圓二色光譜原理及在藥化中的應(yīng)用(1)-教案教學(xué)資料

手性光譜學(xué)原理(yuánlǐ)

及在藥化中的應(yīng)用北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物(yàowù)研究所圓二色譜實驗室2011年9月16日1第一頁，共97頁。什么(shénme)是手性光譜學(xué)（Chiroptic/chiropticalSpectroscopy）？2Chiroptic/chiroptical:Atermreferringtotheopticaltechniques(usingrefraction,absorptionoremissionofanisotropicradiation)forinvestigatingchiralsubstances[e.g.measurementsofopticalrotationatafixedwavelength,opticalrotatorydispersion(ORD),circulardichroism(CD),andcircularpolarizationofluminescence(CPL)].第二頁，共97頁。3手性化合物的絕對(juéduì)構(gòu)型確定（Absoluteconfigurationassignment）和構(gòu)象分析（Conformationanalysis）生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究材料科學(xué)。。。。。。手性光譜學(xué)能解決什么(shénme)問題？第三頁，共97頁。4手性是自然界的普遍現(xiàn)象。天然產(chǎn)物、合成藥物(yàowù)、生物大分子（蛋白質(zhì)、核酸、糖）大多具有手性。為什么要進行(jìnxíng)手性光譜學(xué)研究？紫杉醇五味子丙素第四頁，共97頁。5立體化學(xué)手性藥物紫外光譜(guāngpǔ)分子性質(zhì)偏振光一、基礎(chǔ)知識第五頁，共97頁。6基礎(chǔ)知識光學(xué)活性（又稱為手性，chirality）是指化學(xué)分子的實物與其鏡像不能重疊(chóngdié)的現(xiàn)象。COOHNH2CH3HChiralL-alanineCOOHCH3NH2HD-alanine第六頁，共97頁。77基礎(chǔ)知識分子的手性是由于分子中含有手性中心（Chiralcenter）、手性軸（Chiralaxis）或手性面（Chiralplane）所致，非平面環(huán)狀化合物則具有(jùyǒu)螺旋手性（Spiralchirality）。手性四面體手性碳手性硫手性叔胺第七頁，共97頁。8環(huán)芳香類手性平面螺旋手性取代丙二烯類手性軸取代聯(lián)苯手性軸基礎(chǔ)知識第八頁，共97頁。9基礎(chǔ)知識在空間上不能重疊，互為鏡像關(guān)系的立體異構(gòu)體稱為對映異構(gòu)體。非對映異構(gòu)體包括幾何異構(gòu)體和具有光學(xué)(guāngxué)活性但沒有鏡像關(guān)系的立體異構(gòu)體。立體異構(gòu)體（Stereoisomer）是指由分子中原子在空間上排列方式不同所產(chǎn)生(chǎnshēng)的異構(gòu)體，可分為對映異構(gòu)體（Enantiomer）和非對映異構(gòu)體（Diastereomer,diastereoisomer）兩大類。（）-赤蘚糖（+）-赤蘚糖（）-蘇糖（+）-蘇糖第九頁，共97頁。10基礎(chǔ)知識構(gòu)象（Conformation）：由于分子中的某個原子（基團）繞C-C單鍵自由旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)而形成的不同的暫時的易變的空間結(jié)構(gòu)形式，不同的構(gòu)象之間可以相互轉(zhuǎn)變。在各種構(gòu)象中，勢能最低、最穩(wěn)定的構(gòu)象是優(yōu)勢構(gòu)象。單鍵旋轉(zhuǎn)引起環(huán)的扭曲方向不同引起第十頁，共97頁。11基礎(chǔ)知識構(gòu)型（Configuration）：因分子中存在不對稱元素(yuánsù)而產(chǎn)生的異構(gòu)體中的原子或取代基團的空間排列關(guān)系。能真實描述手性分子中各取代基的空間排列情況被稱為絕對構(gòu)型（AbsoluteConfiguration）。尚未能確定各取代基空間排列真實情況的構(gòu)型被稱為相對構(gòu)型（RelativeConfiguration）。相對構(gòu)型還包括同分子中各不對稱碳原子間的相互關(guān)系，如同側(cè)或異側(cè)。相對構(gòu)型的表示方法絕對構(gòu)型的表示方法第十一頁，共97頁。絕對(juéduì)構(gòu)型的表示方法左旋體（Levorotatory）和右旋體（Dextrotatory）12基礎(chǔ)知識能使偏振光的偏振面按順時針方向旋轉(zhuǎn)的對映體稱為右旋體，用d-或(+)-表示；反之，稱為左旋體，用l-或(-)-表示。外消旋體（Racemate）由等量的左旋體和右旋體構(gòu)成，沒有旋光性，用dl-或()-表示。這種表示方法，直觀地反映了對映體之間光學(xué)活性的差別，但不能提供手性分子(fēnzǐ)三維空間排列或絕對構(gòu)型的信息。第十二頁，共97頁。以標(biāo)準(zhǔn)參照物的化學(xué)相關(guān)性確定藥物的立體化學(xué)(lìtǐhuàxué)構(gòu)型。標(biāo)準(zhǔn)參照物有糖類如D-甘油醛，氨基酸如L-絲氨酸。13基礎(chǔ)知識D和L系統(tǒng)(xìtǒng)由于D/L構(gòu)型表示法與表示旋光方向的d和l系統(tǒng)容易混淆，且意義不甚明確，目前(mùqián)多限于糖和氨基酸的立體化學(xué)命名。第十三頁，共97頁。將手性中心(zhōngxīn)的取代基按原子序數(shù)依次排列，A>B>C>D，把D作為手性碳原子的頂端，A、B、C為四面體底部的3個角，從底部向頂端方向看，若保持從大到小基團按順時針方向排列者，稱為R型；若為逆時針方向排列者，稱為S型。14基礎(chǔ)知識R和S系統(tǒng)(xìtǒng)第十四頁，共97頁。15對映體在對稱的環(huán)境中，物理化學(xué)(wùlǐhuàxué)性質(zhì)完全相同。但在非對稱的環(huán)境中，例如在偏振光中，對映體對偏振光面旋轉(zhuǎn)方向相反；在生物系統(tǒng)中與酶或受體相互作用時，由于蛋白質(zhì)分子的非對稱性，與對映體的識別方向和結(jié)合位點不同，導(dǎo)致生物活性的差異。非對映體之間，彼此屬于不同結(jié)構(gòu)的化合物，所以物理化學(xué)(wùlǐhuàxué)和生物學(xué)性質(zhì)均不相同?；A(chǔ)知識第十五頁，共97頁。16臨床(línchuánɡ)藥物1850種天然和半合成(héchéng)藥物523種化學(xué)合成藥物(yàowù)1327種非手性6種手性517種非手性799種手性528種以單個對映體給藥509種以外消旋體給藥8種以單個對映體給藥61種以外消旋體給藥467種基礎(chǔ)知識第十六頁，共97頁。17基礎(chǔ)知識在分子水平上，生物系統(tǒng)是由生物大分子組成的手性環(huán)境。光學(xué)異構(gòu)體進入生物體內(nèi)，將被手性環(huán)境識別為不同的分子，從而表現(xiàn)出不同的藥效學(xué)、藥物動力學(xué)、毒理學(xué)行為。各國藥政部門規(guī)定在申報手性新藥時，需同時呈報各光學(xué)異構(gòu)體的藥理學(xué)、毒理學(xué)、藥物動力學(xué)資料。如果對映體之間的藥效與毒性無明顯區(qū)別，才可考慮應(yīng)用外消旋體，否則必須應(yīng)用單一的手性化合物。我國藥品管理法已明確規(guī)定，對手性藥物必須研究光學(xué)純異構(gòu)體的藥代、藥效和毒理學(xué)性質(zhì)，擇優(yōu)進行臨床(línchuánɡ)研究和批準(zhǔn)上市。停留在外消旋體藥物的研究與開發(fā)水平，已不符合國際與國內(nèi)藥品法規(guī)的要求。第十七頁，共97頁。18基礎(chǔ)知識對映體有相同(xiānɡtónɡ)的藥理活性R和S型異構(gòu)體的抗心率失常和對心肌鈉通道作用相同，吸收、分布、代謝、排泄性質(zhì)亦無顯著區(qū)別，兩者及外消旋體的綜合評價結(jié)果相當(dāng)(xiāngdāng)，所以臨床使用消旋的氟卡尼。第十八頁，共97頁。19對映體活性類型相同但強度(qiángdù)不同基礎(chǔ)知識S-(-)-氧氟沙星抑制(yìzhì)細(xì)菌拓?fù)洚悩?gòu)酶II的活性是R-(+)-型的9.3倍，是外消旋體的1.3倍。對各種細(xì)菌的抑菌活性S型強于R型8～128倍。左氧氟沙星已取代消旋氧氟沙星。S-(+)-萘普生的抗炎和解熱(jiěrè)鎮(zhèn)痛活性約為R-(-)-型的10～20倍，因此，臨床用其S-(+)-對映體。第十九頁，共97頁。20基礎(chǔ)知識只有一個(yīɡè)對映體有藥理活性(+)-聯(lián)苯雙酯(-)-聯(lián)苯雙酯由于聯(lián)苯基存在阻轉(zhuǎn)作用(zuòyòng)，形成兩個阻轉(zhuǎn)異構(gòu)體，室溫下可穩(wěn)定存在。右旋體為活性體。第二十頁，共97頁。21基礎(chǔ)知識對映體有不同(bùtónɡ)或相反的藥理活性左旋(zuǒxuán)咪唑（Levamisole）有驅(qū)蟲和免疫刺激作用，而右旋咪唑（Dextramisole）有抗抑郁作用。奎寧-奎尼?。≦uinine-Quinidine）兩個異構(gòu)體都有抗瘧、解熱、氧化毒性和骨骼肌及心肌抑制作用?？鼘幹饕?zhǔyào)用于解熱和抗瘧，奎尼丁對心肌作用更強，用于心房纖顫和其他心律不齊。第二十一頁，共97頁。22基礎(chǔ)知識在20世紀(jì)60年代(niándài)出現(xiàn)的沙立度胺事件是藥學(xué)史上的沉痛教訓(xùn)。S-(-)-沙立度胺的二酰亞胺進行酶促水解，生成鄰苯二甲酰亞胺基戊二酸，后者可滲入胎盤，干擾胎兒的谷氨酸類物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿~酸的生化反應(yīng)，從而(cóngér)干擾胎兒發(fā)育，造成畸胎。第二十二頁，共97頁。23基礎(chǔ)知識偶極矩（Dipolemoment）是正、負(fù)電荷中心間的距離r和電荷中心所帶電量q的乘積，μ=r×q。它是一個矢量，方向規(guī)定為從負(fù)電荷中心指向正電荷中心。偶極矩的單位是D（德拜）。偶極矩可以指鍵偶極矩，也可以是分子偶極矩。分子偶極矩可由鍵偶極矩經(jīng)矢量加法后得到(dédào)。實驗測得的偶極矩可以用來判斷分子的空間構(gòu)型。偶極矩第二十三頁，共97頁。24生色(shēngsè)團和助色團基礎(chǔ)知識生色團（Chromophoricgroup）是指分子中含有的，能對光輻射產(chǎn)生吸收、具有躍遷的不飽和基團。通常(tōngcháng)表現(xiàn)為n→π*和π→π*躍遷，因而吸收范圍多在200～800nm之間。助色團（Auxochromegroup）是含孤對電子的基團，如氨基、羥基和鹵素等。這些基團與生色團上的不飽和鍵作用，使顏色加深。第二十四頁，共97頁。25基礎(chǔ)知識光是一種(yīzhǒnɡ)電磁波—橫波機械波穿過(chuānɡuò)狹縫第二十五頁，共97頁。26平面(píngmiàn)偏振光（又稱線偏振光）基礎(chǔ)知識17世紀(jì)，Huggens，發(fā)現(xiàn)偏振光；1812年，Biot，發(fā)現(xiàn)石英能使偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)；1934年，Lowry，旋光測定；1953年，制備(zhìbèi)了第一臺偏振光檢測儀；19世紀(jì)60年代以后，圓二色譜儀出現(xiàn)。自然光----光振動沿各個方向(fāngxiàng)均勻分布偏振光----光振動沿著特定的方向(fāngxiàng)第二十六頁，共97頁。27基礎(chǔ)知識當(dāng)只有一塊偏振片時，以光的傳播(chuánbō)方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光的強度不變。當(dāng)兩塊偏振片的透振方向平行時，透射(tòushè)光的強度最大，但比通過一塊偏振片時弱。當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時，透射光的強度(qiángdù)最弱，幾乎為零。第二十七頁，共97頁。28基礎(chǔ)知識偏振光的應(yīng)用(yìngyòng)：立體電影兩個(liǎnɡɡè)攝像機+偏振片兩個(liǎnɡɡè)放像機+偏振片眼睛+偏振片第二十八頁，共97頁。29基礎(chǔ)知識左旋(zuǒxuán)圓偏振光和右旋圓偏振光振幅相同、周期(zhōuqī)相同，但運動方向相反第二十九頁，共97頁。二、旋光光譜(guāngpǔ)與圓二色譜測定原理30比旋光度旋光光譜(guāngpǔ)圓二色譜Cotton效應(yīng)第三十頁，共97頁。平面偏振光在手性環(huán)境(huánjìng)中的傳播特性使平面偏振(piānzhèn)光的偏振(piānzhèn)平面發(fā)生偏轉(zhuǎn)反映了手性化合物的圓雙折射性(1)左旋(zuǒxuán)、右旋圓偏振光的折射率不同nL≠nR31ORD&CD原理第三十一頁，共97頁。式中，λ是波長，nL和nR分別為左旋圓偏振光和右旋圓偏振光在介質(zhì)(jièzhì)中的折射率，Φ的單位是rad/cm，α的單位是/dm。32偏振平面所轉(zhuǎn)過的角度(jiǎodù)可用下式計算：ORD&CD原理(yuánlǐ)Φ=(π/λ)(nL–nR)α=1800Φ/π=(1800/λ)(nL–nR)將Φ的單位由rad轉(zhuǎn)變?yōu)椋磳嶒灉y定的旋轉(zhuǎn)角度為：第三十二頁，共97頁。33(2)左旋(zuǒxuán)、右旋圓偏振光的吸收系數(shù)不同εL≠εR形成(xíngchéng)橢圓偏振光反映了手性化合物的圓二色性O(shè)RD&CD原理(yuánlǐ)第三十三頁，共97頁。形成具有一定(yīdìng)偏轉(zhuǎn)角度的橢圓偏振光34ORD&CD原理(yuánlǐ)(3)左旋(zuǒxuán)、右旋圓偏振光的折射率和吸收系數(shù)均不同nL≠nR，εL≠εR第三十四頁，共97頁。35圓二色性是摩爾(móěr)吸收系數(shù)的差值，在手性介質(zhì)中，ORD&CD原理(yuánlǐ)Δε=εL–εR≠0橢圓(tuǒyuán)度（）定義為：tanθ=tanh[(π/λ)(κL–κR)lcm)式中κ是吸收指數(shù)，l是光程長度，單位是/cm。吸收指數(shù)κ與消光系數(shù)k的關(guān)系為：由于(κL–κR)lcm<<1，可近似為：

θ=(π/λ)(κL–κR)k=(4π/λ)κ第三十五頁，共97頁。吸收系數(shù)之差(εL–εR)通常(tōngcháng)只是ε的10-2到10-4。36將橢圓(tuǒyuán)度的單位由rad轉(zhuǎn)變?yōu)?，換算公式如下：θ=(1800/λ)(κL–κR)=(1800/4π)(kL–kR)摩爾橢圓(tuǒyuán)度[]的計算公式如下：[θ]=(θ/cl)(M/100)由于消光系數(shù)k=2.303εc，摩爾橢圓度[]的計算公式如下：[θ]=2.303(4500/π)(εL–εR)=3300(Δε)ORD&CD原理第三十六頁，共97頁。37比旋光度測定(cèdìng)儀器記錄(jìlù)的是旋光率α，計算公式為：[α]D=α/(l×c)[α]D比旋光度，D:589nml:池長，dmc:溶液濃度，g/mL常用(chánɡyònɡ)光源：鈉燈（589nm）汞燈（365nm、436nm、546nm、578nm）比旋光度（Specificopticalrotatory）第三十七頁，共97頁。[α]D17=+213±0.3（c=5.77,氯仿(lǜfǎnɡ)）38注意：一個手性化合物的比旋光度隨測定溫度、濃度、溶劑而變化，因此測定時應(yīng)當(dāng)注意選擇與文獻報告相同或相近的溫度、相同的溶劑，以及配置相近濃度的溶液，否則難以(nányǐ)比較。比旋光度的符號與該分子的絕對構(gòu)型沒有直接關(guān)系。比旋光度報告(bàogào)形式：比旋光度測定第三十八頁，共97頁。旋光測定(cèdìng)的應(yīng)用確定樣品的光學(xué)純度，用于工業(yè)生產(chǎn)過程對產(chǎn)品質(zhì)量的檢測。確定手性分子(fēnzǐ)的絕對構(gòu)型（某些類化合物已總結(jié)出一些經(jīng)驗性的結(jié)構(gòu)與旋光性的關(guān)系規(guī)則）。測定不對稱合成中的某種產(chǎn)物的光學(xué)純度百分率或?qū)τ丑w過量百分率。39光學(xué)(guāngxué)純度百分率(%O.P.)=[α]觀察/[α]最大X100%對映體過量百分率(%e.e.)=([R]-[S])/([R]+[S])X100%=%R-%S比旋光度測定第三十九頁，共97頁。旋光光譜(guāngpǔ)（Opticalrotatorydispersion，ORD）40ORD圖譜(túpǔ)測定以比旋光度(guāngdù)[α]或摩爾旋光度(guāngdù)[φ]為縱坐標(biāo)，以波長為橫坐標(biāo)，獲得的譜線即為旋光光譜。摩爾旋光度[φ]λ與比旋光度[α]λ的換算關(guān)系：[φ]λ=[α]λ·M／100式中，M為待測物質(zhì)分子量。第四十頁，共97頁。41ORD圖譜(túpǔ)測定旋光光譜是非吸收光譜，不具有紫外吸收的手性化合物也可測定ORD光譜。化合物無發(fā)色團時，對旋光度為負(fù)值的化合物，ORD譜線從紫外到可見光區(qū)呈單調(diào)上升；而旋光值為正的化合物是單調(diào)下降，這類ORD譜線稱為(chēnɡwéi)正常的或平坦的旋光譜線。第四十一頁，共97頁。42ORD圖譜(túpǔ)測定分子中有一個簡單的發(fā)色團的ORD譜線，在紫外光譜(guāngpǔ)λmax處越過零點，進入另一個相區(qū)，形成的一個峰和一個谷組成的ORD譜線。Cotton效應(yīng)（CE）：在接近所測化合物的紫外最大吸收波長處出現(xiàn)的異常(yìcháng)S曲線。（法國AimeCotton）第四十二頁，共97頁。43ORD圖譜(túpǔ)測定第四十三頁，共97頁。44ABCORD圖譜(túpǔ)測定實際的ORD曲線是分子中各個發(fā)色團CE的加合結(jié)果。因此，ORD譜線常呈復(fù)雜(fùzá)情況。第四十四頁，共97頁。45CD圖譜(túpǔ)測定圓二色譜(sèpǔ)（Circulardichroism，CD）以摩爾橢圓(tuǒyuán)度[]或吸光度差Δε為縱坐標(biāo)，以波長為橫坐標(biāo)，獲得的譜線為圓二色譜。摩爾橢圓度[]與吸光度差Δε的換算關(guān)系為：[]3300第四十五頁，共97頁。46ECD檢測(jiǎncè)波長：175~900nmΔε=εL-εR=ΔA/C×l=(dL-dR)/C×ld為光密度；C為物質(zhì)(wùzhì)的量濃度mol/L；l為池長。CD儀器(yíqì)記錄橢圓偏振光的橢圓度（millidegrees，mdeg），文獻報道通常使用摩爾橢圓度[]：[]=(λ)M/100×l×cc單位：g/mL，l單位：dmCD圖譜測定第四十六頁，共97頁。47CD圖譜(túpǔ)測定Prism Slit第四十七頁，共97頁。48光源(guāngyuán)：氙燈起偏器：Nicole棱鏡（天然方解石）、Rochon棱鏡（結(jié)晶狀石英）調(diào)制解調(diào)器（CDM）：在其上施加幾萬赫茲的高頻交變電壓，作用是將單色的平面偏振光以這種頻率交替地變化為左旋、右旋圓偏振光。光電倍增管（PM）樣品池氮氣保護裝置CD圖譜(túpǔ)測定第四十八頁，共97頁。Cotton效應(yīng)：平滑曲線在所測化合物的最大吸收波長(bōcháng)處出現(xiàn)的異常峰狀或谷狀曲線。49CD圖譜(túpǔ)測定CD光譜是吸收光譜(xīshōuɡuānɡpǔ)，只有具有紫外吸收的手性化合物可以測定CD光譜。第四十九頁，共97頁。紫外光譜、旋光光譜及圓二色譜(sèpǔ)的關(guān)系50Cotton效應(yīng)(xiàoyìng)在化合物紫外最大吸收處，是ORD產(chǎn)生Cotton效應(yīng)譜線跨越(kuàyuè)基線的位置；是CD產(chǎn)生Cotton效應(yīng)譜線的位置。第五十頁，共97頁。51Cotton效應(yīng)(xiàoyìng)在紫外可見區(qū)域，用不同波長的左旋、右旋圓偏振光測量CD和ORD的主要目的是研究有機化合物的絕對構(gòu)型或構(gòu)象。在這方面，ORD和CD所提供的信息是等價的，實際上它們之間有固定的關(guān)系。CD譜比較簡單明確，容易解析。ORD譜比較復(fù)雜，但它能提供更多的立體結(jié)構(gòu)信息。對于有多個紫外吸收峰的化合物，就會有多個連續(xù)(liánxù)變化的CD譜線和相應(yīng)的ORD譜線。第五十一頁，共97頁。52CE是研究手性化合物絕對構(gòu)型及優(yōu)勢(yōushì)構(gòu)象的依據(jù)，有機手性化合物具有以下三種結(jié)構(gòu)特點即可產(chǎn)生具有CE的CD圖譜。Cotton效應(yīng)(xiàoyìng)含有結(jié)構(gòu)不對稱的生色團，如共軛的二烯類、α,β-不飽和酮類、六螺旋烴等，可研究骨架(gǔjià)的立體化學(xué)。第五十二頁，共97頁。53Cotton效應(yīng)(xiàoyìng)含有處于不對稱環(huán)境(huánjìng)中的結(jié)構(gòu)對稱的生色團，如酮基類、β,γ-不飽和酮類、雙鍵類、苯甲酸酯類、芳香化合物等，可研究手性中心的立體化學(xué)。第五十三頁，共97頁。54Cotton效應(yīng)(xiàoyìng)含有兩個或多個具有π→π*躍遷(yuèqiān)的生色團，當(dāng)其電子躍遷(yuèqiān)偶極矩不平行時具有相互作用，產(chǎn)生激發(fā)態(tài)手征性圖譜，可研究骨架及手性中心的立體化學(xué)。第五十四頁，共97頁。55CD解譜方法(fāngfǎ)三、圓二色譜(sèpǔ)解譜方法經(jīng)驗規(guī)則：八區(qū)律、扇形規(guī)則、螺旋規(guī)則半經(jīng)驗方法(fāngfǎ)：激發(fā)態(tài)手征性量化計算：ORD、ECD、VCD計算第五十五頁，共97頁。56化合物類型解譜方法飽和環(huán)己酮、飽和環(huán)戊酮類八區(qū)律α,β-不飽和環(huán)酮類八區(qū)律，螺旋規(guī)則β,γ-不飽和環(huán)酮類八區(qū)律烯丙醇及其酯類螺旋規(guī)則苯乙烯及共軛同系物螺旋規(guī)則內(nèi)酯類八區(qū)律，扇形規(guī)則CD解譜方法(fāngfǎ)第五十六頁，共97頁?；?jīběn)原則之一：對映性規(guī)則（Antipodality）57對結(jié)構(gòu)類似的一系列化合物，如果已知一個化合物的絕對構(gòu)型，其類似物的絕對構(gòu)型可通過比較CD確定(quèdìng)。具有相同CE，表明它們的絕對構(gòu)型相同；具有相反CE，表明它們的絕對構(gòu)型相反。CD解譜方法(fāngfǎ)第五十七頁，共97頁。58基本(jīběn)原則之二：附近性規(guī)則（Vicinity）CD解譜方法(fāngfǎ)對于生色(shēngsè)團羰基，影響其CE符號的不對稱因素的權(quán)重可依1234考慮。距生色(shēngsè)團較遠的不對稱碳原子基本不影響。因此，對生色(shēngsè)團CE有影響的不對稱碳原子的絕對構(gòu)型可利用該生色(shēngsè)團的CE特征來確定。紅點為不對稱碳原子第五十八頁，共97頁。59CD解譜方法(fāngfǎ)1、八區(qū)律規(guī)則(guīzé)八區(qū)律是通過飽和環(huán)酮中羰基生色團的CE，解析與其(yǔqí)附近手性中心的絕對構(gòu)型的經(jīng)驗規(guī)則。它建立在nπ*電子躍遷（~290nm）理論研究的基礎(chǔ)之上。第五十九頁，共97頁。在平面(píngmiàn)上的原子對CE貢獻為0，在前四區(qū)和后四區(qū)的原子對CE的貢獻具有加合性。60CD解譜方法(fāngfǎ)第六十頁，共97頁。61CD解譜方法(fāngfǎ)第六十一頁，共97頁。62CD解譜方法(fāngfǎ)(+)-3-methylcyclohexanone[α]24D=+13.5,UV:0.0245mol/LinMeOH,λmax282nm,ε18.第六十二頁，共97頁。63(+)-3-Methylcyclohexanone的CD圖譜(túpǔ)(+)-3-Methylcyclohexanone的ORD圖譜(túpǔ)CD解譜方法(fāngfǎ)第六十三頁，共97頁。(+)-3-methylcyclohexanoneisR.64CD解譜方法(fāngfǎ)第六十四頁，共97頁。注意如何將結(jié)構(gòu)式放入八區(qū)空間(kōngjiān)，并如何觀察各區(qū)的貢獻。膽甾酮-265CD解譜方法(fāngfǎ)第六十五頁，共97頁。66膽甾酮-3CD解譜方法(fāngfǎ)第六十六頁，共97頁。飽和(bǎohé)環(huán)戊酮的八區(qū)律及投影67CD解譜方法(fāngfǎ)第六十七頁，共97頁。羰基兩側(cè)的平伏–鹵素（或乙酰氧）取代(qǔdài)基對CE影響較小，但可以使振幅A增加；直立α–鹵素取代(qǔdài)基則可以使CE紅移，并使CE符號改變。68CD解譜方法(fāngfǎ)直立(zhílì)鹵代酮規(guī)則第六十八頁，共97頁。69CD解譜方法(fāngfǎ)X-單晶衍射表明化合物（13）Br-為平展(píngzhǎn)鍵，如構(gòu)象A；但CD表明為（-）-CE，即溶液中為構(gòu)象B。第六十九頁，共97頁。α,β-不飽和環(huán)己酮有兩個(liǎnɡɡè)Cotton效應(yīng)帶：70CD解譜方法(fāngfǎ)320-350nm(n→π*)Cotton效應(yīng)可應(yīng)用八區(qū)律解析圖譜220-260nm(π→π*)Cotton效應(yīng)可應(yīng)用螺旋(luóxuán)規(guī)則解析圖譜α,β-不飽和環(huán)己酮的八區(qū)律第七十頁，共97頁。71-當(dāng)共軛雙鍵與羰基在一個平面(píngmiàn)上，而其它環(huán)碳在平面(píngmiàn)外時，則環(huán)碳的位置決定CE的正負(fù)。當(dāng)雙鍵與羰基不在一個平面上，雙鍵的位置決定CE的正負(fù)(zhènɡfù)。適用于六元和七元環(huán)的α,β-不飽和環(huán)酮。注意(zhùyì)：后四區(qū)符號與飽和環(huán)己酮的相反。CD解譜方法第七十一頁，共97頁。+++--+--+72CD解譜方法(fāngfǎ)注意：后四區(qū)符號與飽和(bǎohé)環(huán)己酮的相同，但與,-不飽和(bǎohé)環(huán)己酮的相反。α,β-不飽和環(huán)戊酮的八區(qū)律第七十二頁，共97頁?？蓱?yīng)用于不飽和酮、二烯、螺（扭曲）烯、二硫化物等π→π*躍遷生色(shēngsè)團的CE判斷。220-260nm(+)-CE220-260nm

(-)-CECisoidtransoidCisoid

transoid73CD解譜方法(fāngfǎ)2、螺旋(luóxuán)規(guī)則第七十三頁，共97頁。74化合物1-methyl-19norprogesterones(VII)及其C-1異構(gòu)體（VIII）CD解譜方法(fāngfǎ)VIIVIII第七十四頁，共97頁。對于α,β-不飽和環(huán)己酮，可觀察320-350nm處CE的正負(fù)，判斷(pànduàn)環(huán)上突出平面的碳原子在環(huán)上方還是環(huán)下方。75CD解譜方法(fāngfǎ)第七十五頁，共97頁?；衔颲II及其C-1異構(gòu)體（VIII）的C=C-C=O生色團具有相反的手性（240-260nm)，應(yīng)用螺旋(luóxuán)規(guī)則可以確定它們的絕對構(gòu)型。76CD解譜方法(fāngfǎ)第七十六頁，共97頁。內(nèi)酯基團在210-220nm范圍內(nèi)有一弱的吸收帶，為n→π*電子躍遷，其CE可用八區(qū)-扇形規(guī)則以及(yǐjí)另一經(jīng)驗規(guī)則預(yù)測。八區(qū)分布：77CD解譜方法(fāngfǎ)3、內(nèi)酯的八區(qū)-扇形(shànxínɡ)規(guī)則第七十七頁，共97頁。78扇形(shànxínɡ)分布：注意：從分子結(jié)構(gòu)上面投影(tóuyǐng)觀察CD解譜方法(fāngfǎ)第七十八頁，共97頁。注意：沿著O-C-O角的平分線觀察(guānchá)，按照八區(qū)律方式投影。79CD解譜方法(fāngfǎ)第七十九頁，共97頁。80注意：從上面觀察分子，投影(tóuyǐng)到內(nèi)酯的平面上。CD解譜方法(fāngfǎ)第八十頁，共97頁。γ或δ內(nèi)酯中C-CO-O-C傾向于共平面成為一個穩(wěn)定(wěndìng)的構(gòu)象，β碳原子或處于該平面上或下，可用于CE的預(yù)測。β碳原子在該內(nèi)酯平面上呈現(xiàn)（+）-CE，在該內(nèi)酯平面下呈現(xiàn)（-）-CE。內(nèi)酯的另一經(jīng)驗(jīngyàn)規(guī)則的應(yīng)用經(jīng)驗證明：決定n→π*電子躍遷產(chǎn)生的CE正負(fù)的主要是內(nèi)酯環(huán)的手性，而不是α或β位的取代(qǔdài)基的位置。81CD解譜方法第八十一頁，共97頁。82橋環(huán)內(nèi)酯基團處于(chǔyú)平面狀態(tài)時，有兩種構(gòu)型。一般主要以ε-內(nèi)酯為觀察對象，β碳原子在該內(nèi)酯平面上呈現(xiàn)（+）-CE，在該內(nèi)酯平面下呈現(xiàn)（-）-CE。CD解譜方法(fāngfǎ)第八十二頁，共97頁。83CD解譜方法(fā