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1、立体化学基础stereochemistry Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望（一）偏振光和（一）偏振光和物质的旋光性物质的旋光性l1.平面偏振光平面偏振光l光是一种电磁波，光波光是一种电磁波，光波的振动方向和前进方向的振动方向和前进方向互相垂直。互相垂直。l光通过透镜（尼可尔棱光通过透镜（尼可尔棱镜），就有一部分光线镜），就有一部分光线被阻挡而不能通过。被阻挡而不能通过。l只能使在某一平面上振只能使在某一平面上振动的光线通过，这种光动的光线通过，这种
2、光叫做叫做“平面偏振光平面偏振光”。2.旋光仪旋光仪3.旋光性旋光性l有些物质如石英晶体、有些物质如石英晶体、乳酸和蔗糖等能使偏振乳酸和蔗糖等能使偏振光的偏振面光的偏振面旋转旋转，这种，这种性质叫做性质叫做“旋光性旋光性”或或光学活性光学活性。旋光度：旋光度：l旋光性物质使偏振光的旋光性物质使偏振光的振动方向旋转的角度，振动方向旋转的角度，左旋，左旋(-)，右旋（，右旋（+）。）。比旋光度比旋光度（二）分子的手性（二）分子的手性和旋光性和旋光性l1.手心（性）：一个物体手心（性）：一个物体如果和自身的镜像不能如果和自身的镜像不能重叠就叫做具有手性，重叠就叫做具有手性，这样的分子叫手性分子。这样
3、的分子叫手性分子。l2.手心（性）碳原子手心（性）碳原子*(不对称不对称C chiral carbon atoms)：连接：连接四个不同基团四个不同基团3.光学异构体：光学异构体：l实物与镜像关系的异实物与镜像关系的异构体又称对映异构体构体又称对映异构体（对映体对映体），旋光异），旋光异构体，镜像异构体。构体，镜像异构体。一对对映体：一对对映体：l由一个左旋体和一个由一个左旋体和一个右旋体组成右旋体组成。外消旋体：外消旋体：lRacemic mixturel等量的左旋体、右旋体等量的左旋体、右旋体的混合物，旋光度为的混合物，旋光度为0，是两个化合物。是两个化合物。4.Fischer投影式投影式
4、（针对（针对*C）投影方法投影方法l球棒模型中心球棒模型中心C的上下方基的上下方基团指向纸平面的后面，左团指向纸平面的后面，左右基团指向纸平面的前面。右基团指向纸平面的前面。l基本碳链垂直方向投影，基本碳链垂直方向投影，编号小的编号小的C放在上面。放在上面。投影式可以在纸平面投影式可以在纸平面左右转左右转180度度不能离开纸平面翻转不能离开纸平面翻转不能在纸平面不能在纸平面旋转旋转90度或度或270度度（三）构型的表示方法（三）构型的表示方法1.D、L构型构型3.R、S构型构型l球棒模型球棒模型l4个基团按顺序大小（顺序规则）个基团按顺序大小（顺序规则）排列，在最小基团与手性碳连接排列，在最小
5、基团与手性碳连接线的延长线上观察另线的延长线上观察另3个基团从个基团从大到小排列顺序，若顺时针方向大到小排列顺序，若顺时针方向排列，为排列，为R构型，反之，则为构型，反之，则为S。Fischer投影式投影式l4个基团按顺序大小（顺个基团按顺序大小（顺序规则）排列，若最小基序规则）排列，若最小基团在竖键上，观察另团在竖键上，观察另 3个个基团从大到小排列顺序，基团从大到小排列顺序，若顺时针方向排列，为若顺时针方向排列，为R构型，反之，则为构型，反之，则为S。Rl4个基团按顺序大小（顺个基团按顺序大小（顺序规则）排列，若最小序规则）排列，若最小基团在横键上，另基团在横键上，另 3个基个基团从大到小
6、排列顺序，团从大到小排列顺序，若顺时针方向排列，为若顺时针方向排列，为S 构型，反之，则为构型，反之，则为R。R（四）含两个手性（四）含两个手性碳原子的化合物碳原子的化合物l1.含两个相同手性碳原子含两个相同手性碳原子的化合物的化合物l酒石酸酒石酸l内消旋体内消旋体l对称面对称面2.含两个不同手性含两个不同手性碳原子的化合物（非对映体）碳原子的化合物（非对映体）N个手性C，旋光异构体，2n（五）没有手性碳原子（五）没有手性碳原子的旋光异构的旋光异构1.联苯型联苯型2.丙二烯型丙二烯型（六）对映体性质（六）对映体性质l1.物理性质物理性质l对映体除旋光方向和在对映体除旋光方向和在旋光性溶剂中的溶
7、解度旋光性溶剂中的溶解度外，旋光度、熔点、沸外，旋光度、熔点、沸点、溶解度都完全相同。点、溶解度都完全相同。l非对映体则不同。非对映体则不同。l外消旋体：它的物理性质外消旋体：它的物理性质和纯的对映体不同，没有和纯的对映体不同，没有旋光性、熔点、比重与折旋光性、熔点、比重与折光指数都不同，但沸点与光指数都不同，但沸点与纯的对映体相同。纯的对映体相同。2.化学性质化学性质l对映体与非旋光性试剂对映体与非旋光性试剂作用时，具有相同的化作用时，具有相同的化学性质，与旋光性试剂学性质，与旋光性试剂作用时具有不同的化学作用时具有不同的化学性质。性质。3.生理性质生理性质l（-）肾上腺素的血管收）肾上腺素
8、的血管收缩作用比（缩作用比（+）体大）体大1215倍。倍。l（-）氯霉素的抗菌作用）氯霉素的抗菌作用比（比（+）体大）体大100倍。倍。（-）氯霉素）氯霉素（-）肾上腺素）肾上腺素（七）外消旋体的拆分（七）外消旋体的拆分l1.化学分离法化学分离法l外消旋体外消旋体+旋光性化旋光性化合物合物非对映体非对映体分分离离恢复恢复l酸酸+生物碱（胺类）生物碱（胺类）分分离离酸或碱水解酸或碱水解l非酸非碱，设法接羧基非酸非碱，设法接羧基或氨基。或氨基。l分离：分级结晶、色谱、分离：分级结晶、色谱、离子交换法离子交换法2.诱导结晶拆分法诱导结晶拆分法l外消旋体外消旋体+纯左旋体纯左旋体（或右旋体）（或右旋体
9、）过饱过饱和和结晶结晶l3.生化分离法生化分离法二二.构象异构构象异构（一）分子模型的平（一）分子模型的平面表示方法面表示方法1.锯架式锯架式2.纽曼式纽曼式（二）构象异构（二）构象异构l由于由于C-C单键的自由旋单键的自由旋转或扭曲而引起分子中转或扭曲而引起分子中的原子或基团在空间的的原子或基团在空间的不同排列。不同排列。1.乙烷乙烷l交叉式，重叠式，交叉式，重叠式，能垒能垒12.5 KJ/moll2.丙烷丙烷 能垒能垒13.8 KJ/mol3.正丁烷正丁烷l（全、部分）交叉式，（全、部分）交叉式，（全、部分）重叠式（全、部分）重叠式4.环己烷环己烷l椅式和船式椅式和船式l直立键和平伏键直立键和平伏键三三.同分异构体同分异构体l1.构造异构：构造异构：l碳链、官能团种类、碳链、官能团种类、官能团位置、互变官能团位置、互变2.立体异构立体异构l构型异构（顺反、对构型异构（顺反、对映）映）l构象异构构象异构