對(duì)映異構(gòu)體的性質(zhì)課件

第五章對(duì)映異構(gòu)陳任宏制作第五章對(duì)映異構(gòu)一、手性和對(duì)映異構(gòu)

二、含1個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)

三、含2個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)

四、外消旋體的拆分目錄知識(shí)要求1.掌握

偏振光、旋光性物質(zhì)、旋光度、比旋光度、手性分子、手性碳原子、對(duì)映異構(gòu)體、外消旋體和內(nèi)消旋體等概念，D、L構(gòu)型和R、S構(gòu)型的標(biāo)示法。2.熟悉

對(duì)映體的結(jié)構(gòu)差異對(duì)藥物活性的影響。3.了解

費(fèi)歇爾投影式的書寫方法，手性碳原子與對(duì)映異構(gòu)體的關(guān)系。學(xué)習(xí)目標(biāo)技能要求1．能理解手性與藥物活性或藥理作用的關(guān)系。2．會(huì)

判斷簡(jiǎn)單對(duì)映異構(gòu)體的D、L構(gòu)型和R、S構(gòu)型。案例導(dǎo)入鳥巢山水畫頭像左右手案例討論1.你能舉一些關(guān)于對(duì)映現(xiàn)象的例子嗎？請(qǐng)描述對(duì)映現(xiàn)象，與人左右手有什么手性特征？2.什么叫對(duì)映異構(gòu)？手性與對(duì)映異構(gòu)有什么關(guān)系？生活中對(duì)映現(xiàn)象例子分子式和構(gòu)造式相同，而構(gòu)型不同且呈實(shí)物與影像互為對(duì)映(相似但不能重合)關(guān)系對(duì)映異構(gòu)同分異構(gòu)同分異構(gòu)的分類化學(xué)與專業(yè)D-(+)-丙氨酸(無作用L-(–)-丙氨酸(營養(yǎng)藥)S-(–)-氧氟沙星（抗菌藥）對(duì)映異構(gòu)與藥物作用一、手性和對(duì)映異構(gòu)1.平面偏振光

平面偏振光簡(jiǎn)稱偏振光，是指通過尼可爾棱鏡后只在一個(gè)平面上振動(dòng)的光。(a)自然光(b)尼可爾棱鏡(c)平面偏振光圖5-1平面偏振光的產(chǎn)生示意圖2.旋光性物質(zhì)和旋光儀（1）非旋光性物質(zhì)

圖5-2偏振光通過非旋光性物示意圖像蒸餾水或丙酸，對(duì)偏振光的振動(dòng)平面沒發(fā)生任何改變的物質(zhì)稱為非旋光性物質(zhì)。（2）旋光性物質(zhì)、旋光性或光學(xué)活性

圖5-3偏振光通過旋光性物質(zhì)示意圖像肌乳酸（從肌肉運(yùn)動(dòng)分離出來的）或葡萄糖，對(duì)偏振光的振動(dòng)平面發(fā)生改變的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)或光學(xué)活性物質(zhì)，這種性質(zhì)稱為旋光性或光學(xué)活性。（3）旋光度旋光度是指使偏振光的振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)過的角度，用α表示。

使偏振光的振動(dòng)平面向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為右旋體，用d或(+)表示；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為左旋體，用l或（–）表示。（4）旋光儀用于測(cè)定其旋光度的儀器稱為旋光儀。

圖5-4旋光儀的結(jié)構(gòu)示意圖由光源、2個(gè)尼可爾棱鏡、旋光管（或稱盛液管）和刻度盤等主要部件組成3.旋光度和比旋光度（1）旋光度隨測(cè)定時(shí)所用溶液的濃度（c)、盛液管的長度(l)、溫度(t)、光波(λ)以及溶劑的性質(zhì)等而改變。（2）旋光度是旋光性物質(zhì)特有的物理常數(shù)，不同的旋光性物質(zhì)，其比旋光度大小、方向不同。例如：

葡萄糖：[]D

20=+52.5°氯霉素：[]D

20=-25.5°肌乳酸：[]D

20=+3.8°乳糖發(fā)酵乳酸[]D

20=-3.8°（3）旋光度和比旋光度的換算公式：用于旋光性物質(zhì)的純度鑒定；或計(jì)算旋光性物質(zhì)溶液的未知濃度?！纠科咸烟侨芤旱男舛葴y(cè)定實(shí)驗(yàn)，由旋光儀測(cè)得旋光度為+10.5°，盛液管長度為2dm，該葡萄糖溶液的濃度為：

4．手性碳原子

α-碳連接—H（氫原子）、—OH（羥基）、—COOH（羧基）、和—CH3（甲基）。像乳酸分子中與4個(gè)不同原子或基團(tuán)相連接的碳原子，稱為做手性碳原子，用“*”標(biāo)記。課堂互動(dòng)下列化合物有手性碳原子嗎？如果有，請(qǐng)你用“*”標(biāo)出看一看你的左、右手關(guān)系？——手性（對(duì)映關(guān)系）課堂互動(dòng)5.手性和對(duì)映異構(gòu)

（1）手性分子的手性簡(jiǎn)稱手性，左、右手的關(guān)系，實(shí)物與影像不能重合的特性。手性分子是指不能和它的鏡像完全重疊的分子。手性分子必定有旋光性，具有旋光的分子必定是手性。手性分子（乳酸）（2）對(duì)映體

互呈物體和鏡象的對(duì)映關(guān)系，互稱對(duì)映異構(gòu)體，簡(jiǎn)稱為對(duì)映體。判斷分子是否具有手性的依據(jù)：對(duì)稱面(σ)：可以把分子分成實(shí)物和鏡像兩半的面。結(jié)論：具有對(duì)稱面的化合物是非手性分子，它沒有對(duì)映異構(gòu)體和旋光性。二、含1個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)1.對(duì)映異構(gòu)體的表示法--費(fèi)歇爾投影式

書寫原則：（1）“十”字架的搭建：將主碳鏈直立，使命名時(shí)編號(hào)最小的碳原子位于頂端。（2）橫前豎后：與手性碳原子相連的兩個(gè)基團(tuán)在橫鍵伸向前方，兩個(gè)基團(tuán)在豎鍵伸向后方。（3）橫線與豎線的交叉點(diǎn)代表手性碳原子。2.對(duì)映異構(gòu)體的構(gòu)型標(biāo)記法（1）

D、L構(gòu)型標(biāo)記法——相對(duì)構(gòu)型

人為規(guī)定：D構(gòu)型：—OH在投影式中手性碳原子右邊L-構(gòu)型：—OH在投影式中手性碳原子左邊D-（+）-甘油醛L-（—）-甘油醛D-（–）-乳酸L-（+）-乳酸L-(-)-丙氨酸D-(－)-赤蘚糖D-(－)-2-脫氧核糖D-(－)-葡萄糖（2）

R、S構(gòu)型標(biāo)記法——絕對(duì)構(gòu)型

【判斷方法】（1）根據(jù)次序原則，排序4個(gè)原子或基團(tuán)：a>b>c>d。（2）將最小的原子或基團(tuán)放在視線的遠(yuǎn)端，其余的原子或基團(tuán)在同一平面上，如果呈順時(shí)針排列的為R-型，逆時(shí)針排列的為S-型。（2）

R、S構(gòu)型標(biāo)記法——絕對(duì)構(gòu)型

R-乳酸S-乳酸直接用費(fèi)歇爾投影式確定R、S構(gòu)型，其簡(jiǎn)便方法為：(1)

根據(jù)次序原則，排序4個(gè)原子或基團(tuán)：a>b>c>d；(2)d在橫鍵的左、右，a→b→c逆是順，為R-構(gòu)型，順是逆，為S-構(gòu)型；(3)d在橫鍵的上、下，a→b→c順是順，為R-構(gòu)型，逆是逆，為S-構(gòu)型。R-乳酸S-甘油醛R-丙氨酸S-氟氯溴甲烷課堂互動(dòng)你會(huì)用R、S

標(biāo)記下列化合物的構(gòu)型嗎？3.對(duì)映異構(gòu)體的性質(zhì)乳酸的主要物理常數(shù)

(水)熔點(diǎn)，℃pKa(25℃)(+)-乳酸+3.8°533.79(–)-乳酸–3.8°533.79(±)

-乳酸0183.791.理化性質(zhì)一般都相同。2.對(duì)偏振光表現(xiàn)不同的旋光性能，旋光度相等，方向相反。3.對(duì)映異構(gòu)體的生理活性或藥理作用表現(xiàn)出很大的差別。三、含2個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)1.含2個(gè)不同手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)(Ⅰ)與(Ⅱ)、(Ⅲ)與(

Ⅳ)為對(duì)映體。(Ⅰ)與(Ⅲ)或(

Ⅳ)、(Ⅱ)與(

Ⅲ)或(

Ⅳ)為非對(duì)映體。結(jié)論：旋光異構(gòu)體的數(shù)目＝2n個(gè)（n為不相同的C*的數(shù)目）1.含2個(gè)相同手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)（Ⅰ）與（Ⅱ）為對(duì)映體。

（Ⅰ）與（Ⅲ）或（Ⅳ）為非對(duì)