立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第1頁(yè)立體化學(xué)(stereochemistry)描述分子中原子或者原子團(tuán)在空間分布以及因?yàn)椴灰粯涌臻g分布對(duì)化合物理化性質(zhì)影響。立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第2頁(yè)同分異構(gòu)結(jié)構(gòu)異構(gòu)立體異構(gòu)順?lè)串悩?gòu)旋光異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)(分子中原子間排列次序、結(jié)合方式不一樣)(結(jié)構(gòu)相同，原子在空間排布方式不一樣)立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第3頁(yè)旋光異構(gòu)又叫光學(xué)異構(gòu)或?qū)τ钞悩?gòu)。這種異構(gòu)能夠經(jīng)過(guò)旋光儀測(cè)出來(lái)。立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第4頁(yè)立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第5頁(yè)旋光性和比旋光度旋光性——能使偏振光振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)性質(zhì)叫做旋光性；含有旋光性物質(zhì)，叫做旋光性物質(zhì)。不含有旋光性物質(zhì)，叫做非旋光性物質(zhì)。左旋和右旋：一對(duì)對(duì)映體對(duì)偏振光作用不一樣，一個(gè)使偏振光向順時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)（右旋），另一個(gè)使偏振光向逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)（左旋），二者偏轉(zhuǎn)數(shù)值相同。表示方法：“+”

——

右旋，“–”

——

左旋。旋光性物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)角度，稱(chēng)為旋光度，以“α”表示。立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第6頁(yè)

旋光度“α”受溫度、光源、濃度、管長(zhǎng)等許多原因影響不是固定。為了便于比較，就要使其成為一個(gè)常量，故用比旋光度(specificrotation)[α]來(lái)表示：

[a]t

=a

/(lc)

α為旋光儀測(cè)得試樣旋光度；l:盛液管長(zhǎng)度（dm,分米）

c:樣品濃度（g/cm3）

t:測(cè)試時(shí)溫度

:旋光儀使用光源波長(zhǎng)(通常見(jiàn)鈉光，以D表示)立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第7頁(yè)

表示比旋光度時(shí)，需要標(biāo)明測(cè)量時(shí)溫度、光源波長(zhǎng)以及所使用溶劑。

比如，在溫度為20°C時(shí)，用鈉光燈為光源測(cè)得葡萄糖水溶液比旋光度為右旋52.2°,應(yīng)記為：[α]D20=+52.2°（水）

“D”代表鈉光波長(zhǎng)。鈉光波長(zhǎng)589nm相當(dāng)于太陽(yáng)光譜中D線。比旋光度是旋光性物質(zhì)一個(gè)物理常數(shù)。立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第8頁(yè)有旋光性對(duì)映異構(gòu)體，在結(jié)構(gòu)上有什么特點(diǎn)?立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第9頁(yè)

觀察自己雙手,左手與右手有什么聯(lián)絡(luò)和區(qū)分？立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第10頁(yè)左手鏡像是右手，右手鏡像是左手。彼此成鏡像關(guān)系，又不能重合一對(duì)立體異構(gòu)體，互稱(chēng)為對(duì)映異構(gòu)體(enantiomer)

。因?yàn)樗鼈冃庑圆灰粯樱步行猱悩?gòu)體。鏡像不重合性是產(chǎn)生對(duì)映異構(gòu)體充分必要條件。也能夠說(shuō)手性是產(chǎn)生對(duì)映異構(gòu)體充分必要條件。有對(duì)映異構(gòu)體分子叫手性分子立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第11頁(yè)立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第12頁(yè)分子對(duì)稱(chēng)性和手性

1對(duì)稱(chēng)面σ：一個(gè)平面能把分子分割成兩個(gè)別，一個(gè)別恰好是另一個(gè)別鏡像，而且能重合。

有對(duì)稱(chēng)面分子因?yàn)殓R像重合，所以沒(méi)有對(duì)映異構(gòu)體存在，稱(chēng)為非手性分子(achiralmolecule)。立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第13頁(yè)2對(duì)稱(chēng)中心i：從分子中任何一個(gè)原子向i引一條直線，再延長(zhǎng)到對(duì)面等距地方，總有一個(gè)相同原子。有對(duì)稱(chēng)中心分子能和它鏡像重合，沒(méi)有手性。立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第14頁(yè)3對(duì)稱(chēng)軸Cn

：當(dāng)分子以構(gòu)想直線為軸旋轉(zhuǎn)360°/n

，得到與原分子相同分子，該直線稱(chēng)為分子n重對(duì)稱(chēng)軸（又稱(chēng)n階對(duì)稱(chēng)軸）。有沒(méi)有對(duì)稱(chēng)軸不能作為判斷分子是否含有手性條件。立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第15頁(yè)左旋酒石酸有一個(gè)C2軸，但它是手性分子，有對(duì)映異構(gòu)體。立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第16頁(yè)手性原因

1手性中心：能引發(fā)分子含有手性一個(gè)特定分子骨架中心稱(chēng)為手性中心(chiralcenter)手性碳原子：連接四個(gè)不一樣原子或者基團(tuán)碳原子為手性碳原子(chiralcarbon)*立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第17頁(yè)

2手性面：分子手性是因?yàn)橐恍┗鶊F(tuán)對(duì)分子中某一個(gè)平面不一樣分布引發(fā)，此平面就叫做手性面立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第18頁(yè)含一個(gè)手性碳原子化合物與對(duì)映異構(gòu)體乳酸含有一個(gè)手性碳原子，是手性分子，有一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體存在立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第19頁(yè)

一對(duì)對(duì)映體有相同物理性質(zhì)

除了與手性試劑反應(yīng)外,對(duì)映體化學(xué)性質(zhì)也相同

二者還有十分主要不一樣性質(zhì)：對(duì)偏振光作用不一樣;

生理作用上有著顯著不一樣對(duì)映異構(gòu)體理化性質(zhì)立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第20頁(yè)立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第21頁(yè)(R)-thalidomide(S)-thalidomide沙利度胺也叫反應(yīng)停，它R體有鎮(zhèn)靜作用，不過(guò)S－對(duì)映體對(duì)胚胎有很強(qiáng)致畸作用立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第22頁(yè)外消旋體外消旋體(racemate)——等量對(duì)映體混合物。外消旋體沒(méi)有旋光性。外消旋體物理性質(zhì)與左旋體或右旋體不一樣。比如：左旋或右旋乳酸熔點(diǎn)是26℃；外消旋乳酸熔點(diǎn)是18℃。立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第23頁(yè)對(duì)映異構(gòu)體表示方法立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第24頁(yè)Fischer投影式書(shū)寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)：普通是將含有碳原子碳鏈放在豎直方向上，同時(shí)氧化態(tài)較高基團(tuán)放在上端。手性碳位于紙平面上，用橫豎線交叉點(diǎn)表示；以橫線相連原子或基團(tuán)表示在紙面前方，以豎線相連原子或基團(tuán)表示在紙面后方。

立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第25頁(yè)立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第26頁(yè)使用Fischer投影式注意事項(xiàng)：

(1)Fischer投影式不能離開(kāi)紙面旋轉(zhuǎn)900×偶數(shù)，構(gòu)型不變；Fischer投影式不能離開(kāi)紙面旋轉(zhuǎn)900×奇數(shù)，構(gòu)型改變。旋轉(zhuǎn)180°旋轉(zhuǎn)90°立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第27頁(yè)(2)Fischer

投影式基團(tuán)兩兩交換偶數(shù)次，構(gòu)型不變；Fischer

投影式基團(tuán)兩兩交換奇數(shù)次，構(gòu)型改變。1次2次立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第28頁(yè)(3)Fischer投影式一個(gè)基團(tuán)固定不動(dòng)，其余基團(tuán)按順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，構(gòu)型不變；立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第29頁(yè)對(duì)映異構(gòu)體構(gòu)型命名1.

D/L

命名法D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛D、L與“+、-”

沒(méi)有必定聯(lián)絡(luò)立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第30頁(yè)D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛

D／L標(biāo)識(shí)法經(jīng)典、方便，但它只能標(biāo)出一個(gè)手性碳構(gòu)型。當(dāng)前，D／L標(biāo)識(shí)法主要用于糖和蛋白質(zhì)構(gòu)型標(biāo)識(shí)。

立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第31頁(yè)R—拉丁字Rectus（右）；S—拉丁字Sinister（左）R/S標(biāo)識(shí)法是依據(jù)手性碳原子上所連四個(gè)原子或原子團(tuán)在空間排列方式來(lái)標(biāo)識(shí)。R/S構(gòu)型是絕對(duì)構(gòu)型。用R/S標(biāo)識(shí)構(gòu)型步驟為：①按照基團(tuán)大小次序規(guī)則，確定大小次序；②將最小原子或原子團(tuán)置于距觀察者最遠(yuǎn)處；③觀察其余三個(gè)原子或原子團(tuán)由大到小排列方式。順時(shí)針——R；逆時(shí)針——S。

2.

R/S

命名法立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第32頁(yè)例1：構(gòu)型標(biāo)識(shí)。

依據(jù)次序規(guī)則：OH＞COOH＞CH3＞H

立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第33頁(yè)立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第34頁(yè)

最小基團(tuán)在橫鍵上,紙面走向與實(shí)際走向相反；

最小基團(tuán)在豎鍵上,紙面走向與實(shí)際走向相同。R-(-)-乳酸S-(+)-乳酸S-2,3-二氯丙醇2#1#3#1#3#R／S標(biāo)識(shí)法也可直接應(yīng)用于Fischer投影式：

R-2,3-二氯丙醇立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第35頁(yè)立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第36頁(yè)D/L和R/S兩種標(biāo)識(shí)方法，都不能經(jīng)過(guò)其標(biāo)識(shí)構(gòu)型來(lái)判斷旋光方向。因?yàn)樾夥较蚴腔衔锕逃行再|(zhì)。而對(duì)化合物構(gòu)型標(biāo)識(shí)只是人為要求。

R／S標(biāo)識(shí)法與D／L標(biāo)識(shí)法依據(jù)不一樣。R／S法依據(jù)與＊C相連四個(gè)原子或原子團(tuán)大小次序；D／L法依據(jù)與D－甘油醛構(gòu)型是否相同。

立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第37頁(yè)含有兩個(gè)手性碳原子化合物2－羥基－3－氯丁二酸總共有四種旋光異構(gòu)體：(一)含兩個(gè)不一樣手性碳原子化合物(I)和(II)等量混合物是外消旋體；(III)和(IV)等量混合物也是外消旋體。外消旋體——等量對(duì)映體混合物。非對(duì)映體——不對(duì)映立體異構(gòu)體。

(I)與(III)或(IV)、(II)與(III)或(IV)、(III)與(I)或(II)、(IV)與(I)或(II)分別組成非對(duì)映體；2S,3R2R,3S2S,3S2R,3R立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第38頁(yè)對(duì)含有n個(gè)＊C化合物：

光學(xué)異構(gòu)體數(shù)目=2n

外消旋體數(shù)目=2n-1(n為不一樣手性碳數(shù)目))比如：含3個(gè)＊C，最多有23＝8個(gè)旋光異構(gòu)體。含4個(gè)＊C，最多有24＝16個(gè)旋光異構(gòu)體。

立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第39頁(yè)蘇式構(gòu)型和赤式構(gòu)型與蘇阿糖構(gòu)型相同者為蘇式構(gòu)型；與赤蘚糖構(gòu)型相同者為赤式構(gòu)型。例：

立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第40頁(yè)(二)含兩個(gè)相同手性碳原子化合物酒石酸分子中含有2個(gè)相同＊C，可能異構(gòu)體有：

(III)與(IV)是同一個(gè)分子——內(nèi)消旋酒石酸，其分子內(nèi)有一對(duì)稱(chēng)面。(I)與(II)是對(duì)映體；(I)與(III)、(II)與(III)是非對(duì)映體。

立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第41頁(yè)

有一個(gè)簡(jiǎn)單方法能夠識(shí)別內(nèi)消旋化合物。就是它含有對(duì)稱(chēng)面。

對(duì)稱(chēng)面上半個(gè)別是下半個(gè)別鏡像。所以分子上下兩個(gè)別對(duì)偏振光影響相互抵消，使整個(gè)分子不表現(xiàn)旋光性。

內(nèi)消旋酒石酸分子中對(duì)稱(chēng)面立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第42頁(yè)外消旋體與內(nèi)消旋體都沒(méi)有旋光性，但它們有本質(zhì)不一樣：外消旋體是等量左旋體和右旋體混合物，可拆分；內(nèi)消旋體是分子內(nèi)有對(duì)稱(chēng)面單一化合物，不可拆分。外消旋和內(nèi)消旋區(qū)分:立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第43頁(yè)非對(duì)映體物理方法分離(SS)

-鹽

(RS)

-鹽

通常是利用外消旋酸(或堿)與光學(xué)純堿(或酸)反應(yīng)生成非對(duì)映體鹽,再用分步結(jié)晶方法一一分開(kāi)。外消旋體拆分

立體化學(xué)基礎(chǔ)藥本第44頁(yè)

年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)化學(xué)家諾爾斯(W.S.knowles)、日本化學(xué)家野依良治(R.Noyori)和美國(guó)化學(xué)家夏普雷斯(K.B.Sharpless)，以表彰他們?cè)谑中源呋瘹浠磻?yīng)和手性催化氧化反應(yīng)研究方面做出卓越貢獻(xiàn)。瑞典皇家科學(xué)院指出：“這三位科學(xué)家發(fā)覺(jué)對(duì)科