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1、第三章 对映异构 本章重点： 掌握手性分子、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体概念 ； 掌握Fischer投影式、D、L和R、S构型命名法； 了解手性分子的生物应用。 英文词汇： enantiomerism, chirality, optical activity, enantiomer, diastereomer, meso structure, Fischer diagram. 第一节 对映体 enantiomer 一、手性 chirality如人的左右手互为镜像和实物的关系，彼 此又不能重合的性质。许多有机物分子都具有手性。 二、手性分子和对映体 乳酸分子中各原子或基团在空间可有两种排
2、列方式： 手性分子 对映异构体 一般凡是连有4个不同的原子或基团的碳原子手性 碳原子，用“*C”表示。 有一个*C的化合物必定是手性分子，有一对对映体（ 如乳酸分子） 。对映体有相同的物理、化学性质，但两者 还有一个重要的不同性质，即对偏振光的偏振面作用不同。 三、对称面和非手性分子 对称面分子中存在一平面可把分子切成实物和镜像两部分 。 如：2-氯丙烷 C、H、Cl成的平面 对称面 非手性分子 四、判断对映体的方法 观察分子的实物与其镜像能否重合。 寻找分子中是否存在对称面。 寻找分子中是否存在手性碳原子（手性中心）。 一般不存在对称面，有手性碳的分子具有对映体， 为手性分子。 练习：P48
3、问题3-1 答案：a、b为手性分子；c、d存在对称面，非手性分子。 第二节 旋光性 一、平面偏振光 普通光线通过一个Nicol棱镜后，光波只在一个平 面上振动，简称偏振光。 Nicol棱镜 偏振光 二、旋光性 物质能使偏振面旋转的性能optical activity。 手性分子都具有旋光性，也称旋光性物质。 三、旋光度与比旋光度 （一）旋光度 偏振面被旋光性物质所旋转的角度旋光度，用“”表示 。 顺时针右旋，用“d”或“+”表示。 逆时针左旋，用“l”或“”表示 方向 一般一对对映体旋光性相反，即大小相等，符号相反 。 （二）比旋光度 用 表示，是旋光性物质的物理常数，对于鉴 定和判断其纯度很
4、重要。 t D 第三节 外消旋体 由于一对对映体相等，但旋光方向相反。因此如 等量混合后无旋光性。 外消旋体一对对映体的等量混合物，用“”或“dl”表示 。 来源： 肌肉 葡萄糖 酸牛奶 (+)-乳酸 ()-乳酸 ()-乳酸 20 D +3.8 3.8 0 第四节 费歇尔投影式 Fischer diagram 常用Fischer投影式来表示一对对映体的立体结构。 H “十”字交叉点代表*C； H 碳链放在竖线，1号C在上端； H 竖线上基团向纸里伸，横线上基团向纸外伸。 书写规则： *注：Fischer式平面内 旋转180，构型不变。 练习：用Fisher式表示2 -溴丁烷一对对映体。 第五节
5、 构型命名 一、D、L命名法相对构型 规定：*C2-OH，右侧 *C2-OH，左侧 D-甘油醛 L-甘油醛 D-(-)-乳酸 L-(+)-乳酸 *注：化合物构型与旋光方向无对应关系。 二、R、S命名法绝对构型 次序法则：原子序数大小为序，大者优先。 比较与*C相连原子的原子序数大小； I Br Cl S F O N C H 如所连第一原子相同，依次比较第二、三原子，直至 找出原子序数大的原子，即为优先基团； 具有双键、叁键时，可看作连两个、三个相同原子。 构型命名：如a b d e ，最小基团e对着观察者（最远） ， 沿abd旋转 顺时针方向R构型； 逆时针方向S构型 如：甘油醛一对对映体 顺
6、 逆 OH CHO CH2OH R-甘油醛S-甘油醛 简便判断规则：*按Fischer投影式，最小基团（H）在横键 。逆时针R构型； 顺时针S构型。 沿基团大中小旋转 （平面上） 如： R-甘油醛S-甘油醛 如最小基团（H）在竖键上 ， 沿基团大中小旋转 （平面上） 顺时针R构型 ； 逆时针S构型 。 练习：用R、S构型法命名下列化合物构型。 R-氯溴碘甲烷S-2-丁醇R-丙氨酸S-苹果酸 又如 ： R-乳酸S-乳酸 第六节 非对映体和内消旋体 一、非对映体 diastereomer 含两个不同*C的化合物，有4个立体异构体（2对对映体）。 如：2,3,4-三羟基丁醛 （2R,3R-） （2S
7、,3S-） （2S,3R-） （2R,3S-） enantiomer enantiomer diastereomer不成镜像关系的立体异构体 。 若分子中含n个不同*C，立体异构体数目= 2n。 二、内消旋化合物 meso structure 含相同*C时，对映体数目减少。 如：酒石酸 （2R,3R-） （2S,3S-） 对称面 meso structure （分子内两个*C构型抵消 ） 含两个相同*C，只有三个立体异构体 。 外消旋体：等量左旋、右旋混合物，可拆分为两个化合物。 内消旋体：一个化合物，具有对称面，不能拆分。 第七节 手性分子的生物作用 手性分子的一对对映体，在生理活性上作用有
8、很大 差异。如治疗帕金森病的药物多巴，存在一对对映体。 只有（）-多巴有治疗作用。 由于受体多为手性化合物。手性药物中某一立体结 构只有与特定受体的立体结构有互补关系，其活性部位 才能进入受体靶位，产生应有的生理作用。 小结： 1. 手性分子、对映体、非对映体、内消旋体及外消旋体的概念。 2. Fischer投影式表示对映体构型和两种命名法（D、L和R、S） 。 练习：写出下列化合物的Fischer投影式。 1. R-苹果酸 2. (2S,3S)-4-羟基-2,3-二氯丁醛 3. R-2-氯丁醛 作业：阅读Section 3 Optical isomerism全文，翻译P7第一段 ， P8第二段（前6行）。 P64 /6, 7, 10, 16。