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第八章 立体化学 第八章 立体化学（Stereochemistry） Brevetoxin B Brevetoxin B 例如：乳酸CH3CHOHCOOH手性碳原子的四个基团排队： OH COOH CH3 H.因此乳酸的两种构型可分别如下识别和标记： (右旋): S-(+)-乳酸 (左旋): R-(-)-乳酸 分子中有多个手性碳原子的化合物,命名时可用R-S标记法将每个手性碳原子的构型一一标出。 左边C-2所连接的四个基团的次序: OH CHOHCH2CH3 CH3 H 左边C-3所连接的四个基团的次序: OH CHOHCH3 CH2CH3 H 例如： (2S, 3R) - 2, 3 - 戊二醇 (2R, 3S) - 2, 3 - 戊二醇 注意:R和S是手性碳原子的构型根据所连基团的排列顺序所作的标记. 在一个化学反应中,如果手性碳原子构型保持不变,产物的构型与反应物的相同,但它的R或S标记却不一定与反应物的相同. 反之,如果反应后手性碳原子的构型发生了转化,产物构型的R或S标记也不一定与反应物的不同. 例如： 含有一个手性碳原子的化合物有一对对映体。 分子中若有多个手性碳原子，立体异构的数目就要多些：若含有n个手性碳原子的化合物，最多可以有2n种立体异构。有些分子的立体异构数目少于 2n这个最大数。 8.5 含有多个手性碳原子化合物的立体异构 例:2-羟基-3-氯丁二酸的立体异构 这四种异构体中(I)和(II)是对映体;(III)和(IV)是对映体. (I)和(II)等量混合物是外消旋体；(III)和(IV)等量混合物也是外消旋体。 非对映体—(I)和(III)或(IV)以及(II)和(III)或(IV)也是立体异构，但它们不是互为镜象，不是对映体，这种不对映的立体异构体叫做非对映体. 非对映体旋光度不相同,而旋光方向则可能相同,也可能不同,其它物理性质都不相同: 2-羟基-3-氯丁二酸的物理性质 非对映体混合在一起,可以用一般的物理方法将它们分离出来. 例:酒石酸的立体异构 有些分子的立体异构数目少于2n这个最大数 这四种异构体中(I)和(II)是对映体;(III)和(IV)是同一种物质(它们可以相互叠合). (III)通过C(2)-C(3)键中心点的垂直线为轴旋转180°,就可以看出它可以与(IV)是叠合的: 以黑点为中心 在纸面上旋转180° 在它的全重叠式构象中可以找到一个对称面。 在它的对位交叉式构象中可以找到一个对称中心。 所以,(III)和(IV)是同一种分子。 (III)既然能与其镜象叠合，它就不是手性分子。因此也没有旋光性。—这种物质叫内消旋体（meso compound ）。内消旋体与外消旋体均无旋光性，但它们的本质不同. 例如：戊醛糖（2,3,4,5-四羟基戊醛）: 含有三个手性碳原子的化合物最多可能有23=8种立体异构。 如果把戊醛糖的两端氧化成羧基,就只有四种立体异构体了： 像(III)、(IV)虽然有手性碳原子，却非手性分子 :所以C-3这样的不能对分子的手性起作用的手性碳原子，叫做假手性碳原子. (III)、(IV) 中C-3是手性原子（C-2和C-4所连基团虽构造相同，但构型不同）。 —在立体化学中，含有多个手性碳原子的立体异构体中，只有一个手性碳原子的构型不相同，其余的构型都相同的非对映体，又叫差向异构体。 例1：内消旋酒石酸与有旋光性的酒石酸只有一个碳原子的构型相同，所以它们是差向异构体： I II III IV (2R,3R) (2S,3S) (2R,3S) (2S,3R) 差向异构体 内消旋 例2： (I)和(II)、(I)和(III)、(I)和(IV)也都是差向异构体 在To Market数据库中收载了1983-2002年大多数获准的手性转换。1983～2002年间按照手性特征分类的世界批准药物中，非手性体占38%、消旋体占23% 和单一对映体占39%(其中多个手性中心占33%