对映异构体

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如:2-氯丙烷
CH 3 CHCH 3
H Cl C CH 3 CH 3
C、H、Cl成的平面— —对称面
Cl
非手性分子
四、判断对映体的方法
观察分子的实物与其镜像能否重合。
寻找分子中是否存在对称面。
寻找分子中是否存在手性碳原子(手性中心)。 一般不存在对称面,有手性碳的分子具有对映体, 为手性分子。
HOOC * CH OH
COOH H HO OH H COOH HO H
* CH OH
COOH
含两个相同*C,只有三个立体异构体。
COOH H OH COOHO HO
COOH H H COOH

对称面
(2R,3R-)
(2S,3S-)
meso structure (分子内两个*C构型抵消)
第三章
本章重点:
对映异构
掌握手性分子、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体概念;
掌握Fischer投影式、D、L和R、S构型命名法; 了解手性分子的生物应用。
英文词汇: enantiomerism, chirality, optical activity, enantiomer, diastereomer, meso structure, Fischer diagram.

具有双键、叁键时,可看作连两个、三个相同原子。
O
如:
CH
>
CH 2 OH C ( H, H, O )
C ( H, O, O )
构型命名:如a > b > d > e ,最小基团e对着观察者(最远),
a
沿abd旋转
C e b d
顺时针方向——R构型; 逆时针方向——S构型
如:甘油醛一对对映体
CHO C H OHC
三、旋光度与比旋光度 (一)旋光度 偏振面被旋光性物质所旋转的角度——旋光度,用“”表 示。 顺时针——右旋,用“d”或“+”表示。 方向 逆时针——左旋,用“l”或“”表示 一般一对对映体旋光性相反,即大小相等,符号相反。 (二)比旋光度 用[]tD 表示,是旋光性物质的物理常数,对于鉴 定和判断其纯度很重要。
第三节
外消旋体
由于一对对映体相等,但旋光方向相反。因此如
等量混合后——无旋光性。
外消旋体——一对对映体的等量混合物,用“”或“dl” 表示。 来源: 肌肉 (+)-乳酸 [] 20 D +3.8 葡萄糖 ()-乳酸 3.8 酸牛奶 ()-乳酸 0
第四节
费歇尔投影式 Fischer diagram
手性分子
镜子
对映异构体
一般凡是连有4个不同的原子或基团的碳原子——手性 碳原子,用“*C”表示。 有一个*C的化合物必定是手性分子,有一对对映体 (如乳酸分子) 。对映体有相同的物理、化学性质,但两 者还有一个重要的不同性质,即对偏振光的偏振面作用不同。 三、对称面和非手性分子 对称面——分子中存在一平面可把分子切成实物和镜像两部分。
练习:P48问题3-1 答案:a、b为手性分子;c、d存在对称面,非手性分子。
第二节
一、平面偏振光
旋光性
普通光线通过一个Nicol棱镜后,光波只在一个平 面上振动,简称偏振光。 Nicol棱镜 偏振光 二、旋光性 物质能使偏振面旋转的性能——optical activity。 手性分子都具有旋光性,也称旋光性物质。
R-氯溴碘甲烷
S-2-丁醇
R-丙氨酸
S-苹果酸
第六节
非对映体和内消旋体
一、非对映体 diastereomer
含两个不同*C的化合物,有4个立体异构体(2对对映体)。
如:2,3,4-三羟基丁醛
CHO H H OH OH CH 2 OH
* * CH 2 CHCHCHO OH OH OH
CHO CHO H H CH 2 OH HO H H OH CH 2 OH H HO CHO OH H CH 2 OH
第一节
一、手性
对映体 enantiomer
chirality——如人的左右手互为镜像和实物的关系,彼
此又不能重合的性质。许多有机物分子都具有手性。
二、手性分子和对映体
乳酸分子中各原子或基团在空间可有两种排列方式:
CH 3 CHCOOH OH
COOH C HO H CH 3 H H 3C
COOH C OH
小结:
1. 手性分子、对映体、非对映体、内消旋体及外消旋体的概念。 2. Fischer投影式表示对映体构型和两种命名法(D、L和R、S)。
练习:写出下列化合物的Fischer投影式。 1. R-苹果酸 2. (2S,3S)-4-羟基-2,3-二氯丁醛 3. R-2-氯丁醛
作业:阅读Section 3 Optical isomerism全文,翻译P7第一段, P8第二段(前6行)。 P64 /6, 7, 10, 16。
*C2-OH,左侧
L-甘油醛
CHO H OH CH 2 OH D-(+)-甘 油 醛 CHO HO H CH 2 OH L-(-)-甘 油 醛 HO H
COOH OH CH 3
D-(-)-乳酸
COOH H CH 3
L-(+)-乳酸
*注:化合物构型与旋光方向无对应关系。
二、R、S命名法——绝对构型
R-甘油醛
S-甘油醛
如最小基团(H)在竖键上, 沿基团大中小旋转 逆时针——S构型。 (平面上) 顺时针——R构型;
又如:
HO
H CH 3 COOH H
COOH OH CH 3
S-乳酸
R-乳酸
练习:用R、S构型法命名下列化合物构型。
Br Cl I H H CH 3 OH CH 2 CH 3 H CH 3 COOH NH 2 HOOC H OH CH 2 COOH

OH

HO
C H HOH 2 C
CH 2 OH
OH CHO CH2OH
R-甘油醛
S-甘油醛
简便判断规则:*按Fischer投影式,最小基团(H)在横键。 沿基团大中小旋转 顺时针——S构型。 (平面上) 如:
H CHO OH CH 2 OH HO CHO H CH 2 OH
逆时针——R构型;
HO HO
(2R,3R-)
(2S,3S-)
(2S,3R-)
(2R,3S-)
enantiomer
enantiomer diastereomer——不成镜像关系的立体异构体。
若分子中含n个不同*C,立体异构体数目= 2n。
二、内消旋化合物 meso structure
含相同*C时,对映体数目减少。
如:酒石酸
CH 3
CH 3 Br Br H CH 2 CH 3
练习:用Fisher式表示 2-溴丁烷一对对映体。
H
CH 2 CH 3
第五节
构型命名
一、D、L命名法——相对构型
* CH 2 CHCHO OH OH 甘油醛
CHO H OH CH 2 OH HO
CHO H CH 2 OH
规定:*C2-OH,右侧
D-甘油醛
常用Fischer投影式来表示一对对映体的立体结构。 书写规则: “十”字交叉点代表*C;
碳链放在竖线,1号C在上端;
竖线上基团向纸里伸,横线上基团向纸外伸。
COOH H CH 3 ( - ) -乳 酸 OH HO CH 3 ( +) -乳 酸 COOH H
*注:Fischer式平面内 旋转180º ,构型不变。
外消旋体:等量左旋、右旋混合物,可拆分为两个化合物。 内消旋体:一个化合物,具有对称面,不能拆分。
第七节
手性分子的生物作用
手性分子的一对对映体,在生理活性上作用有很大 差异。如治疗帕金森病的药物多巴,存在一对对映体。 只有()-多巴有治疗作用。
由于受体多为手性化合物。手性药物中某一立体结 构只有与特定受体的立体结构有互补关系,其活性部位 才能进入受体靶位,产生应有的生理作用。
次序法则:原子序数大小为序,大者优先。 • 比较与*C相连原子的原子序数大小;
I > Br > Cl > S > F > O > N > C >H
• 如所连第一原子相同,依次比较第二、三原子,直至 找出原子序数大的原子,即为优先基团;
如:
CH 3 C ( H, H, H )
<
CH 2 CH 3 C ( H, H, C )
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