2N NO2
COOH HOOC
3.3.9丙二烯类化合物
CH3
CH3
CC C
H
H
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）
3.3.10 环状化合物的立体异构
3.3.11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
➢
（方向相反）
相同 相同 （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
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。
2，3，4-三羟基丁酸的Fischer投影式
COOH COOH COOH COOH H OH HO H HO H H OH H OH HO H H OH HO H
CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH
2，3-二羟基丁二酸的Fischer投影式
COOH H OH H OH
COOH
COOH H OH HO H
➢ 3.3.3 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
比旋光度计算公式：
[
]
t λ
= ×(C×L)-1
= 实测旋光度
C = g /ml
L = 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
➢ 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。
COOH H C OH
CH2OH
COOH
H
OH
CH2OH
3.3.6 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。
对映体在非手征性条件 下化学性质相同。
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。
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。
能量变化图:
H H
H
重叠式

丁烷的四种典型构象
CH3 HH HH
CH3
对位交叉
H H
CH3 H
H3CH
H HH
H
CH3
CH3
HH
H H
H3CCH3
部分重叠
邻位交叉
全重叠
3.1.2 环状化合物（环己烷）的构象
船式构象
椅式构象
构象转换： CH3
a键
CH3
e键
3 . 2 顺反异构
cis-trans isomerism
-
反 式 2 丁 烯 与 顺 式 2 丁 烯
-
反式1，4-二 甲基环己烷的 空间结构
3.3旋光异构
optical isomerism
➢ 3.3.1 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。
➢ 3.3.2 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。
CH3 Cl C H
C 2H 5 S
COOH
H
OH
C H 2O H R
3.3.7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
CH2 CHCHCOOH OH OHOH
（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）
HOOCCHCHCOOH OHOH
➢ 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。
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。
➢ 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。
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。