手性分子介紹.ppt

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1、“苦”“甜”在許多情況下，化合物的一對(duì)對(duì)映體在生物體內(nèi)的藥理活性、代謝過程、代謝速率及毒性等存在顯著的差異。手性分子以三維空間研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的化學(xué)稱為立體化學(xué)。一、手性分子和對(duì)映異構(gòu)手性：一個(gè)物體若與其鏡像不能重合，稱這個(gè)物體具有手性；也叫手征性不能與自身鏡像重合的分子稱為手性分子。一個(gè)分子是否具有手性與其對(duì)稱性有關(guān)：1）對(duì)稱面若有一個(gè)平面把分子分成兩半，這兩半是實(shí)物與鏡像的關(guān)系，則此平面是分子的對(duì)稱面。用σ表示。2）對(duì)稱中心若分子中有一點(diǎn)，從分子中的任一原子或基團(tuán)出發(fā)，向該點(diǎn)引一直線，若在距該點(diǎn)等距離處，有一相同的原子或基團(tuán)，這點(diǎn)是對(duì)稱中心，用i表示。i凡是分子中具有對(duì)

2、稱面或?qū)ΨQ中心的分子一般是非手性分子；反之分子具有手性。凡是手性分子必有互為鏡像的兩種構(gòu)型，互為鏡像的兩種構(gòu)型的異構(gòu)體叫做一對(duì)對(duì)映體。這種立體異構(gòu)稱為對(duì)映異構(gòu)。注意：要把一種構(gòu)型轉(zhuǎn)變成它的對(duì)映異構(gòu)體，必須斷裂分子中的化學(xué)鍵，然后對(duì)調(diào)兩個(gè)基團(tuán)的位置。二、旋光性和比旋光度一對(duì)對(duì)映體，它們的一般物理性質(zhì)（如：熔沸點(diǎn)、密度、折光率、在非手溶劑中的溶解度以及光譜性質(zhì)）相同，但它們對(duì)偏振光的作用不同。1）偏振光普通光線尼克爾棱鏡平面偏振光2）旋光性能使偏振光發(fā)生偏轉(zhuǎn)的性質(zhì)，稱為旋光性；具有這種性質(zhì)的物質(zhì)，稱為旋光性物質(zhì)（光活性物質(zhì)）；反之為非光活性物質(zhì)。使偏振光振動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋光度

3、，用α表示。使偏振光振動(dòng)方向向左旋稱為左旋體，用“－”表示；向右旋的稱為右旋體，用“+”表示。注：①凡是手性分子，都有旋光性；非手性分子無旋光性②一對(duì)對(duì)映體對(duì)偏振光的作用正好相反，一個(gè)使偏振光左旋，一個(gè)使之右旋，旋光度數(shù)值相等。3）旋光性的測(cè)量用旋光儀進(jìn)行測(cè)量。α旋光儀中讀到的旋光度；l盛液管的長(zhǎng)度；（dm）C溶液的濃度；（g/ml）比旋光度與入射光的波長(zhǎng)、溫度有關(guān)，如葡萄糖：4）比旋光度三、構(gòu)型的表示方法1）球棒模型2）透視式（或傘形式）“楔前虛后實(shí)平面”透視式3）菲舍爾（Fischer）投影式投影規(guī)則：①手性碳放在紙面上，②伸向紙面前方的鍵放在橫鍵上，伸向紙面后方的鍵放在豎

4、鍵上；③主鏈豎著寫，命名時(shí)編號(hào)小的碳在最上方。注：1）不能任意調(diào)換兩基團(tuán)的位置，2）將投影式在紙面內(nèi)平移或轉(zhuǎn)動(dòng)180°時(shí)，分子構(gòu)型保持不變；3）離開紙面翻轉(zhuǎn)180°或在紙面內(nèi)旋轉(zhuǎn)90°的奇數(shù)倍，構(gòu)型反轉(zhuǎn)。四、構(gòu)型的標(biāo)記1）D-L標(biāo)記法——相對(duì)構(gòu)型標(biāo)記D-（+）-甘油醛L-（-）-甘油醛HOCOOHHCH3OHCOOHHCH3L-(+)-乳酸D-(-)-乳酸注：D、L與左右旋無關(guān)，D、L表示相對(duì)構(gòu)型；而左、右旋通過旋光儀測(cè)定結(jié)果。2)R-S標(biāo)記法——絕對(duì)構(gòu)型標(biāo)記法：2)R-S標(biāo)記法——絕對(duì)構(gòu)型標(biāo)記法若a>b>c>d,d在離視線最遠(yuǎn)處；若a>b>c為“順”——R型若a>b>c為“逆

5、”——S型S-R-OH.>COOH>CH3>HR-乳酸（R-2-羥基丙酸）如果：a>b>c>dd在橫鍵上S-R-順時(shí)針：S-逆時(shí)針：R-S-d在豎鍵上順時(shí)針：R-逆時(shí)針：S-R-在菲舍爾投影式練習(xí)：1、用R-S標(biāo)記法給下列化合物命名答案：1）R-2-氯丙酸，2）S-2-氨基丙酸，3）S-1-氯-1-溴乙烷。4）R-1-甲氧基-2-氯丙烷，5）S-2-羥基丁烷構(gòu)型表示法的互換五、含一個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)1、手性碳：常用“*”表示*含有一個(gè)手性碳原子的化合物，一定是手性分子。有一對(duì)對(duì)映體，其中一個(gè)是左旋，一個(gè)是右旋。如乳酸:[α]D15=+3.8°，[α]D15=-3.8°

6、外消旋體：等量的左、右旋體的混合物注意：①外消旋體沒有旋光性；②外消旋體與其左、右旋體的物理性質(zhì)不同；③一般的物理方法不能分離外消旋體。六、含多個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)體對(duì)映體對(duì)映體非對(duì)映體分子中含有n個(gè)手性碳的化合物，最多有2n個(gè)對(duì)映異構(gòu)體，有2n-1對(duì)對(duì)映異構(gòu)體。2-羥基-3-氯丁二酸（氯代蘋果酸）(Ⅰ)2R,3R-(Ⅱ)2S,3S-(Ⅲ)2R,3S-(Ⅳ)2S,3R-表3-8氯代蘋果酸的物理性質(zhì)ⅠⅡ（2R，3R）-（2S，3S）--31.3°(乙酸乙酯)+31.3°(乙酸乙酯)173173外消旋體146ⅢⅣ（2R，3S）-（2S，3R）--9.4°（水）+9.4°（水

7、）167167外消旋體153熔點(diǎn)（℃）構(gòu)型異構(gòu)體[α]D25℃2,3-二羥基丁二酸(酒石酸)：（2S,3S)-（2S,3R）象這種分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上手性碳，卻不是手性分子，因而也沒有旋光性的化合物，稱為內(nèi)消旋體。(2R,3R)-表3-9酒石酸的物理性質(zhì)熔點(diǎn)℃170+12°1391．7602．934．32170-12°1391．7602．934．32140無1251．6673．114．80206無20．61．6802．964．24（2R,3R）2S,3SMeso-酸（±）-酸pKa1pK