第3章立体化学(112)1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章 立体化学,3-1,链烷烃的构象,3.2,环烷烃的构象,3.3,旋光性,3.4,手性和分子结构的对称因素,3.5,含手性中心的手性分子,3.6,含手性轴的旋光异构体,3.7,含手性面的旋光异构体,3.8,消旋、拆分和不对称合成,本 章 提 纲,复习,1,：轨道的杂化和碳原子价键的方向性,sp,3,杂化,正四面体,sp,2,杂化,平面三角形,sp,杂化,直线型,甲烷,乙烯,乙炔,碳架异构体,位置异构体,官能团异构体,互变异构体,价键异构体,顺反异构体,旋光异构体,交叉式构象,重叠式构象,椅式构象,船式构象,同分异构体,构造异构体,立体异构体,电子互变异构体,构型异构体,构象异构体,复习,2,：同分异构体的分类,H,H,H,H,H,H,C,C,H,3.1.1.,乙烷的构象,3.1,链烷烃的构象,1.,构象的产生,由于,键的旋转而引起分子中的原子或基团在空间的特定排列形式为,构象,。,H,H,H,H,H,H,构象：,构象异构体：,键旋转时会产生无数个构象，这些构象互为,构象异构体,（或称,旋转异构体,）。,H,H,H,H,H,H,H,C,C,旋转,180,两者不能重合,2.,乙烷的构象,乙烷的结构：,CH,3,-CH,3,两面角为,0,时的构象为,重叠式构象（极限构象）,两面角为,60,时的构象为,交叉式构象（极限构象）,两面角在,0,60,o,之间的构象称为,扭曲式构象,球棍模型,Stuart,模型,重叠式构象（,SP,）,交叉式构象（,aP,),球棍模型,Stuart,模型,0,60,伞形式 锯 架 式 纽 曼 式,交叉式构象,重,叠,式构象,3.,乙烷重叠式构象与交叉式构象的表示方法,（立体透视式）,构象,伞形式、锯架式、纽曼式的书写方法：,伞形式,锯 架式,钮曼投影式,在纸面,从垂直于,C-C,键轴方向观察分子,从,C-C,键的键轴斜,45,方向观察分子,120,从,C-C,键轴延长线观察分子,伸向里面,伸向外面,H,H,H,H,H,H,前面碳,后面碳,H,H,H,4.,乙烷交叉式构象与重叠式构象的能量分析,不直接相连的原子间的排斥力称为,非键连相互作用,两个氢原子的范德华半径之和,240 pm,240 pm,相吸引,相排斥，内能升高,H,H,229 pm,250 pm,每个,C-H,、,C-H,重叠的能量约为4,kJ,mol,-1,240 pm,H,H,两面角,C-H,键长,C-C,键长,键 角,两氢相距,内能差值,60,o,110.7 pm,154 pm,109.3,o,250 pm,0,o,110.7 pm,154 pm,109.3,o,229 pm,E,重叠,E,交叉,E,=12.1kJ,mol,-1,重叠式,交叉式,稳定性：,5.,乙烷构象势能关系图,转动能垒：,分子由一个稳定的交叉式构象转为一个不稳定的重叠,式构象所必须的最低能量,.,扭转张力：,非稳定构象具有恢复成稳定构象的力量,.,乙烷构象势能曲线,室温下分子的热运动：产生,83.74 kJ/mol,乙烷,C-C,键：自由旋转（,25,时转速达,10,11,次,/,秒）,温度下降，交叉式构象增多（,-172,，乙烷交叉式构象为,100%,）,1.,正丁烷的极限构象及符号说明,3.1.2.,丁烷的构象,o,0,=,f,H,3,C,C,H,3,H,H,H,H,C,H,3,H,H,H,H,C,H,3,H,3,C,C,H,3,H,H,H,H,C,H,3,H,H,H,H,C,H,3,f,=60,全重叠,邻位交叉,部分重叠,对位交叉,A,B,C,-,C,-,C,-,C,C,-,C,-,C,-,C,键轴旋转,C,H,3,H,H,H,H,CH,3,H,3,C,C,H,3,H,H,H,H,f=,120,f=,180,(,顺叠，,SP),(,顺错，,SC,),(,反错，,aC,),(,反叠，,aP,),2.,正丁烷的构象势能关系图,、,、,：,不稳定构象,、,、,：,稳定构象,=,：是优势,构象,(,能量最低的稳定构象）,约,15%,约,15%,约,70%,室温下正丁烷的构象分布,稳定性：,全重叠,邻位交叉,部分重叠,对位交叉,H,3,C,C,H,3,H,H,H,H,C,H,3,H,H,H,H,C,H,3,H,3,C,C,H,3,H,H,H,H,C,H,3,H,H,H,H,C,H,3,全重叠,邻位交叉,部分重叠,对位交叉,3.1.3,乙烷衍生物的构象,大多数乙烷衍生物一堆为交叉式构象存在,氢键的能量远大于稳定构象的能量,少数可以形成氢键的乙烷衍生物以邻位交叉式构象存在,由于分子主要以交叉式构象的形式存在，所以高级烷烃的碳链呈锯齿形。,3.1.4,其它链烷烃的构象,3.2,环烷烃的构象,环烷烃：,具有环状碳骨架，而性质与开链烃类似的一类化合物。,3.2.1,环烷烃的分类,环烷烃,小环,中环,大环,普通环,三元环、四元环,五,七元环,八,十一元环,十二环及以上环,3.2.2,环丙烷的构象,三个碳原子在同一个平面上，分子具有,全重叠式,结构,产生非键连相互作用，造成内能升高。,碳碳键之间的键角为,105.5,，小于,109.5,产生角张力，造成内能升高。,碳碳键是由轨道弯曲方向重叠而成的,弯曲建,（香蕉键）,键长变小；轨道重叠程度小，容易开环。,环丙烷很不稳定，容易受亲电试剂的进攻，进行亲电加成而开环。,平面式,折叠式,3.2.3,环丁烷的构象,像环丙烷一样，不稳定，因为存在扭转张力和角张力,碳碳键也是香蕉键，能缓解一定的扭转张力和角张力,E,=6.3kJ/mol,35,信封型,半椅型,3.2.4,环戊烷的构象,1918,年，,E.Mohr,提出非平面、无张力环学说。指出用碳的四面体模型可以组成两种环己烷模型。,3.2.5,环己烷的构象,1,）环己烷椅,式,(chair Form),构象的画法,锯架式,1.,环己烷的椅式构象,纽曼式,2,),环己烷椅式构象的特点,C,3,有,6,个直立键,（,a,键），有,6,个平伏键,（,e,键），直,立键与平伏键之间夹角接近,109.5,。,1,3,5,碳原子,和,2,4,6,碳原子分别处于同,平面，两平面,间距,50pm,。,椅式构象是邻位交叉式构象，环张力小，是,优势构象,。,有构象转换异构体（,k=10,4,-10,5,s,-1,）,转换过程中原来,的,a,键,变,成,e,键,，原来的,e,键,变,a,键,。,1,）环己烷船式,(Boat form),构象的画法,2.,环己烷的船式构象,锯架式,纽曼式,2,，,3,，,5,，,6,四个碳原子在同一平面内，,1,4,碳原子在,这一平面的上方。,2),环己烷船式构象的特点,:,2,3,和,5,6,之间有两个正丁烷似的全重叠,1,6,、,1,2,、,3,4,、,4,5,之间有四个正丁烷似的邻位交叉，因此,有,扭转张力,。,船头,和,船尾,两个伸向船内的氢（旗杆键上氢）相距,183pm,，小于正常非键连氢原子间距离,(240pm),，互相排斥，产生,非键张力,。,优势构象,不稳定构象（内能高出,30 kJmol,-1,）,无扭转张力,有扭转张力,无角张力,无角张力,无非键连相互作用,有非键连相互作用,稳定性,椅式构象,船式构象,3.,环己烷的扭船型构象和半椅型构象,C1C4,在同一个平面上，有扭转张力，还有角张力，是环己烷最不稳定的构象,C1,和,C4,间距离变长，,C3,和,C6,间距离变短，当两者相同时形成扭船型构象，所有扭转角都是,30,环己烷椅,式,构象,:,环己烷扭船型构象,=10000:1,只能取船型的环己烷衍生物：,1.,一取代环己烷的构象,例：甲基环己烷的构象,3.2.6,取代环己烷的构象,CH,3,CH,3,H,H,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,e,取代,a,取代,1,2,3,4,5,6,CH,3,1,2,3,4,5,6,CH,3,CH,3,与,C,2,-C,3,键、,C,5,-C,6,键为对交叉,CH,3,与,C,2,-C,3,键、,C,5,-C,6,键为邻交叉,1,3-,二直立键作用,95%,5%,角张力,无,无,空间张力,无,大,稳定性,大,小,a,取代,e,取代,单取代环己烷，取代基取代,e,键稳定,R,e,键取代（,%,）,a,键取代（,%,）,CH,3,-,95,5,(CH,3,),2,CH-,97,3,(CH,3,),3,C-,99.99,a,e,取代,a,a,取代,a,e,取代,例,1,：写出,1,，,3-,二甲基环己烷,的所有椅式构象，并按稳定性顺序进行排序。,例,2,：将下列顺,-4-,叔丁基环己醇的构象按稳定性顺序进行排列。,稳定性：,结论：,椅式构象,船式构象,单取代环己烷，,e,取代,a,取代,多取代环己烷，如果取代基相同，取代基取,代,e,键越多越稳定（,Hassel,规则）；如果取,代基不同，体积最大的基团和较大的基团尽,可能多地取,e,键的构象稳定（,Barton,规则）。,1.,名称,十氢化萘（暜通名）,二环,4.4.0,癸烷（系统命名）,3.2.7,十氢化萘的构象,萘,2.,十氢化萘平面表示法,顺十氢化萘,反十氢化萘,（,1,）顺十氢化萘,(A),环：,有两个取代基，分别取代,a,键和,e,键。,(B),环：,有两个取代基，也,分别取代,a,键和,e,键。,3.,十氢化萘的构象表示,一 对 构 象 转 换 体,A,B,B,A,H,H,H,H,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,a,键,e,键,a,键,e,键,（,2,）反十氢化萘,A,B,5,1,2,3,4,6,7,8,9,10,H,H,e,键,e,键,(A),环：,有两个取代基，取代两个,e,键。,(B),环：,有两个取代基，也,取代两个,e,键。,顺式比反式能量高,3,3.8=11.4kJ/mol,即 反式稳定性,顺式稳定性,例题：写出下列化合物最稳定的构象式。,3.4,旋光性,3.4.1,平面偏振光,普通光,：是一种电磁波，具有波动性和粒子性，且光,振动方向与前进方向垂直。,平面偏振光,（,偏光,）,：,只在一个平面上振动的光,1.,旋光性物质和旋光度,3.4.2,旋光性物质、旋光度和比旋光度,无旋光性的物质称为,非旋光性物质,或称,无光学活性物质,。,旋光性物质：,有旋光性的物质称为,旋光性物质,或称,光学活性物质,。,非旋光性物质：,旋光度（,observed rotation,）：,旋光性物质使偏振光振动平面旋转的角度称为,旋光度,，,用,表示。,旋光性：,能使偏振光的振动平面旋转的性质称为,旋光性,。,影响旋光度的因素,（,a,）被测物质,;,（,b,）溶液的浓度,;,（,c,）盛液管长度,;,（,d,）测定温度,;,（,e,）所用光的波长,右旋体：,有些旋光性物质能使偏振光振动平面向右旋转，叫,右旋体,（用,+,表示）,左旋体：,有些旋光性物质能使偏振光振动平面向右旋转，叫,左旋体,（用,-,表示）,2.,比旋光度,a,t,比旋光度,：盛液管为,1dm,长，被测物浓度为,1g/mL,时测,得的旋光度。,B,r,a,a,l,l,=,l,t,t,测定温度,旋光度,波长,比旋光度,盛液管长度（,dm),溶液的浓度（,g/mL,),用纯液态物质测定时比旋光度：,密度,（钠光源，用,D,表示，波长,589 nm),比旋光度,是旋光物质特有的物理常数，在光源,、,测定时环境温度、溶剂一定时，是定值，可以定量地表示旋光性物质的一个特性，即,旋光性,。,注意：,用非水溶剂测定比旋光度，需,注明溶剂,。,例如：右旋的酒石酸在,5%,的乙醇中其比旋光度为：,=+3.79(,乙醇，,5%),。,m,H,COOH,CH,3,OH,COOH,CH,3,OH,H,S,-(+)-,乳酸,R,-(-)-,乳酸,手性,：,手性分子,：,非手性分子,：,手性碳原子（,C*,）,：,手性分子最大特征是具有,旋光性,。,3.5,手性和分子结构的对称性因素,3.5.1,手性分子,不能重合,-,具有手性,3.5.2,判别手性分子的依据,对称因素,对称操作,判别手性的依据,对称面（,）,反映（射）,有,对称面,无,手性,对称轴,(,C,n,）,2,/n,旋转,不能,作为区别手性的依据,对称中心（,i,）,2,/n,反演,有,对称中心,无,手性,反轴（,S,n,）,（有反轴就有对称面或对称中心）,2,/n,反映（射）,有,反轴,无,手性,判断手性分子的依据：对称面或对称中心,对称面举例：,对称中心举例：,i,对称轴举例：,C,2,反轴举例,（,略）,3.6.1,含一个手性碳原子的化合物,3.6.2,含两个或多个手性碳原子的化合物,3.6.3,含两个或多个相同（相像）手性碳原子的化合物,3.6.4,含手性碳原子的单环化合物,3.6.5,含有其它不对称原子的光活性分子,3.6,含手性中心的手性分子,1.Fischer,投影式,3.6.1,含一个手性碳原子的化合物,COOH,CH,3,OH,H,COOH,CH,3,OH,H,m,楔形式,投影式,Fischer,投影式,乳酸,Fischer,投影式的书写方法：,COOH,CH,3,OH,H,(1)*C,位于纸面，横向的两个键,朝向自己,;,竖,向,的两个键伸向纸的后方。,(2),一般将含碳原子的基团放在竖线上，把命名时编号最小的碳放在上方,。,H,C,O,O,H,O,H,C,H,3,H,O,H,C,H,3,C,O,O,H,1,2,3,（,1,）离开纸面的翻转是不允许的；,Fischer,投影式的书写注意事项,：,（,2,）纸面上旋转,180,，构型不变；纸面上转,90,或,270,构型改变；,离开纸面,（,3,）基团互换规律：,基团的互换中基团互换奇数次，构型改变；,互换偶数次构型保持不变。,2.,构型的标记-绝对构型和相对构型,1,）,.D/L,构型标记法,相对构型,（自习）,（,1,）人为规定甘油醛的构型,:,（,2,）其它旋光性化合物的构型是与左旋和右旋,甘油醛,为,参照标准,，在保持手性碳构型不变（即与手性碳相连的化学键不被断裂）的过程中，由,D,型甘油醛转化,来的化合物,为,D,型，由,L,型甘油醛转化,来的化合物规定,为,L,型,。,（,1,）顺序规则中排在最后的基团处于竖键时，如果其,余三个基团：,顺时针排列，,R,构型,；,逆时针排列，,S,构型,。,2,）,.R/S,构型标记法,绝对构型,Fischer,投影式的,R/S,构型标记法：,R-,S-,R,-2,，,3-,二羟基丙醛,S,-2,，,3-,二羟基丙醛,（,2,）,顺序规则中排在最后的基团处于竖键时，如果其,余三个基团：,顺时针排列，,S,构型,；,逆时针排列，,R,构型,。,（,3,）多个,*,C,原子的化合物：构型分别记。,(2R,3R)-2-,羟基,-3-,氯丁二酸,注意：,D,构型不一定是,R,构型，,L,构型也不一定是,S,构型。,在,D/L,标记中，在化学转化过程中手性中心构型不变化，,产物构型标记不变化。,在,R,/,S,构型标记中，在化学转化过程中即使手性中心构型,不改变，产物构型的标记也有可能改变。,D/L,和,R/S,构型与左旋（,-,）与右旋（,+,）没有必然联系。,R-,S-,概念：,具有镜像与实物关系的一对旋光异构体称为对,映体。,3,）对映体和外消旋体,（,1,）对映体,对映体的特点,结构：实物与镜像的关系,内能：相同,概念：,等量的左旋体和右旋体的混合物称为,外消旋体,，一般用（,）来表示。,（,2,）外消旋体,外消旋体的特点：,外消旋体的旋光度为零；,化学性质类似；,生理作用方面，外消旋体仍各自发挥左旋体和右,旋体的效能，,物理性质：除旋光方向相反以外，其它,物理性质相同。,化学性质：与无手性试剂反应时相同，在手性环境条件,下，对映体会表现出某些不同的性质，如反,应速度有差异，或一个反应，一个不反应，,生理作用不同等。,外消旋乳酸,例如：,(,S,)-(+)-,乳酸,(,R,)-(-)-,乳酸,(,)-,乳酸,mp 53,o,C mp 53,o,C mp 18,o,C,D,=+3.82,D,=-3.82,D,=0,p,K,a,=3.79(25,o,C),p,K,a,=3.83(25,o,C),p,K,a,=3.86(25,o,C),15,15,15,3.6.2,含两个手性碳原子化合物的旋光性,1.,含有两个不同手性碳原子的化合物,这类化合物两个手性碳原子所连接四个原子或基团不完全相同。,例如：,2-,羟基,-3-,氯丁二酸,构造：,被,OH,取代,or,（,S,）,-(+)-,乳酸,（,R,）,-(-)-,乳酸,潜不对称碳原子（原手性碳原子）,潜非对称分子（原手性分子）,（,3,）潜非对称性和潜不对称碳原子,如果一个对称分子被一个基团取代后失去了其对称性，而变成了一个非对称分子，那么原来的对称分子称为,“潜非对称分子”,，或称为,“原手性分子”,。分子所具有的这种性质称为,“潜非对称性”,或,“原手性”,，发生变化的碳原子称为,“潜不对称碳原子”,或,“原手性碳原子”,。,1,）构型：,据架式：,Fischer,投影式：,四个构型间的相互关系：,互为实物与镜像关系：,对映体，旋光方向相反，其它物性相同,不互为实物与镜像关系：,非对映体,，,旋光方向可能相同，其它物性不同,对映体,对映体,非对映体,物理性质不同（熔点、沸点、溶解度、比旋,光度不同）。,旋光方向可能相同也可能不同。,化学性质相似，但反应速度有差异。,非对映异构体的特征：,2,）赤式和苏式,对于只含有两个手性碳的化合物，若在,Fischer,投影式中，两个手性碳原子上的,H,（或其它相同原子）在同一侧，称为,赤式,，在不同侧，称为,苏式,。,立体异构体数目与,*C,的关系：,设,*,C,数,=,n,光学异构体数目,=2,n,（含相同,*,C,，,S,。,对称碳原子,不对称碳原子,(2,R,4,R,),-,2,3,4,-,三,羟基,-,1,5,-,戊二酸,(2,S,4,S,),-,2,3,4,-,三,羟基,-,1,5,-,戊二酸,(2,R,3,s,4,S,),-,2,3,4,-,三,羟基,-,1,5,-,戊二酸,(2,R,3,r,4,S,),-,2,3,4,-,三羟,基,-,1,5,-,戊二酸,C,O,O,H,H,O,H,H,O,H,C,O,O,H,H,O,H,C,O,O,H,H,O,H,H,O,H,C,O,O,H,H,O,H,R,S,R,S,C,O,O,H,H,O,H,H,O,H,C,O,O,H,H,O,H,C,O,O,H,H,O,H,H,O,H,C,O,O,H,H,O,H,R,S,R,S,s,r,3.6.3,含手性碳原子的单环化合物的对映异构现象,1,2-,环丙烷二甲酸：,内消旋体,对映体,实验证明：单环化合物有否旋光性可以通过其平面式的对称性来判别，凡是有对称中心和对称面的单环化合物无旋光性，反之则有旋光性。,无旋光 （有对称中心）,有旋光,无旋光,(,有对称面,),无旋光,（有对称面）,无旋光,（有对称面）,有旋光,无旋光,（有对称面）,有旋光,cis-1,2-,二甲基环己烷,椅式构象式,平面结构式,对称面,非手性,（内消旋体）,无对称面,手性分子,构象对映体,(,构象外消旋体,),trans-1,2-,二甲基环己烷,平面结构式,对映体,椅式构象式,构象非对映体,3.7,不含手性中心化合物的对映异构现象,3.7.1,含手性轴的化合物,1.,丙二烯型化合物,sp,2,sp,2,sp,两端双键碳原子上连有不同基团时，分子具有手性轴，既没有对称面，也没有对称中心，可以形成对映体。,分子中存在一个轴，通过轴的两个平面中在轴的两侧有不同的基团时，也会产生实体与镜像不能重合的对映体。称这类旋光异构体为含手性轴（,chiral,axle,）的旋光异构体。,1,）,两个双键相连,H,右旋,左旋,例,1,：,1,3,二氯丙二烯,非手性分子,例,2,：,1,1,3,三氯丙二烯,2,）,双键与环相连,a,D,=,81.4,o,(,乙醇,),25,H,3,C,H,C,O,O,H,3,）螺环化合物,在螺,3.3,庚烷,-2,6-,二甲酸分子中，两个四元环是刚性的，两个平面互相垂直，在,C,2,和,C,6,上的两个基团所在平面也互相垂直，与,1,2-,丙二烯结构相似，分子中含有手性轴，有对映异构体存在。,Example 1,：,螺,3.3,庚烷,-2,6-,二甲酸,在联苯的邻位（,2,，,6,，,2,，,6,）有四个大的取代基时，限制两苯环绕环间轴线自由旋转，当两苯环上连有两个体积较大的不相同取代基时，就出现对映体。,2.,联苯型化合物,例,1,：,2,6-,二羧基,-2,6,-,二硝基联苯,例,2,：,2,6,2,-,三羧基,-6,-,硝基联苯,非手性分子,n,=8,：有旋光性，可拆解，光活体稳定。,n,=9,：有旋光性，可拆解，,95.5,o,C,时，半衰,期为,444,min,，无旋光性。,n,=10,：无旋光性，不可析解。,把手化合物（了解）,n,=4,m,=4,可拆解,43,o,C,n,=8,半衰期,170,min,。,六螺苯类化合物，分子中的碳原子都是,sp,2,杂化。分子应该是平面结构，但两端环上的两个氢原子拥挤，使两端苯环不能在一个平面上,一上一下，像个螺旋，出现不对称现象，产生对映异构现象。,3.7.2,含手性面化合物,六螺并苯（有手性）,蒄（无手性）,3.7.3,非碳原子为手性中心化合物的对映异构现象（了解）,能形成手性中心的元素不仅仅限于碳，其他的元素（如,N,、,S,、,P,、,As,等）也可以作手性中心，构成对映异构现象。,例如：,一对对映体已拆分,C,6,H,5,H,3,C,N,C,H,2,C,6,H,5,C,H,2,C,H,C,H,2,+,未拆分出旋光异构体,（孤电子对起不到一个,键的作用。）,3.8.1,外消旋体的拆分,1.,外消旋体拆分的意义,(1),对映体化合物有特定的立体构型，在工业（特别是制药工业）有特殊意义。,许多药物都是手性化合物，往往只有一个对映体有效，另一个药效不大，甚至有毒副作用。,例,1,：,抗炎剂布络芬,S,-,构型有效，发生作用快，,R,-,构型则无药效。,3.8,旋光性化合物的拆分与合成,例,2,：,镇静妊娠反应药,“反应停”,(,R,)-(+)-,构型是有效的，而,(,S,)-(-)-,构型是使婴儿致残的异构体。,例,3,：,抗高血压,药,S,-,构型有效，而,R,-,构型有高毒性,(2),在非手性条件下合成手性物质，得到的产物往往是外消旋体，需要拆分才能得到纯手性物质,。,例如：,羧酸,a,-,卤代反应,外消旋化,如果一个分子很容易形成,碳正离子,、,碳负离子,、或,自由基,等活性中间体，该化合物极易,发生外消旋化,。,H,+,-H,+,-H,+,H,+,-H,2,O,-H,2,O,H,2,O,H,2,O,60-70,o,C,4,小时,（,+,）,-,肾上,腺,素（无药效）,（,-,）,-,肾上腺素（有药效）,H,+,R,S,SP,2,外消旋化,例如：,肾上腺素的外消旋化,碳正离子,(3),在非手性条件下，对映体的物理、化学性质相同，用一般的方法如分馏、重结晶等达不到分离的目的。,D-(-)-,麻黄素,有生理活性，易结晶,L-(+)-,假麻黄素,生理活性只有麻黄素的,1/5,。,碳正离子,差向异构化,含多个,C*,的化合物，易发生,差向异构化,。如果是端基的,C*,发生构型转化，则称为,端基差向异构化,。,2.,外消旋体的拆分,用某种方法，将外消旋体分成纯的左旋体和纯的右旋体的过程称为,外消旋体的拆分,。,(1),机械分离法,1848,年,Louis Pasteur,(1822,1895),(2),化学分离法,把外消旋体的,一对对映体,用一个纯的手性试剂作用令其,转变为一对非对映体,，利用常规的分离方法分离非对映体，然后再将非对映体分别经化学处理，可以得纯的对映体。,常用拆分试剂,:,拆分试剂通常选择纯的手性试剂。,包括,:,手性酸：,酒石酸,樟脑磺酸,天然手性生物碱：,(,-,)-,马钱子碱,(,-,)-,奎宁,(,-,)-,番木鳖碱,(+)-,辛可宁,（,i,）拆分试剂与被拆分试剂之间易反应，反应生成物又,易被分解。,（,ii,）两个非对映立体异构体在溶解度上有明显的差别。,（,iii,）拆分试剂应当尽可能地达到旋光纯度。,（,iv,）拆分试剂必须是廉价的，易制备的，或易定量回,收的。,拆分试剂的条件,例如：,外消旋,a,-,苯乙胺的化学拆分,溶解度不同,(3),生物拆分法,微生物（如各种酶都是手性化合物）能将对映体中的一个化合物代谢，留下另一化合物，达到分离目的。,其缺点是只有一个异构体得到利用，另一异构体被消耗，寻找合适酶也不是件容易的事。,在热的外消旋饱和溶液中，加入其中一种纯光活性异构体的晶体，冷却到一定温度，与之相同构型的异构体首先结晶，过滤；剩余母液中加入一定量的溶剂和消旋体制成饱和溶液，冷却时另一过量的异构体先结晶出来。,(4),晶种结晶法,1g,(,R,),-,氨基醇,5g(,S,),+,5g(,R,)-,氨基醇饱和液（,80,，,100ml,）,析出,2g,(,R,),-,氨基醇,（余下,4g,R,5g,S,）,分去晶体，剩下母液,过滤,加水至,100mL,冷却至,20,80,加,2g,消旋体,冷却至,20,o,C,2g(,S,),-,氨基醇,析出,选,用手性吸附剂装柱，进行柱层析，可分离外消旋体。,(5),柱层析方法,3.8.2,不对称合成,1.,不对称合成的概念,反应物分子的一个对称结构单元，用一个试剂转化成一个不对称的结构单元，称为,不对称合成,，又称为,手性合成,。,例如：,不对称合成,对称的反应（,选向率为,0,）,不对称的反应,立体选向性反应,0,选向率,(,S,),若,(,S,)(,R,),(2),用产物光学纯度百分比,OP,表示,若,(,R,)(,S,),若,(,S,)(,R,),OP=,实测,纯,R,100%,OP=,实测,纯,S,100%,(3),用产物的立体选向百分率,de,表示（简称选向率）,如果产物,A,和,B,是非对映异构体：,若,A B,de=,A-B,A+B,100%,若,B A,de=,B-A,B+A,100%,（,1,）,利用纯手性物为起始反应物之一；,（,2,）反应物若非手性物，先引一个手性中心进入反,应物，再进行合成反应；,（,3,）利用手性试剂、手性溶剂、手性催化剂等促进不,对称合成。,不对称合成一般通过三种方法达到合成的目的：,例,1,：,底物控制,3.,不对称合成的实施,例,2,：,助剂控制,例,3,：,试剂控制,例,4,：,手性催化剂控制,