手性化合物的命名.pdf

第2 2 卷第4 期大学化学手性化合物的命名王永梅张文昊翟玉平(南开人学材料化学系天津3 0 0 0 7 1)摘要在总练各种手性化合物命名的基础上，加入f 硅，氨，磷，硫，砷手性化台物的命名、着重阐述了新型手性分子的命名法则，并配蹦实倒说明c随着不对称合成的快速发展，手性化合物的结构和类型日渐丰富。手性碳化合物绝对构型的命名已为人们熟知，而新的手性化合物，如平面手性、螺手性的命名成为需要解决的问题。本文在总结前人T 作的基础上，较全面地归纳了各种手性化合物的命名。1 手性化合物的分类分了存存手性的条件是分子实物和镜像不能重合。分子结构是整个命名系统的基础，是命名法的根据。按分子结构可以把手l 生分子分为6 类n1 1 中心手性图1 显示了几种不同的手性中心，以手性中心为特征的分子称为中心手性化合物。特点是中心原子连有4 个不同的基团(或孤对电子)。中心原子可以是主族的c，s i，N，P，A s，s，G e等，也可是副族的M n，c u，B i，z n 等。图1 不同的手性中心1 2 轴手性轴下性在结构上日J 看作扎心手性的衍生。分子中的4 个基团分为两对排，I I 在手性轴的两端。当每对中的两个基团都不相同时，分子有手性。这类化合物包括：丙二烯型，环己烷型，螺环型和联芳型(图2)。1 _ 3 平面手性分子r I t 某一平面婀侧的结构不对称，这类化合物称为平面手性化合物。图3 分子中苯环所在平面为手性平面。5 2图2厂、l”。闷R r图3 平面手性化合物皋。个O 卜滞、撕甲哪=合】化一一一=性，歹k手一蠹 万方数据1 4 螺手性螺手性化合物是化合物中比较特殊的情况，分子成右手螺旋或左手螺旋。分子不在一个平面上，产生手性(图4)。1 5 八面体结构八衙体结构多出现在配位化合物中，配体结构差异与空间排列顺序可以产生手件(图5)。1 6 其他手性结构其他结构的化合物也可能有手性，比如手性茂铁(图6)。图4 螺手性化台物2 手性化合物的命名H：p N H r 一、i，Fn!d、，、N H 2。f、N H 2H：K c c H 2I 1图5 八面体结构金属配合物图6 手性二茂铁化合物2 1 中心手性当c x v z w 系统(囝7)中的x，y，z，w 是互不相同的基团时，为中心于性系统。假定根据c I P 顺序规则，取代基x，y，z，w 的顺序为x y z w。现在从w 基团的对面看手性中心，x-，y z 是顺时针&*w。方向，定义手性中心为R 构型，否则定义手性小心为s 构型。图7，的c。y。w 系统为R 构型。图7c x y”系统对于金刚烷类化合物，可以在4 个叔碳上连接4 个取代基形成4 个季碳原子。若取代基选择合适，则成为手性中心。町以分别描述这些季碳原子的构掣，也口J 以将整个金刚烷型化合物作为一个整体。通常把金刚烷框架的中心看作整个化合物的丁性中心，整体描述其构型(图8)。C尺构型(a b c)山图8 金刚烷型化合物2 2 轴手性轴手性化合物的命名遵循与中心手性系统命名类似的规则。从沿轴的方向看，离观察者近的两个基用优先于远离观察者的两个基团，l 刊侧基团的顺序遵循顺序规则。命名时从轴的任一方向观察分f 不影响命名结果(图9)。以图9 丙二烯型分子为例，从分子左侧观察，基团顺序为a b c，顺时针方向，分子为R构型。同理，从右侧观察，基团顺序为c，d a，也是R 构型。5 3 万方数据a b c)d毋ab图9 轴手性化合物的命名(从分子左侧观察)图l o 中上半部分的直箭头表示、衙手性轴的观察方向，下半部分表示该观察方向分子特征基团的顺序。命名举例见图1 1。联蓑酚(刖螺二酮(尺1州一)一戊：烯：酸2 1丙一烯(只)(a b c)d 1图1 0 轴手性化合物历己烷L s)f a b，c=)d)H X。，(+)-l 一苯业甲基一4 一甲基弘己烷4图1 1 轴手性化台物举例2 3 平面手性1 1命名此类化合物应首先选择包含原子数最多的平面作为手性平面。然后选择导引原子，选择离手性平面最近的、优先级摄商的原子作为导引原子(图1 2)。从与导引原子相连的手性平面中的原子开始编号，在平而二依次沿邻按的优先级最高的原子编号。从导引原子的方向看手性平面，如果编号沿顺时针，此分子记为加，如果编号沿逆时针，此分子记为p s。p 表示平而下性。命名举例见图1 3。躐HS嚣也串。毋咀n渊b瑞F H 翱一，知嗽圳粥一+量苯蛾、o 少坪m 毒麓一基毒叫一8 8 万方数据导引原子(a)(b)导引原子(c)(d)图1 2 一些平面手性化合物(a)导引原了c，原子顺序O _ c 2 _ c 3，B r，逆时引方向，构型p s。(b)导引原子c，j 糸子顺序c 1，c 2-如一B r，逆时针方向，构型p s。(c)(d)盒属配台物，矿一仃健可看成被6 个一健取代(d)，整个分子的手性可山手性平面上最优先原子(箭头所指)的于性决定：将该原子看成中心手性系统的中心原子，连结金属原子和环上与之相连的3 个原子。该中心原子的手性即为整个分子的手性。(”)(c 1)的手吐都足舻。、导目I 原子图1 3 曰-(一)-反-环辛烯 i 于环的张力，与烯碳相连的两个碳原子并不在双键甲面r。2 4 螺手性1 1螺手性化合物是化合物中比较特殊的情况，分子成右手螺旋或左手螺旋，分别记为M 和P。从螺旋轴的顶部看，顺时针方向的螺旋记为P，逆时针方向的螺旋记为M(图1 4)。2 5 八面体结构“J将顺序规则扩展后可以把按八面体结构排列的原子或基团按优先级排序。顺序规则应用于六取代的分子时比较特殊。将取代基中优先级最高的基蹦编为l 号(按普通顺序规则)，与l 号基团相对的基团编为6 号(不管其优先级)，如果1 号空缺则将基团中优先级最小的基团编为6 号。其余4 个基用成一个平而，通常将平而上优先级最高的编为2 号。与2号相邻的优先级最高的基团编为3 号。观察者而对由l，2 3号组成的平面，如果1，2，3 编号沿顺时针，圮整个分子为R 构型。趟斟。广；Ij 一。j，J。5 5最椠。万方数据3 其他元素形成的手性化合物从原子结构和成键看，与碳元素相似的元素主要有硅，氮，磷，硫，砷。下面分别简要介绍。3 1 硅硅和碳是同族元素，成键形式相同，命名硅的手性化合物可按命名手性碳的法则直接命名，舟此不赘述。3 2 氦”1胺类化合物自3 个基冈和一对孤对电子，成假四面体排列，在连有3 个不同的取代基时是有丁性的。在正常情况F，构型快速翻转，对映异构体是尤法拆分的。若孤对电子被固定，如成季铵盐、叔胺的氧化物等，或氮原子处于构型稳定的杂环上或环中，无法反转，对映异构体就町以拆分。命名举例见J j 孥|1 6 图1 8。C H，孙赣篙H 尸(一V 基乙基苄基苯基铵碘化物l s)-9 一苯基一6 一氮杂一曝-五5 一十烷一。一箍酸乙酯礴自手盐)图1 6 带有一个正电荷的不对称季铵盐C I l。，h“波。，oM o僻)一甲基乙基苯基胺氧化物(却一一巾基凹氧喹啉-一氧化物图1 7 不对称叔氨的氧化物N h口)一4-羧基历己酮婀(轴手性)图1 8 氮的轴手性化合物3 3 磷和砷”1膦，肿与胺小同，在常温F 构型的翻转可以忽略。无论是三价的膦和胂或带正电荷的阴级鳞盐和钟盐，还是膦酸的血价衍生物，所连基团不同时都可以具有手性，能够拆分刘映异构体。命名举例见俐1 9。3 4 硫”o以硫为中心元素的手性化合物包括各种不对称取代的多价硫化合物。无论是锍盐，亚磺酸酯，或是业砜都可以成为能够拆分的手性化合物。命名举例见图2 0。5 6玲 万方数据P h鼍孙印-甲摹乙摹苯基膦(孤对电了为晶小幕哥)囝B ro幻，一轻苯-2-苯基F q 氢异辩啉演化物m 冬唧邺渊本蛰m。书。岛地0 c u，C；O 渊弋一、警”泸mn；毪。鑫d(目一1 0 一甲基吩0 弧肿2 一段酸固玲氯苯甲酰甲蔓一2 苯基四氯异钟啉溴化物图1 9 磷和砷的手性化合物命名举例融”c I b。o o I IM e E t一甲基乙基羧甲基锍溴化物。o0 E tr 飞Y 7 l L 人，k 啦吒烹。p 婶=。紫H 0 0 C中-甲苯亚磺酸7 酯(固一m 一羧苯基甲基砸矾图2 0 硫的手性化合物命名举例参考文献lu cQ，L iYM，c AscM l p l e sa 力dA p p l i c n k n 8o fA 5 y m m e L cs h e 虬吕E i e c t m n l cE d l n 0 N e wY o r k：J o h nw l l e yS o n s 2(】0 12A 印s t a WCJ A mC e m5 0 c，1 9 6 4，8 6：2 6 3 83W a t e 玛WL。U ws C a 辩n oMC，山HC k m c，1 9 6 8，9 0：6 7 4 l4B 删L e rJH P n v mJE，A”LC k m，1 9 6 6，8 8：1 4 1 95B m w 础PA，H a T r i s MM，s i n 出s，西椰s o c，1 9 7 1。3 9 9 06P i 学d e tLH，T a y l o rRP，H o 聃c k swDJ r 劬唧c“1 9 6 8 1 4 4 37H 山0 f LA，M c K 唧e yMA，W y n b 8 r g H，J m 蕊怵s o c，1 9 7 4，9 6：3 9 0 68C o p eAC，M e h t aAS，A mC k m 鼬，1 9“，8 6：1 2 6 89 叶秀林立体化学北京：北京大学H 版丰士，1 9 9 9 万方数据