3-立体化学基础(09药学)

COOH
2
C
1
OH
4
H
5
C
3
H
3
HOOC
2
C
HO
1
4
H
H 3 C3
5
➢对映体分子具有相同 的构造，即他们在原子 或基团连接方式上完全 相同，只是原子或 基团 在空间的排列方式不同。
异构体之间互变，必须
什么样的分子有手性呢？ 断裂分子中的两个键。
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讲解：XX
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第三节 分子的对称性和手性
讲解：XX
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(2). 对称中心(symmetric center, i ) 若分子中有一点，通过该点画任何直线，如果
在离此点等距离的两端有相同的原子，则该点称为 分子的对称中心。
i
H
H
H3C H
H CH3
H
H
具有对称中心的分子和它的镜像能重合，因此它不具有
手20性21/3，/10 不具有旋光性
讲解：XX
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讲解：XX
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手性（chirality ） ：实物与镜像不重合，像左右手， 称为手性分子，具有手性。
COOH
2
C
1
OH
4
H
5
C3H3
HOOC
2
C
HO
1
4
H
H3C3
5
手性分子：分子有对映异构现象。
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对映异构体（enantiomers）：一个化合物的分子与 其镜像不能相互重合，称这两个分子为对映异构体(对 映体)。 对映异构体的旋光性不同，也称旋光异构体。
3
第一节 平面偏振光及旋光性
光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂 直。
•如果让光通过一个象栅栏一样的 Nicol 棱镜 (起偏镜) 就不是所有方向的光都能通过，而只有与棱镜晶轴方 向平行的光才能通过。
•透过棱晶的光就只能在一个方向上振动，只在一个 平面振动的光，称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。
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4
Nicol棱镜 (偏振片)
晶轴
ba c d
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只有一个振动平面的光
偏振光
与棱镜晶 轴平行的 振动平面
旋光度——
无旋旋光光性物质 光活性物质
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乳酸、葡萄糖、 果糖、蛋白质等
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➢结论： 物质有两类：
（1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性质， 叫做旋光性物质。乳酸、葡萄糖等 （2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫做 非旋光性物质。水、乙醇、乙酸等
第三章
立体化学基础
Organic Stereochemistry
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同分异构
碳链异构
位置异构 构造异构
官能团异构
立体异构
互变异构 构型异构
构象异构
顺反异构 对映异构
构造异构：分子组成相同而原子（团）相互连接方式和顺序不同
立体异构：分子中原子（团）在空间排列方式不同
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学习立体化学的意义
1、生命物质多具有立体结构上的专一性；
2、药物的构效关系十分重要，如（+）-葡萄糖具 有营养价值，而（-）-葡萄糖无营养；
左旋氯霉素有抗菌作用，而右旋体几乎无效。
OH
O2N
OH NHCOCHCl2
3、不对称合成(手性催化合成药物)，2001年诺贝
尔20化21/3学/10 奖（美）诺尔斯、讲解（：X日X ）野依良治。
测定温度 旋光度（旋光仪上的读数）
[α
]t
λ
=
比选光度 波长
（钠光D)
α Lx C
溶液的浓度（g/ml） 盛液长度（分米dm）
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问题？
• 为什么物质有旋光性？什么样的物质有旋光性？ • 旋光性与那分子结构有什么关系吗？
COOH
H C OH
CH3 2-hydroxypropanoic acid
•兰色为COOH •红色为OH •粉红为CH3 •浅绿为H
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（-）左旋乳酸 （+）右旋乳酸
2-羟基-丙酸(乳酸)
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分子
2-羟基-丙酸(乳酸) 镜像
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分子
镜像
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第二节 对映异构和手性
对映异构现象（旋光异构现象）
*19世纪发现了许多天然有机化合物具有旋光性， *Pasteur 1848年研究酒石酸钠铵的不对称性，进而提出 了分子结构的不对称性。
*1874年范特霍夫和勒贝尔分别提出了碳的四面体学说， 指出当有机化合物具有有C*结构时，具有对映异构体，即 物质具有旋光性
➢旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度， 以“α”表示。
顺 时 针 右 旋 ， 以 “ d ” 或 “ + ” 表 示 。 其 旋 光 方 向
逆 时 针 左 旋 ， 以 “ l ” 或 “ ” 表 示 。
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注意：
旋光度“α” 受温度、光源、浓度、管长等许多因 素的影响，为了便于比较，就要使其成为一个常量， 故用比旋光度[α]来表示：
3. N 阶对称轴有无不能决定分子有无旋光性
既没有对称面，也没有对称中心的分子具有手性
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练习：下列化合物有无手性？
CH3 Br
H Br
H
CH3
有对称中心 有对称中心、有对称平面
F
B
F
F
Cl Cl
H O CH3 CH3 H
CH3
Cl
C=C
H
CH2CH3
两者都有对称平面、中心
一、对称因素
1、对称面(symmetry plane,σ)： 假如有一个平面 可以把分子分割成两部分，而一部分正好是另 一部分的镜像，这个平面就是分子的对称面。
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•凡具有对称面σ的分子，实物和镜象可重叠，因此， 该分子无手性，无旋光性，无对映异构现象。
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H Cl
H
HH
Cl
Cl
H
Cl Cl HH
具有二重对称 轴，有旋光性
H
Cl
结论： n阶对称轴有无不能决定分子有无旋光性
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分子的对称性和手性小结
1. 具有对称面σ的分子，实物和镜象可重叠， 因此，该分子无手性，无旋光性，无对映异 构现象。
2. 具有对称中心的分子和它的镜像能重合，因 此它不具有手性，不具有旋光性
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(3). 对称轴(symmetry axis ,C )：以设想直线为
轴旋转360。/ n，得到与原分子相同的分子，该直
线称为n重对称轴(又称n阶对称轴)。
H Cl
H H
Cl
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H
H
Cl Cl
Cl
HH
讲解：XX
H Cl
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对称轴与分子旋光性判定
Cl C
H
旋光性