第五章旋光异构.ppt

第五章第五章 旋光异构旋光异构optical isomerism•5.1 手征性和手征性分子手征性和手征性分子•实物与其镜像不能完全重合的性质称为实物与其镜像不能完全重合的性质称为手征性•5.2 偏振光和旋光活性偏振光和旋光活性•只在一个平面上振动的光为平面偏振光，只在一个平面上振动的光为平面偏振光，能使平面偏振光的振动面发生偏转的分能使平面偏振光的振动面发生偏转的分子具有旋光活性子具有旋光活性•5.3 分子的对称性和手征性分子的对称性和手征性•5.3.1 不具有对称因素（对称面、对称点、不具有对称因素（对称面、对称点、对称中心）的分子具有手征性对称中心）的分子具有手征性•5.3.2 含有手性碳原子的化合物绝大多数含有手性碳原子的化合物绝大多数是手征性分子是手征性分子•连有四个不同原子或基团的碳原子是手连有四个不同原子或基团的碳原子是手性碳原子，该碳原子必须是性碳原子，该碳原子必须是SP3杂化5.4 费歇尔费歇尔(Fischer)投影式投影式用平面式来表示分子中各基团在三维空间的位用平面式来表示分子中各基团在三维空间的位置投影原则：投影原则：1、确定中心碳原子（手性碳原子）。

确定中心碳原子（手性碳原子）2、基本碳链竖直取向，氧化态高的放在顶端基本碳链竖直取向，氧化态高的放在顶端3、中心碳原子上方和下方（竖键）所连的基、中心碳原子上方和下方（竖键）所连的基团指向面内中心碳原子左方和右方（横键）团指向面内中心碳原子左方和右方（横键）所连的基团指向面外所连的基团指向面外5.5 手性碳原子的构型标记法手性碳原子的构型标记法（（1））DL 构型标记法（相对构型标记法）：构型标记法（相对构型标记法）： 以甘油醛的以甘油醛的Fischer投影式为标准羟基在右边投影式为标准羟基在右边的为（的为（D））型，羟基在左边的为（型，羟基在左边的为（L））型2））RS 构型标记法（绝对构型标记法）：构型标记法（绝对构型标记法）： 将连在手性碳原子上的四个基团按顺序规则排将连在手性碳原子上的四个基团按顺序规则排列最小的基团放在最远处，三个大的基团由大到列最小的基团放在最远处，三个大的基团由大到小顺时针排列为小顺时针排列为R构型，逆时针排列为构型，逆时针排列为S构型 2,3,4-三羟基丁酸的三羟基丁酸的Fischer投影式投影式5.6 旋光异构体的性质旋光异构体的性质 物理性质：物理性质： • 旋光度旋光度 熔点熔点 沸点沸点 溶解度溶解度•对映异构体 相同 相同 相同 相同• （方向相反） （非旋光性溶液）•外消旋体 无 不同于 相同 不同于• 单一异构体 单一异构体•非对映体 不同 不同 不同 不同化学性质：化学性质：对映体与非旋光性试剂作用，具有相同对映体与非旋光性试剂作用，具有相同的性质，与旋光性试剂作用具有不同的的性质，与旋光性试剂作用具有不同的化学活性。

化学活性对映体在非手征性条件下化学性质相同对映体在非手征性条件下化学性质相同生理活性性质：生理活性性质：对映异构体生理活性不同对映异构体生理活性不同例如，右旋谷氨酸单钠有鲜味；右旋葡例如，右旋谷氨酸单钠有鲜味；右旋葡萄糖在动物的新陈代谢中起作用萄糖在动物的新陈代谢中起作用5.7 手性药物举例手性药物举例•# 药理作用相同，药效差别很大药理作用相同，药效差别很大• 人们最熟悉的例子是氯霉素，一种广谱抗人们最熟悉的例子是氯霉素，一种广谱抗生素，只有生素，只有D- (-)异构体有杀菌作用，而异构体有杀菌作用，而L-（（+））异构体则完全没有药效异构体则完全没有药效 D-(-) 氯霉素氯霉素 -芳基丙酸芳基丙酸是重要的消炎止痛药，虽然两种对映体是重要的消炎止痛药，虽然两种对映体都有药效，但都有药效，但S-异构体的药效比异构体的药效比R-异构异构体的药效强得多甚至强几十倍体的药效强得多甚至强几十倍# 两种对映体药效相反两种对映体药效相反•Z-etozoline 是是一种利尿剂，它在体内代一种利尿剂，它在体内代谢，生成的产物只有（谢，生成的产物只有（-））etozoline 有有利尿作用，而（利尿作用，而（+）异构体不但没有利尿）异构体不但没有利尿作用，还会抑制（作用，还会抑制（-）异构体的利尿作用。

异构体的利尿作用 Z-etozoline Ozoline 巴比妥酸盐通常用作镇静、催眠药，一般巴比妥酸盐通常用作镇静、催眠药，一般S-(-)异构体具有抑制神经活动的作用，而异构体具有抑制神经活动的作用，而R-(+)异构异构体却具有兴奋作用，例如体却具有兴奋作用，例如5-乙基乙基-5-（（1，，3-二甲基二甲基丁基）巴比妥酸盐，其丁基）巴比妥酸盐，其S-(-)异构体是抑制剂，而异构体是抑制剂，而R-(+)异构体却可以引起惊厥和痉挛异构体却可以引起惊厥和痉挛# 某一构型的代谢产物有毒或可引起严重副作用某一构型的代谢产物有毒或可引起严重副作用•Thalidomide 是一种镇静药，关于它的副作用问题曾经在欧是一种镇静药，关于它的副作用问题曾经在欧洲引起一场大风波许多孕妇服用此药后，胎儿发生畸变洲引起一场大风波许多孕妇服用此药后，胎儿发生畸变后来才发现，使胎儿致畸的罪魁祸首是其中后来才发现，使胎儿致畸的罪魁祸首是其中的的S-异构体，它异构体，它在机体内代谢成在机体内代谢成• l-N-phtaloylglutamine 和和l-N-phtaloylglutamic acid,这两种代谢产物既有胎毒性又有致畸性。

而这两种代谢产物既有胎毒性又有致畸性而R-(+)异构体的代异构体的代谢产物谢产物d-N-phtaloylglutamine 和和d-N-phtaloylglutamic acid即无胎毒作用，也无致畸性即无胎毒作用，也无致畸性Thalidomide N-phataloylglutamic acid N-phtaloylglutamine苯并吗啡烷的两个对映体都有镇静作用苯并吗啡烷的两个对映体都有镇静作用但（但（-）异构体服用后会成瘾，而（）异构体服用后会成瘾，而（+）异）异构体则不会成瘾构体则不会成瘾 （（-））- 苯并吗啡烷苯并吗啡烷# 两种对映体具有完全不同的药理作用两种对映体具有完全不同的药理作用•最最典型的例子是典型的例子是propranolol,其其S-异构体是一异构体是一种治疗心脏病的药，叫心得安，而种治疗心脏病的药，叫心得安，而R-异构体却异构体却是一种避孕药是一种避孕药也有这样的例子，使用外消旋体反而比使用活性也有这样的例子，使用外消旋体反而比使用活性异构体药效更大，毒副作用更小等优点例如异构体药效更大，毒副作用更小等优点。

例如isothipendyl 是一种抗组织胺药口服试验是一种抗组织胺药口服试验,外消外消旋体的药效是（旋体的药效是（+））- 异构体的异构体的1.4倍倍,是（是（-）异）异构体的构体的2.5倍 isothipendyl有机化学中的同分异构现象有机化学中的同分异构现象 构造异构构造异构 立体异构立体异构同分异构同分异构碳架异构碳架异构官能团异构官能团异构位置异构位置异构互变异构互变异构构型异构构型异构构象构象顺反异构顺反异构旋光异构旋光异构对映异对映异构构非对映非对映异构异构课堂练习课堂练习•确定下列化合物中手性碳原子的构型：确定下列化合物中手性碳原子的构型：。