立体化学基础培训教材教学课件.ppt

1;2;3;4;第三章 立体化学基础 ;同分异构;一、平面偏振光及比旋光度;二、偏振光和旋光性 ; 这种现象的产生必然是由于物质将偏振光的振动平面旋转了所致。物质能使偏振光的振动平面旋转的性质叫做旋光性，具有旋光性的物质叫做旋光性物质，如乳酸、葡萄糖等。第二个棱镜旋转的方向就代表旋光性物质的旋光方向;13; 使偏振光平面旋转一定角度叫做该物质的旋光度(Rotation)，用α表示之。 ;15; 1.使平面偏振光振动平面向右旋转（顺时针旋转） 的叫做右旋，用“ + ”表示。如从肌肉中得到的乳 酸（+）－乳酸。;（二）旋光度与比旋光度 ;比旋光度 ; 将胆固醇样品260mg溶于5ml氯仿中，然后将其装满5cm长的旋光管，在室温（20℃）通过偏振的钠光测得旋光度为―2.5° ，计算胆固醇的比旋光度。;20; 物质使偏振光振动平面向右旋转的叫做右旋，用“+”号或“d”表示，左旋用“—”或“l”表示。例如，由肌肉提取液中获取的乳酸，其比旋光度 +3.8°，它表示这种乳酸是右旋的。;二、对映体异构和手性;23;24;25;26; 有对映异构体的分子称为手性分子（chiral molecule），或称具有手征性或手性。;三、分子的对称性和手性;1．对称面;30;丙酸分子的对称面;2．对称中心;3．对称轴;34; 如氯仿就有一个三重对称轴C3，当分子绕C－H键的轴旋转120°，与原来分子重合。; 一个分子不能与它的镜像重合的条件一般是 这分子没有对称面，也没有对称中心。;（二）手性因素;*;39;2．手性面; 如一个碳原子连接四个不同的原子或基团时，这个正四面体就不可能在任何地方被分成实物与镜像的关系的两半，也就是没有对称面或对称因素。成了不对称分子，就有了旋光性。这个碳原子所连的四个不同的原子或原子团在空间就会有两种排列方式，就成了两种异构体。;42;一、含一个手性碳原子的化合物 ; 两图看起来很相似，好象代表一个分子，但实际无论怎样翻转，都不能重合。 ; 含有一个不对称碳原子的化合物只有两个旋光异构体，乳酸含有一个不对称碳原子，它就具有两个旋光异构体。;（+）—乳酸 （-）—乳酸;（二）对映异构体的表示方法----Fischer投影式 ;48;乳酸模型及Fischer投影式;规定 ;51; 将手性碳上的四个基团中的任意两个对调，构型改变：;53;（三）对映体的构型及其命名法 ;D(+)－甘油醛 L(-)－甘油醛; 这种人为规定的构型为相对构型，1951年J.M.Bijvoet 测定了化合物的绝对构型，恰好与人为规定的构型相一致，确定的相对构型就成为绝对构型。;57;D、L构型的关键在于： ⑴ 找出手性C原子； ⑵ 判断手性C原子横键上两个基团的大小； ⑶ 大基团在右侧为D构型，大基团在左侧为L构型; D、L表示的是化合物的构型，并不表示旋光的方向。旋光的方向用“+”和“-”表示。另外，旋光性物质的旋光方向与构型之间没有固定的关系。例如D-型只说明，在这种化合物中，不对称碳原子的空间排布与D-“+”-甘油醛是同一类型，至于它的旋光方向则是由于整个分子中原子间相互影响的结果，可能是右旋的，也可能是左旋的，可以用旋光仪测定出来。;2、构型的R/S命名法;61;次序规则;⑵ 若该碳原子所连基团的第一个原子相同，则比 较其次相连原子的原子序数，依次类推直至比 出大小为止。;看O的个数;常见基团的优先顺序 ;66;1;1;R型;R/S命名法也可直接用于Fischer投影式：;R型;注 意：;（一）含有二个不同手性C原子的化合物;74;75;76;77;对含有n个＊C的化合物： ; 内消旋体 ;内消旋体的分子模型 ; 内消旋体与外消旋体都不具有旋光性，但二者有着本质的区别：; 在有机化合物中，随着手性碳原子数目的增多，其立体异构体的数目也增多。当分子中含有n个不同的手性碳原子时，就可以有2n个立体异构体。它们可以组成2n-1个外消旋体。; 手性是自然界的本质属性之一。生命活动一些重要的生物大分子，如蛋白质、多糖、核酸和酶等，几乎全是手性的。在目前使用的化学药物中，大部分也具有手性，其药理作用是通过与体内大分子之间的严格手性匹配与分子识别而实现的。有手性的化合物含有两个化学结构和物理结构完全相同而光学结构不同的异构体，即对映体（属光学异构体）。在多数情况下，具有光学异构体的药物中的两种对映体的生物效应及药理作用有很大差别，通常只有一种对映体有药理作用。 ;