立体化学基础药本.pptx

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,#,立体化学基础药本,立体化学基础药本,第1页,立体化学,(,stereochemistry,),描述分子中,原子或者原子团,在,空间分布,以及因为不一样空间分布对化合物理化性质影响。,立体化学基础药本,第2页,同分异构,结构异构,立体异构,顺反异构,旋光异构,构象,异构,(,分子中原子间排列次序、结合方式不一样,),(,结构相同，原子在空间排布方式不一样,),立体化学基础药本,第3页,旋光异构,又叫,光学异构,或,对映异构,。,这种异构能够经过旋光仪测出来。,立体化学基础药本,第4页,立体化学基础药本,第5页,旋光性和比旋光度,旋光性,能使偏振光振动面旋转性质叫做旋光性；含有旋光性物质，叫做旋光性物质。不含有旋光性物质，叫做非旋光性物质,。,左旋和右旋：一对对映体对偏振光作用不一样，一个使偏振光向顺时针方向偏转（右旋），另一个使偏振光向逆时针方向偏转（左旋），二者偏转数值相同。表示方法：,“,+,”,右旋，,“,”,左旋。,旋光性物质使偏振光旋转角度，称为旋光度，以,“,”,表示。,立体化学基础药本,第6页,旋光度“,”,受温度、光源、浓度、管长等许多原因影响不是固定。为了便于比较，就要使其成为一个常量，故用比旋光度,(,specific rotation,),来表示,：,a,t,=,a,/(,l,c,),为旋光仪测得试样旋光度；,l,:,盛液管长度（,dm,分米）,c,:,样品浓度（,g/cm,3,）,t,:,测试时温度,:,旋光仪使用光源波长,(,通常见钠光，以,D,表示,),立体化学基础药本,第7页,表示比旋光度时，需要标明测量时温度、光源波长以及所使用溶剂。,比如，在温度为,20C,时，用钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液比旋光度为右旋,52.2,应记为：,D,20,=+52.2,（水）,“,D,”,代表钠光波长。钠光波长,589nm,相当于太阳光谱中,D,线。,比旋光度是旋光性物质一个物理常数,。,立体化学基础药本,第8页,有旋光性对映异构体，在结构上有什么特点,?,立体化学基础药本,第9页,观察自己双手,左手与右手有什么联络和区分？,立体化学基础药本,第10页,左手镜像是右手，,右手镜像是左手。,彼此成镜像关系，又不能重合一对立体异构体，互称为,对映异构体,(enantiomer),。因为它们旋光性不一样，也叫旋光异构体。,镜像不重合性是产生对映异构体充分必要条件。也能够说手性是产生对映异构体充分必要条件。,有对映异构体分子叫手性分子,立体化学基础药本,第11页,立体化学基础药本,第12页,分子对称性和手性,1,对称面,：一个平面能把分子分割成两个别，一个别恰好是另一个别镜像，而且能重合。,有对称面分子因为镜像重合，所以没有对映异构体存在，称为非手性分子,(achiral molecule),。,立体化学基础药本,第13页,2,对称中心,i,：从分子中任何一个原子向,i,引一条直线，再延长到对面等距地方，总有一个相同原子。,有对称中心分子能和它镜像重合，没有手性。,立体化学基础药本,第14页,3,对称轴,Cn,：,当分子,以构想直线为轴旋转,360/n,，得到与原分子相同分子，该直线称为,分子,n,重对称轴（又称,n,阶对称轴）,。,有没有对称轴不能作为判断分子是否含有手性条件。,立体化学基础药本,第15页,左旋酒石酸有一个,C2,轴，但它是手性分子，有对映异构体。,立体化学基础药本,第16页,手性原因,1,手性中心：能引发分子含有手性一个特定分子骨架中心称为手性中心,(chiral center),手性碳原子：连接四个不一样原子或者基团碳原子为手性碳原子,(,chiral carbon),*,立体化学基础药本,第17页,2,手性面：分子手性是因为一些基团对分子中某一个平面不一样分布引发，此平面就叫做手性面,立体化学基础药本,第18页,含一个手性碳原子化合物与对映异构体,乳酸含有一个手性碳原子，是手性分子，有一对对映异构体存在,立体化学基础药本,第19页,一对对映体有相同物理性质,除了与手性试剂反应外,对映体化学性质也相同,二者还有十分主要不一样性质：,对偏振光作用不一样,;,生理作用上有着显著不一样,对映异构体理化性质,立体化学基础药本,第20页,立体化学基础药本,第21页,(,R,)-thalidomide,(,S,)-thalidomide,沙利度胺也叫反应停，它,R体有镇静作用，不过S对映体对胚胎有很强致畸作用,立体化学基础药本,第22页,外消旋体,外消旋体,(racemate),等量对映体混合物。,外消旋体没有旋光性。,外消旋体物理性质与左旋体或右旋体不一样。比如：左旋或右旋乳酸熔点是,26,；外消旋乳酸熔点是,18,。,立体化学基础药本,第23页,对映异构体表示方法,立体化学基础药本,第24页,Fischer,投影式书写标准,：,普通是将含有碳原子碳链放在竖直方向上，同时氧化态较高基团放在上端。,手性碳位于纸平面上，用横竖线交叉点表示；,以横线相连原子或基团表示在纸面前方，以竖线相连原子或基团表示在纸面后方。,立体化学基础药本,第25页,立体化学基础药本,第26页,使用,Fischer,投影式注意事项,：,(1)Fischer,投影式不能离开纸面旋转,90,0,偶数，构型不变；,Fischer,投影式不能离开纸面旋转,90,0,奇数，构型改变。,旋转,180,旋转,90,立体化学基础药本,第27页,(2),Fischer,投影式基团两两交换偶数次，构型不变；,Fischer,投影式基团两两交换奇数次，构型改变。,1,次,2,次,立体化学基础药本,第28页,(3)Fischer,投影式一个基团固定不动，其余基团按顺时针或逆时针旋转，构型不变；,立体化学基础药本,第29页,对映异构体构型命名,1.,D/L,命名法,D-(+)-,甘油醛,L-(-)-,甘油醛,D,、,L,与,“,+,、,-,”,没有必定联络,立体化学基础药本,第30页,D-(+)-,甘油醛,L-(-)-,甘油醛,D,L,标识法经典、方便，但它只能标出一个手性碳构型。当前，,D,L,标识法主要用于糖和蛋白质构型标识,。,立体化学基础药本,第31页,R,拉丁字,Rectus,（右）；,S,拉丁字,Sinister,（左）,R/S,标识法是依据手性碳原子上所连四个原子或原子团在空间排列方式来标识。,R/S,构型是绝对构型。,用,R/S,标识构型步骤为：,按照基团大小次序规则，确定大小次序；,将最小原子或原子团置于距观察者最远处；,观察其余三个原子或原子团由大到小排列方式。,顺时针,R,；逆时针,S,。,2.,R/S,命名法,立体化学基础药本,第32页,例,1,：构型标识。,依据次序规则：,OH,COOH,CH,3,H,立体化学基础药本,第33页,立体化学基础药本,第34页,最小基团在横键上,纸面走向与实际走向相反；,最小基团在竖键上,纸面走向与实际走向相同。,R,-(-)-,乳酸,S,-(+)-,乳酸,S,-2,3-,二氯丙醇,2#,1#,3#,1#,3#,R,S,标识法也可直接应用于,Fischer,投影式：,R,-2,3-,二氯丙醇,立体化学基础药本,第35页,立体化学基础药本,第36页,D/L,和,R/S,两种标识方法，都不能经过其标识构型来判断旋光方向。因为旋光方向是化合物固有性质。而对化合物构型标识只是人为要求。,R,S,标识法与,D,L,标识法依据不一样。,R,S,法依据与,C,相连四个原子或原子团大小次序；,D,L,法依据与,D,甘油醛构型是否相同。,立体化学基础药本,第37页,含有两个手性碳原子化合物,2,羟基,3,氯丁二酸总共有四种旋光异构体：,(,一,),含两个不一样手性碳原子化合物,(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。,外消旋体,等量对映体混合物。,非对映体,不对映立体异构体。,(I),与,(III),或,(IV),、,(II),与,(III),或,(IV),、,(III),与,(I),或,(II),、,(IV),与,(I),或,(II),分别组成非对映体；,2S,3R,2R,3S,2S,3S,2R,3R,立体化学基础药本,第38页,对含有,n,个,C,化合物：,光学异构体数目,=2,n,外消旋体数目,=2,n-1,(n,为不一样手性碳数目,),),比如：含,3,个,C,，最多有,2,3,8,个旋光异构体。,含,4,个,C,，最多有,2,4,16,个旋光异构体。,立体化学基础药本,第39页,苏式构型和赤式构型,与苏阿糖构型相同者为苏式构型；,与赤藓糖构型相同者为赤式构型。例：,立体化学基础药本,第40页,(,二,),含两个相同手性碳原子化合物,酒石酸分子中含有,2,个相同,C,，可能异构体有：,(III),与,(IV),是同一个分子,内消旋酒石酸，其分子内有一对称面。,(I),与,(II),是对映体；,(I),与,(III),、,(II),与,(III),是非对映体。,立体化学基础药本,第41页,有一个简单方法能够识别内消旋化合物。就是它含有对称面。,对称面上半个别是下半个别镜像。所以分子上下两个别对偏振光影响相互抵消，使整个分子不表现旋光性。,内消旋酒石酸,分子中,对称面,立体化学基础药本,第42页,外消旋体与内消旋体都没有旋光性，但它们有本质不一样：,外消旋体是等量左旋体和右旋体混合物，可拆分；,内消旋体是分子内有对称面单一化合物，不可拆分。,外消旋和内消旋区分,:,立体化学基础药本,第43页,非对映体,物理方法分离,(SS),-,盐,(RS),-,盐,通常是利用外消旋酸,(,或碱,),与光学纯碱,(,或酸,),反应生成非对映体盐,再用分步结晶方法一一分开。,外消旋体拆分,立体化学基础药本,第44页,年度诺贝尔化学奖授予了美国化学家,诺尔斯,(W.S.knowles),、日本化学家,野依良治,(R.Noyori),和美国化学家,夏普雷斯,(K.B.Sharpless),，以表彰他们在手性催化氢化反应和手性催化氧化反应研究方面做出卓越贡献。瑞典皇家科学院指出：“这三位科学家发觉对,科学研究,以及,新药,、,新材料,发展产生了极大影响，并已在许多药品和其它生理活性化合物商业合成上得到了广泛应用。”这三位科学家获奖意义还在于：他们创造帮助大家在认识和改造世界中建立了信心，提供了一个有力工具，即能够经过手性催化反应得到“手性”产物。,立体化学基础药本,第45页,立体化学基础药本,第46页,孟山都企业,L-,多巴生产工艺,第一例工业化成功催化不对称反应（,1970,S,）,治疗帕金森病,立体化学基础药本,第47页,Thank you very much!,立体化学基础药本,第48页,