《第六章 立体化学PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章 立体化学PPT讲稿.ppt（60页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第六章 立体化学第1页，共60页，编辑于2022年，星期三本章内容本章内容本章内容本章内容6.1 异构体的分类异构体的分类6.2 手性和对称性手性和对称性6.3 手性分子的性质手性分子的性质光学活性光学活性6.4 具有一个手性中心的对映体具有一个手性中心的对映体 分子的构型分子的构型6.4.1 对映体和外消旋体的性质对映体和外消旋体的性质6.4.2 构型的表示法构型的表示法6.4.3 构型的标记法构型的标记法6.5 具有两个手性中心的对映异构具有两个手性中心的对映异构 6.6 手性中心的产生手性中心的产生6.7 手性合成手性合成6.8 外消旋体的拆分外消旋体的拆分 旋光纯度旋光纯度6.9 脂环
2、化合物的立体异构脂环化合物的立体异构6.10 构象对映体和构象非对映体构象对映体和构象非对映体6.11 不含手性中心化合物的对映异构不含手性中心化合物的对映异构6.11.1 丙二烯型化合物丙二烯型化合物6.11.2 联苯型化合物联苯型化合物6.12 对映异构在研究反应机理中的应用对映异构在研究反应机理中的应用第2页，共60页，编辑于2022年，星期三6.1 6.1 6.1 6.1 异构体的分类异构体的分类异构体的分类异构体的分类 碳架异构碳架异构官能团位次异构官能团位次异构官能团异构官能团异构互变异构互变异构异构现象异构现象(isomeri-(isomeri-zation)zation)构造异
3、构构造异构(constitutional(constitutional isomerization)isomerization)立体异构立体异构(stereo-(stereo-isomerizationisomerization具有相同的分子式，原子具有相同的分子式，原子成键的顺序不同成键的顺序不同构型异构构型异构构象异构构象异构顺反异构顺反异构对映异构对映异构非对映异构非对映异构 立体化学立体化学立体化学立体化学(StereochemistryStereochemistry)以三维空间研究分子结构和性质的科学以三维空间研究分子结构和性质的科学以三维空间研究分子结构和性质的科学以三维空间研究分
4、子结构和性质的科学 立体异构立体异构立体异构立体异构 由原子或基团由原子或基团由原子或基团由原子或基团空间排列或取向不同空间排列或取向不同空间排列或取向不同空间排列或取向不同所产生的异构现象。所产生的异构现象。所产生的异构现象。所产生的异构现象。第3页，共60页，编辑于2022年，星期三构型异构体构型异构体(configurational isomers)(configurational isomers):分子的构造相同，原子或基团在空分子的构造相同，原子或基团在空间位置不同，例如：顺反异构体、间位置不同，例如：顺反异构体、对映异对映异构体、非对映异构体。构体、非对映异构体。构象异构体构象异构
5、体(conformational isomers)(conformational isomers):分子的构型相同分子的构型相同,由于由于C CC C的旋转，原子或基团的旋转，原子或基团在空间的排布不同。在空间的排布不同。构象异构体构象异构体构象异构体构象异构体（可互相转化）（可互相转化）（可互相转化）（可互相转化）构型异构体（顺反异构）构型异构体（顺反异构）构型异构体（顺反异构）构型异构体（顺反异构）（不能相互转化）（不能相互转化）（不能相互转化）（不能相互转化）第4页，共60页，编辑于2022年，星期三6.2 6.2 手性和对称性手性和对称性手性和对称性手性和对称性6.2.1 分子的手性分
6、子的手性 对映异构对映异构 对映对映(异构异构)体体1 1手性分子和非手性分子手性分子和非手性分子手性分子和非手性分子手性分子和非手性分子 手性手性手性手性(chirality)(chirality)：实物和其镜实物和其镜实物和其镜实物和其镜像不能重叠的现象像不能重叠的现象像不能重叠的现象像不能重叠的现象 Chiral Chiral is derived from is derived from the Greek word the Greek word cheiroscheiros,meaning“meaning“handhand”.”.手性分子手性分子手性分子手性分子（chiral mol
7、ecules）：）：有手性有手性现象的分子现象的分子两者不两者不两者不两者不能重合能重合能重合能重合手性分子手性分子镜像镜像转转转转 180180o o 手性分子手性分子手性分子手性分子第5页，共60页，编辑于2022年，星期三手性分子的示例手性分子的示例手性分子的示例手性分子的示例 2 2：2-2-溴丁烷溴丁烷溴丁烷溴丁烷第6页，共60页，编辑于2022年，星期三 手性碳手性碳手性碳手性碳 手性分子的特征手性分子的特征手性分子的特征手性分子的特征连有四个不同基团的连有四个不同基团的连有四个不同基团的连有四个不同基团的碳原子碳原子碳原子碳原子 手性碳手性碳手性碳手性碳(chiral carbo
8、nchiral carbon)手性中心手性中心手性中心手性中心 (chiral centerchiral center)手性碳标记手性碳标记手性碳标记手性碳标记*例：例：例：例：*第7页，共60页，编辑于2022年，星期三 非手性分子非手性分子非手性分子非手性分子两者两者两者两者互相互相互相互相重合重合重合重合非非手性分子手性分子镜像镜像转转转转 6060o o非手性分子：与镜像非手性分子：与镜像非手性分子：与镜像非手性分子：与镜像相重合相重合相重合相重合（非手性分子不含有手性碳）（非手性分子不含有手性碳）（非手性分子不含有手性碳）（非手性分子不含有手性碳）转转转转 180180o o两者完两
9、者完两者完两者完全重合全重合全重合全重合非非手性分子手性分子第8页，共60页，编辑于2022年，星期三 非手性分子示例：非手性分子示例：非手性分子示例：非手性分子示例：1-1-氟氟氟氟-1-1-氯甲烷氯甲烷氯甲烷氯甲烷第9页，共60页，编辑于2022年，星期三例：例：例：例：2,32,3-丁二醇丁二醇丁二醇丁二醇（有三个立体异构体，各含有两个手性碳）（有三个立体异构体，各含有两个手性碳）（有三个立体异构体，各含有两个手性碳）（有三个立体异构体，各含有两个手性碳）2 2对映异构体与非对映异构体对映异构体与非对映异构体对映异构体与非对映异构体对映异构体与非对映异构体转转转转 180180o o I
10、 I 与与与与 II II 互为镜像，且不重合，均为手性分子互为镜像，且不重合，均为手性分子互为镜像，且不重合，均为手性分子互为镜像，且不重合，均为手性分子 I I 与与与与 II II 互为互为互为互为对映异构体对映异构体对映异构体对映异构体对映异构体对映异构体(enantiomersenantiomers)：一对互为镜像一对互为镜像一对互为镜像一对互为镜像且不互相重合的分子且不互相重合的分子且不互相重合的分子且不互相重合的分子 （一类（一类（一类（一类特殊的立体异构特殊的立体异构特殊的立体异构特殊的立体异构体）体）体）体）对映关系对映关系第10页，共60页，编辑于2022年，星期三转转转转
11、 180180o oIIIIII为非手性分子（与其镜像为非手性分子（与其镜像为非手性分子（与其镜像为非手性分子（与其镜像 IIIIII可完全重合）可完全重合）可完全重合）可完全重合）I I 与与与与 IIIIII,或或或或 II II 与与与与 IIIIII 不成镜像，互为不成镜像，互为不成镜像，互为不成镜像，互为非对映异构体非对映异构体非对映异构体非对映异构体非对映异构体非对映异构体非对映异构体非对映异构体 (diastereoisomersdiastereoisomers)：相相相相互不为镜像的立体异构体互不为镜像的立体异构体互不为镜像的立体异构体互不为镜像的立体异构体第11页，共60页，
12、编辑于2022年，星期三6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 观察分子的有无对称性观察分子的有无对称性观察分子的有无对称性观察分子的有无对称性 （无手性碳）（无手性碳）（无手性碳）（无手性碳）（有手性碳）（有手性碳）（有手性碳）（有手性碳）若分子含有若分子含有若分子含有若分子含有对称面对称面对称面对称面或或或或对称中心对称中心对称中心对称中心，为，为，为，为非非非非手性分子手性分子手性分子手性分子如：如：如：如：有对称面和对称中心的非手性分子有对称面和对称中心的非手性分子有对称面和对称中心的非手性分子有对称面和对称中心的非手性分子与镜像重合与镜像重合与镜像重合与镜像重合第12页，共6
13、0页，编辑于2022年，星期三6.3 手性分子的性质手性分子的性质光学活性光学活性6.3.1 旋光性旋光性(optical activity)普通光和平面偏振光示意图普通光和平面偏振光示意图Nicol 棱镜棱镜第13页，共60页，编辑于2022年，星期三旋光仪示意图旋光仪示意图使偏振光振动平面旋转的物质使偏振光振动平面旋转的物质旋光性物质旋光性物质或或光学活性物质；光学活性物质；当平面偏振光通过手性分子的每个对映体时，偏振光振动的方向发生旋转。当平面偏振光通过手性分子的每个对映体时，偏振光振动的方向发生旋转。手性分子的两个对映体使偏振光旋转的手性分子的两个对映体使偏振光旋转的角度相同，而方向相
14、反。角度相同，而方向相反。第14页，共60页，编辑于2022年，星期三 手性分子旋光能力的表示方式手性分子旋光能力的表示方式手性分子旋光能力的表示方式手性分子旋光能力的表示方式 比旋光比旋光比旋光比旋光 a a a a t t t t a at =a a t l ca at :实验观察到的选光度实验观察到的选光度l:样品管长度（样品管长度（dm,分米）分米）c:样品浓度（样品浓度（g/cm3）t:测试时温度测试时温度:波长波长例：例：例：例：(R,R)(R,R)-(+)-酒石酸酒石酸酒石酸酒石酸 a a a a 2525D D =+12+12o o(水水水水,20%),20%)(钠光，钠光，钠
15、光，钠光，D D线，线，线，线，=589nm)=589nm)specific rotationspecific rotation第15页，共60页，编辑于2022年，星期三 左旋和右旋左旋和右旋左旋和右旋左旋和右旋 一对对映体对偏振光的作用不同，一个使偏振光向顺时针方向偏一对对映体对偏振光的作用不同，一个使偏振光向顺时针方向偏转，另一个使偏振光向逆时针方向偏转，转，另一个使偏振光向逆时针方向偏转，两者偏转数值相同两者偏转数值相同。例：例：例：例：右旋右旋右旋右旋(dextrorotatory)(dextrorotatory)：使偏振光向：使偏振光向：使偏振光向：使偏振光向顺时针顺时针顺时针顺时
16、针方向偏转，表示为方向偏转，表示为方向偏转，表示为方向偏转，表示为(+)(+)(+)(+)左旋左旋左旋左旋(levorotatory)(levorotatory)：使偏振光向：使偏振光向：使偏振光向：使偏振光向逆时针逆时针逆时针逆时针方向偏转，表示为方向偏转，表示为方向偏转，表示为方向偏转，表示为()(R,R)(R,R)-(+)-酒石酸酒石酸酒石酸酒石酸(S,S)(S,S)-(-)-酒石酸酒石酸酒石酸酒石酸旋光异构体旋光异构体旋光异构体旋光异构体（对映异构体）（对映异构体）（对映异构体）（对映异构体）左旋左旋左旋左旋a a a aa a a a右旋右旋右旋右旋入射光方向入射光方向入射光方向入射
17、光方向第16页，共60页，编辑于2022年，星期三立体异构体之间的一般物理、化学性质比较立体异构体之间的一般物理、化学性质比较立体异构体之间的一般物理、化学性质比较立体异构体之间的一般物理、化学性质比较例：例：例：例：酒石酸酒石酸酒石酸酒石酸(tartaric acid),(tartaric acid),（2,3-2,3-二羟基丁二酸）二羟基丁二酸）二羟基丁二酸）二羟基丁二酸）有有有有2 2个组成相同的手性个组成相同的手性个组成相同的手性个组成相同的手性碳碳碳碳,有有有有3 3个立体异构体个立体异构体个立体异构体个立体异构体(R,R)-酒石酸酒石酸(S,S)-酒石酸酒石酸(R,S)-酒石酸酒石
18、酸一对对映体一对对映体一对对映体一对对映体第17页，共60页，编辑于2022年，星期三相同相同非对映体之间性质非对映体之间性质非对映体之间性质非对映体之间性质有明显差别有明显差别有明显差别有明显差别 酒石酸立体酒石酸立体酒石酸立体酒石酸立体异构体性质异构体性质异构体性质异构体性质比较比较比较比较第18页，共60页，编辑于2022年，星期三3.3.外消旋体和内消旋体外消旋体和内消旋体外消旋体和内消旋体外消旋体和内消旋体 外消旋体外消旋体外消旋体外消旋体等量的左旋体和右旋体的混合物等量的左旋体和右旋体的混合物等量的左旋体和右旋体的混合物等量的左旋体和右旋体的混合物 例：例：（旋光性相互抵消（旋光性
19、相互抵消（旋光性相互抵消（旋光性相互抵消消旋）消旋）消旋）消旋）产物无旋光性产物无旋光性产物无旋光性产物无旋光性外消旋体性外消旋体性(racemic mixture)（）()-2 2-溴丁烷溴丁烷溴丁烷溴丁烷 外消旋体表示方式外消旋体表示方式外消旋体表示方式外消旋体表示方式第19页，共60页，编辑于2022年，星期三例：例：例：例：内消旋体内消旋体内消旋体内消旋体有手性碳，但分子有对称面有手性碳，但分子有对称面有手性碳，但分子有对称面有手性碳，但分子有对称面(R,SR,S)-mesomeso-酒石酸酒石酸酒石酸酒石酸内消旋体表示方法内消旋体表示方法分子有对称面，无旋光性。分子有对称面，无旋光性
20、。分子有对称面，无旋光性。分子有对称面，无旋光性。一个手性碳的旋光性正好被分一个手性碳的旋光性正好被分子内另一构型相反的手性碳所子内另一构型相反的手性碳所抵消抵消内消旋体内消旋体(meso compounds)第20页，共60页，编辑于2022年，星期三 旋光纯、外消旋体和内消旋体性质的比较旋光纯、外消旋体和内消旋体性质的比较旋光纯、外消旋体和内消旋体性质的比较旋光纯、外消旋体和内消旋体性质的比较第21页，共60页，编辑于2022年，星期三6.4 具有一个手性中心的对映体具有一个手性中心的对映体6.4.1 对映体和外消旋体的性质对映体和外消旋体的性质对映体和外消旋体的性质对映体和外消旋体的性质
21、1,2环氧丙烷环氧丙烷 123456柠檬油精柠檬油精()乳酸乳酸*含一个手性中心的分子具有一对对映体含一个手性中心的分子具有一对对映体*第22页，共60页，编辑于2022年，星期三6.4.2 构型的表示法构型的表示法 立体结构表达式立体结构表达式立体结构表达式立体结构表达式伞形式伞形式伞形式伞形式Fischer Fischer 投影式投影式投影式投影式键的方向？键的方向？第23页，共60页，编辑于2022年，星期三FisherFisher投影式的写法投影式的写法投影式的写法投影式的写法()2()2丁醇丁醇丁醇丁醇 用用用用 表示，表示，表示，表示，两线的交点为手性两线的交点为手性两线的交点为手
22、性两线的交点为手性碳原子碳原子碳原子碳原子 将最长的碳链置于垂直的位置上将最长的碳链置于垂直的位置上将最长的碳链置于垂直的位置上将最长的碳链置于垂直的位置上 将编号最小的碳原子置于顶端将编号最小的碳原子置于顶端将编号最小的碳原子置于顶端将编号最小的碳原子置于顶端 竖线两端上的基团在纸面的下方；竖线两端上的基团在纸面的下方；竖线两端上的基团在纸面的下方；竖线两端上的基团在纸面的下方；横线两端上的基团在纸面的上方横线两端上的基团在纸面的上方横线两端上的基团在纸面的上方横线两端上的基团在纸面的上方第24页，共60页，编辑于2022年，星期三6.4.3 构型的标记法构型的标记法 描述立体构性的描述立体
23、构性的描述立体构性的描述立体构性的 D D/L L 体系体系体系体系（相对构型）（相对构型）（相对构型）（相对构型）基准物基准物基准物基准物D D-(+)-(+)-(+)-(+)-甘油醛甘油醛甘油醛甘油醛L L-(-)-(-)-(-)-(-)-甘油醛甘油醛甘油醛甘油醛D D-(+)-(+)-(+)-(+)-葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖D D-(-)-(-)-(-)-(-)-乳酸乳酸乳酸乳酸L L-(+)-(+)-(+)-(+)-乳酸乳酸乳酸乳酸X射线衍射射线衍射 Bijroet J.M.1951第25页，共60页，编辑于2022年，星期三1.1.手性碳的绝对构型手性碳的绝对构型手性碳的绝对构型手性
24、碳的绝对构型R/S R/S 方法方法方法方法，手性化合物的命名，手性化合物的命名，手性化合物的命名，手性化合物的命名 例：例：例：例：2-2-2-2-丁醇丁醇丁醇丁醇 选择选择优先顺序优先顺序最小最小的原子或基团远离的原子或基团远离观察者，其余原子观察者，其余原子或基团依优先顺序或基团依优先顺序排列排列(S)-2-丁醇丁醇(R)-2-丁醇丁醇有一个手性碳有一个手性碳沿沿沿沿 C-H C-H 方向方向方向方向S S型型型型（逆时针方向）（逆时针方向）（逆时针方向）（逆时针方向）R R型型型型（顺时针方向）（顺时针方向）（顺时针方向）（顺时针方向）第26页，共60页，编辑于2022年，星期三6.5
25、 6.5 具有两个手性中心的对映异构具有两个手性中心的对映异构具有两个手性中心的对映异构具有两个手性中心的对映异构6.5.1 具有两个不同手性碳原子的对映异构具有两个不同手性碳原子的对映异构*(I)(II)(III)(IV)(I)(II)(III)(IV)(2(2S S,3,3S S)(2(2R R,3,3R R)(2(2S S,3,3R R)(2(2R R,3,3S S)氯代苹果酸氯代苹果酸氯代苹果酸氯代苹果酸 (2(2羟基羟基羟基羟基33氯丁二酸氯丁二酸氯丁二酸氯丁二酸)第27页，共60页，编辑于2022年，星期三含有含有含有含有n n个手性碳原子的分子，应有个手性碳原子的分子，应有个手性
26、碳原子的分子，应有个手性碳原子的分子，应有2 2n n个立体异构体个立体异构体个立体异构体个立体异构体不是实物与镜像关系的不是实物与镜像关系的不是实物与镜像关系的不是实物与镜像关系的立体异构体立体异构体立体异构体立体异构体非对映异构体。非对映异构体。非对映异构体。非对映异构体。对映体对映体对映体对映体:(I)(I)(II)(II)(III)(III)(IV)(IV)立体异构体的相互关系：立体异构体的相互关系：立体异构体的相互关系：立体异构体的相互关系：非对映异构体非对映异构体非对映异构体非对映异构体 (diastereomers:)(diastereomers:)(I)(I)(III)(III
27、)(IV)(IV)(II)(II)麻黄碱麻黄碱麻黄碱麻黄碱(1(1苯基苯基苯基苯基22甲氨基甲氨基甲氨基甲氨基11丙醇丙醇丙醇丙醇)(1(1S S,2,2R R)(1(1R R,2,2S S)(1(1R R,2,2R R)(1(1S S,2,2S S)(I)(II)(III)(IV)(I)(II)(III)(IV)mp:34mp:34 118 118 D D：+35 35 26.5 +26.5 +35 35 26.5 +26.5 1 12 2第28页，共60页，编辑于2022年，星期三非对映体的标记：非对映体的标记：在在Fischer投影式中，手性投影式中，手性C上，上，相同的基团相同的基团
28、同侧同侧赤型赤型(erythro-)异侧异侧苏型苏型(threo-)(赤型赤型)(2R,3R)赤藓糖赤藓糖 苏阿糖苏阿糖(苏型苏型)(2S,3R)(赤型赤型)(苏型苏型)第29页，共60页，编辑于2022年，星期三6.5.2 具有两个相同手性碳原子的对映异构具有两个相同手性碳原子的对映异构*(2R,3S)(2R,3R)(2S,3S)(苏型苏型)内消旋体内消旋体(meso form)(I)(II)(III)*非对映体非对映体(III)(I)(II)内消旋体为内消旋体为非手性分子非手性分子 思考题：思考题：这是手性分子吗？为什么？这是手性分子吗？为什么？它的反式异构体是怎样的？分子它的反式异构体是
29、怎样的？分子中的手性中心的构型是什么中的手性中心的构型是什么?第30页，共60页，编辑于2022年，星期三6.6.1 第一个手性中心的产生第一个手性中心的产生正丁烷是对称分子，但反应产物是手性分子。正丁烷是对称分子，但反应产物是手性分子。6.6.2 第二个手性中心的产生第二个手性中心的产生非对映体产量不等非对映体产量不等6.6 6.6 手性中心的产生手性中心的产生手性中心的产生手性中心的产生第31页，共60页，编辑于2022年，星期三6.7 手性合成手性合成 反应中生成的对映体或非对映体的量不相等反应中生成的对映体或非对映体的量不相等手性合成手性合成(不对称合成不对称合成)。手性环境手性环境
30、手性底物手性底物手性试剂手性试剂手性催化剂手性催化剂3苯基苯基2丁烯酸丁烯酸 ()3苯基丁酸苯基丁酸 第32页，共60页，编辑于2022年，星期三 不对称合成不对称合成不对称合成不对称合成(Asymmetric SynthsisAsymmetric Synthsis)选择性地生成立体异构体选择性地生成立体异构体选择性地生成立体异构体选择性地生成立体异构体 选择性地生成选择性地生成选择性地生成选择性地生成非对映异构体非对映异构体非对映异构体非对映异构体例例例例1 1：手性底物控制选择性手性底物控制选择性手性底物控制选择性手性底物控制选择性衡量标准：衡量标准：衡量标准：衡量标准：非对映体过量非对映
31、体过量非对映体过量非对映体过量,d.e.(d.e.(d diastereomeric iastereomeric e excess)xcess)第33页，共60页，编辑于2022年，星期三例例例例 2 2：手性底物手性底物第34页，共60页，编辑于2022年，星期三 选择性地生成选择性地生成选择性地生成选择性地生成对映异构体对映异构体对映异构体对映异构体例例 1：手性试剂控制选择性手性试剂控制选择性手性试剂控制选择性手性试剂控制选择性衡量标准：衡量标准：衡量标准：衡量标准：对映体过量，对映体过量，对映体过量，对映体过量，e.e.(e.e.(e enantiomeric nantiomeric
32、e excess)xcess)前手性分子前手性分子前手性分子前手性分子(prochiral)(prochiral)第35页，共60页，编辑于2022年，星期三例例例例 2 2：前手性分子前手性分子前手性分子前手性分子手性试剂手性试剂手性试剂手性试剂(催化剂催化剂催化剂催化剂)控制选择性控制选择性控制选择性控制选择性第36页，共60页，编辑于2022年，星期三手性分子的获得手性分子的获得手性分子的获得手性分子的获得2.2.获得手性分子的重要意义获得手性分子的重要意义获得手性分子的重要意义获得手性分子的重要意义药物与人类的关系药物与人类的关系药物与人类的关系药物与人类的关系 构成生命体系的生物大分
33、子的主要部分大多数是以一种对映体形构成生命体系的生物大分子的主要部分大多数是以一种对映体形构成生命体系的生物大分子的主要部分大多数是以一种对映体形构成生命体系的生物大分子的主要部分大多数是以一种对映体形式存在的。故药物与其作用也是以手性的方式进行的，式存在的。故药物与其作用也是以手性的方式进行的，式存在的。故药物与其作用也是以手性的方式进行的，式存在的。故药物与其作用也是以手性的方式进行的，生物体的酶和细胞表面受体是手性的生物体的酶和细胞表面受体是手性的生物体的酶和细胞表面受体是手性的生物体的酶和细胞表面受体是手性的,故对外消旋药物的识别、故对外消旋药物的识别、故对外消旋药物的识别、故对外消旋
34、药物的识别、消化和降解过程也是不同的。消化和降解过程也是不同的。消化和降解过程也是不同的。消化和降解过程也是不同的。1.1.手性分子的来源手性分子的来源手性分子的来源手性分子的来源 自然界自然界自然界自然界:糖类、氨基酸、生物碱、萜类、甾体化合物糖类、氨基酸、生物碱、萜类、甾体化合物糖类、氨基酸、生物碱、萜类、甾体化合物糖类、氨基酸、生物碱、萜类、甾体化合物 外消旋体的拆分外消旋体的拆分外消旋体的拆分外消旋体的拆分 不对称有机合成反应不对称有机合成反应不对称有机合成反应不对称有机合成反应第37页，共60页，编辑于2022年，星期三(S)(S)-天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺苦味苦味苦味苦味(
35、R)(R)-天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺甜味甜味甜味甜味麻醉剂麻醉剂麻醉剂麻醉剂致痉挛致痉挛致痉挛致痉挛巴比吐酸衍生物巴比吐酸衍生物巴比吐酸衍生物巴比吐酸衍生物第38页，共60页，编辑于2022年，星期三(R)(R)型型型型,有效，不致畸形有效，不致畸形有效，不致畸形有效，不致畸形(S)(S)型型型型，致畸形，致畸形，致畸形，致畸形Thalidomide(Thalidomide(反应停反应停反应停反应停)镇静和止吐药物镇静和止吐药物镇静和止吐药物镇静和止吐药物(-)-L L-DOPADOPA 治疗帕金森氏病治疗帕金森氏病治疗帕金森氏病治疗帕金森氏病(+)-D D-DOPADOPA在体内集聚
36、，不能被代谢在体内集聚，不能被代谢在体内集聚，不能被代谢在体内集聚，不能被代谢第39页，共60页，编辑于2022年，星期三 外消旋体的拆分（外消旋体的拆分（外消旋体的拆分（外消旋体的拆分（ResolutionResolution）巴斯德，巴斯德，巴斯德，巴斯德，L.L.L.L.Louis Pasteur(18221895)1848年，年，巴斯德借巴斯德借巴斯德借巴斯德借助放大镜拆分助放大镜拆分助放大镜拆分助放大镜拆分外消旋的酒石酸钠铵外消旋的酒石酸钠铵外消旋的酒石酸钠铵外消旋的酒石酸钠铵第40页，共60页，编辑于2022年，星期三 仪器拆分（仪器拆分（仪器拆分（仪器拆分（GC,HPLCGC,H
37、PLC）HPLCHPLC用手性柱用手性柱用手性柱用手性柱GCGC用手性柱用手性柱用手性柱用手性柱第41页，共60页，编辑于2022年，星期三 化学法拆分化学法拆分化学法拆分化学法拆分常用拆分试剂常用拆分试剂常用拆分试剂常用拆分试剂天然手性生物碱：天然手性生物碱：天然手性生物碱：天然手性生物碱：(-)-(-)-(-)-(-)-马钱子碱、马钱子碱、马钱子碱、马钱子碱、(-)-(-)-(-)-(-)-奎宁、奎宁、奎宁、奎宁、(-)-(-)-(-)-(-)-番木鳖碱、番木鳖碱、番木鳖碱、番木鳖碱、(+)-(+)-(+)-(+)-辛可宁辛可宁辛可宁辛可宁手性酸：手性酸：手性酸：手性酸：酒石酸、樟脑磺酸酒
38、石酸、樟脑磺酸酒石酸、樟脑磺酸酒石酸、樟脑磺酸第42页，共60页，编辑于2022年，星期三例例例例:外消旋外消旋外消旋外消旋a-a-a-a-苯乙胺的化学拆分苯乙胺的化学拆分苯乙胺的化学拆分苯乙胺的化学拆分接下页接下页在甲醇中溶解性差在甲醇中溶解性差在甲醇中溶解性差在甲醇中溶解性差第43页，共60页，编辑于2022年，星期三接上页接上页第44页，共60页，编辑于2022年，星期三 酶解法拆分（利用酶的选择性反应进行拆分）酶解法拆分（利用酶的选择性反应进行拆分）酶解法拆分（利用酶的选择性反应进行拆分）酶解法拆分（利用酶的选择性反应进行拆分）例例例例:DLDL-丙氨酸的酶解拆分丙氨酸的酶解拆分丙氨酸
39、的酶解拆分丙氨酸的酶解拆分选择性去乙酰基选择性去乙酰基第45页，共60页，编辑于2022年，星期三6.9 脂环化合物的立体异构脂环化合物的立体异构脂环化合物的顺反异构脂环化合物的顺反异构:顺顺1,3二甲基环丁烷二甲基环丁烷反反1,3二甲基环丁烷二甲基环丁烷顺顺1,4二甲基环己烷二甲基环己烷反反1,4二甲基环己烷二甲基环己烷第46页，共60页，编辑于2022年，星期三稳定性：稳定性：反反1,4二甲基环己烷二甲基环己烷 顺顺1,4二甲基环己烷二甲基环己烷 反十氢化萘反十氢化萘(沸点沸点185)顺十氢化萘顺十氢化萘(沸点沸点194)脂环化合物的对映异构脂环化合物的对映异构:(I)(II)(III)顺
40、式顺式 反式反式第47页，共60页，编辑于2022年，星期三mp:139 175 D:84.4 84.4 1,2环丙烷二甲酸：环丙烷二甲酸：顺式顺式 反式反式第48页，共60页，编辑于2022年，星期三6.116.11 一些不含手性碳的手性分子一些不含手性碳的手性分子一些不含手性碳的手性分子一些不含手性碳的手性分子连二烯型连二烯型（含有两个互相垂直的平面）（含有两个互相垂直的平面）比较：比较：比较：比较：与镜像无法重合，是手性分子与镜像无法重合，是手性分子与镜像无法重合，是手性分子与镜像无法重合，是手性分子有对称面，为非手性分子有对称面，为非手性分子有对称面，为非手性分子有对称面，为非手性分子
41、第49页，共60页，编辑于2022年，星期三 螺环型螺环型螺环型螺环型与镜像无法重合，是手性分子与镜像无法重合，是手性分子与镜像无法重合，是手性分子与镜像无法重合，是手性分子 联苯型联苯型联苯型联苯型(位阻型位阻型位阻型位阻型)大基团使单键旋转受阻大基团使单键旋转受阻大基团使单键旋转受阻大基团使单键旋转受阻第50页，共60页，编辑于2022年，星期三 构象型（构象转换受阻）构象型（构象转换受阻）构象型（构象转换受阻）构象型（构象转换受阻）反反反反-环辛烯环辛烯环辛烯环辛烯 螺旋型螺旋型螺旋型螺旋型第51页，共60页，编辑于2022年，星期三(E)2丁烯丁烯 (S,R)体体(赤型赤型)(R,S)
42、体体(赤型赤型)内消旋体内消旋体6.12 对映异构在研究反应机理中的应用对映异构在研究反应机理中的应用(Z)2丁烯丁烯 (R,R)体体(苏型苏型)(S,S)体体(苏型苏型)对映体对映体第52页，共60页，编辑于2022年，星期三(Z)2丁烯丁烯(E)2丁烯丁烯Br2一对对映体一对对映体内消旋体内消旋体 反应物：互为立体异构体反应物：互为立体异构体反应条件：反应条件：相同相同 产物：不同的立体异构体产物：不同的立体异构体立体专一性立体专一性(stereospecific)反应反应立体选择性立体选择性(stereoselectic)反应反应：只产生以一种立体异构体为主的反应。只产生以一种立体异构体
43、为主的反应。80-90%第53页，共60页，编辑于2022年，星期三立体化学在研究反应和反应机理上的应用立体化学在研究反应和反应机理上的应用立体化学在研究反应和反应机理上的应用立体化学在研究反应和反应机理上的应用例例例例 1 1：H.C.BrownH.C.Brown对自由基取代机理的证明对自由基取代机理的证明对自由基取代机理的证明对自由基取代机理的证明链增长步骤链增长步骤（决速步骤）（决速步骤）有所区别有所区别两种可能两种可能机理机理机理机理第54页，共60页，编辑于2022年，星期三BrownBrown的实验的实验的实验的实验旋光异构体旋光异构体旋光异构体旋光异构体外消旋体，无光学活性外消旋
44、体，无光学活性外消旋体，无光学活性外消旋体，无光学活性5050100第55页，共60页，编辑于2022年，星期三 若为机理若为机理若为机理若为机理 a a 产物应产物应产物应产物应无无无无旋光性旋光性旋光性旋光性 若为机理若为机理若为机理若为机理 b b 产物仍应产物仍应产物仍应产物仍应有有有有旋光性旋光性旋光性旋光性第56页，共60页，编辑于2022年，星期三例例例例2 2：解释下列实验现象解释下列实验现象解释下列实验现象解释下列实验现象29%29%71%71%(S)-2-氯丁烷氯丁烷(S,S)-2,3-二氯丁烷二氯丁烷meso-2,3-二氯丁烷二氯丁烷机理：机理：分析该中间体的构象分析该中
45、间体的构象第57页，共60页，编辑于2022年，星期三自由基自由基的的Newman投影式投影式相对较不稳定的两种构象相对较不稳定的两种构象第58页，共60页，编辑于2022年，星期三 若由若由若由若由构象构象构象构象I I 反应反应反应反应对位交叉构象对位交叉构象过渡态稳定过渡态稳定对位交叉对位交叉 若由若由若由若由构象构象构象构象I I I II I 反应反应反应反应邻位交叉构象邻位交叉构象（CH3在对位）在对位）邻位交叉邻位交叉第59页，共60页，编辑于2022年，星期三CH3为邻位交叉构象为邻位交叉构象过渡态较不稳定过渡态较不稳定 若由若由若由若由构象构象构象构象IIIIIIIII I 反应反应反应反应第60页，共60页，编辑于2022年，星期三