光活性物质及旋光异构体.pptx
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1、上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry化合物pKa(25)熔点/比旋光度(+)扁桃酸3.37132.8+5.8(-)扁桃酸3.37132.8-5.8()扁桃酸3.38132.80(+)-乳酸3.7953+3.8(-)-乳酸3.7953-3.8()-乳酸3.79180天然产物往往具有旋光性天然产物往往具有旋光性旋光性物质的物理性质除旋光性以外几乎相同;旋光性物质的物理性质除旋光性以外几乎相同;其化学性质除在生化反应或与旋光试剂作用以外其化学性质除在生化反应或与旋光试剂作用以外几乎相同几乎相同上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Org
2、anic Chemistry多巴的生理活性多巴的生理活性没有活性。没有活性。抗震颤麻痹作用,治疗帕金森氏症抗震颤麻痹作用,治疗帕金森氏症上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry()麻黄碱:()麻黄碱:()伪麻黄碱()伪麻黄碱 ()麻黄碱:具有收缩血管、松驰支气管平滑肌、兴奋()麻黄碱:具有收缩血管、松驰支气管平滑肌、兴奋中枢的作用,活性强。中枢的作用,活性强。()伪麻黄碱:有升压、利尿作用,且活性弱。()伪麻黄碱:有升压、利尿作用,且活性弱。上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry香芹酮薄荷油手性与气味
3、*上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry“反应停反应停”事件事件:1957年,德国,上市一种新药非巴比妥类镇年,德国,上市一种新药非巴比妥类镇静药静药-“反应停反应停”(-苯肽茂二酰亚胺,塞利多米)。广泛用于苯肽茂二酰亚胺,塞利多米)。广泛用于妊娠反应,销往妊娠反应,销往46个国家,个国家,8000多例海豹肢畸形婴儿。多例海豹肢畸形婴儿。之后,美国之后,美国FDA及其他国家逐渐以法律形式确定上市药物及其他国家逐渐以法律形式确定上市药物必须标明旋光性的相关说明。必须标明旋光性的相关说明。镇静作用强烈致畸作用反应停(反应停(halidomide,-苯
4、肽茂二酰亚胺,塞利多米苯肽茂二酰亚胺,塞利多米 )结构决定性能上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry本章内容本章内容同分异构体概况及历史回顾同分异构体概况及历史回顾旋光异构的基本概念旋光异构的基本概念旋光(对映)异构与分子构型的关系旋光(对映)异构与分子构型的关系含一个手性碳原子化合物的对映异构含一个手性碳原子化合物的对映异构构型的表示方法构型的表示方法费歇尔投影式费歇尔投影式含有两个手性碳原子的对映异构含有两个手性碳原子的对映异构构型的构型的R、S命名规则命名规则环状化合物的立体异构环状化合物的立体异构外消旋体的拆分外消旋体的拆分有机化学反应中
5、的立体化学及不对称合成举例有机化学反应中的立体化学及不对称合成举例上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry一 同分异构体 1、构造(or 结构)异构体:分子中由于原子或基团结合顺序不同而产生的同分异构体。(Constitutional isomers)l互变异构:上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry2、立体异构体:分子中的原子或基团具有相同的连接方式但在空间的排布方式不同导致的同分异构体。(Stereo-isomers)上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemis
6、try 原子的链接顺序不同原子的链接顺序不同原子的空间位置不同原子的空间位置不同上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry“构象构象构象构象”和和和和“构型构型构型构型”构象构象(conformationconformation)指分子的形象结构,当所含指分子的形象结构,当所含原子的种类、数目、及连接方式相同,然而在二维原子的种类、数目、及连接方式相同,然而在二维或三维空间中和环境温度下,或三维空间中和环境温度下,通过原子间价键的翻通过原子间价键的翻转或旋转可产生许多可相互转变的分子形象转或旋转可产生许多可相互转变的分子形象。所有。所有多原子分子在其
7、翻转或旋转自由度未受限制条件下多原子分子在其翻转或旋转自由度未受限制条件下均可有无限构象,但在晶态中仅有一种稳定构象。均可有无限构象,但在晶态中仅有一种稳定构象。构型(构型(configurationconfiguration)则特指某些类型的分子结构,则特指某些类型的分子结构,因其连接原子间的化学键的性质或连在其邻近的原因其连接原子间的化学键的性质或连在其邻近的原子不容许它占据同一空间,子不容许它占据同一空间,致使其价键的翻转或旋致使其价键的翻转或旋转受阻而产生二种或多种难以互相转变的分子形象转受阻而产生二种或多种难以互相转变的分子形象。这类分子无论在气、液或晶相中均可具有一定的结这类分子无
8、论在气、液或晶相中均可具有一定的结构构型。构构型。上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry同分异构体的历史回顾同分异构体的历史回顾 1797年年法国化学家法国化学家Proust(普卢斯特)提出(普卢斯特)提出定比定律定比定律之之后,人们便认后,人们便认为为具有相同组成的化合物,便具有相同的性质具有相同组成的化合物,便具有相同的性质,这一这一“错误错误”观点直到观点直到1822182218261826年间才被新的发现所否定。年间才被新的发现所否定。这就是:这就是:W hler(魏勒(魏勒 德国化学家)德国化学家)Liebig(李比希(李比希 德国化学
9、德国化学家)分别证实了异氰酸(家)分别证实了异氰酸(HNCOHNCO)和雷酸()和雷酸(HONCHONC);异氰酸银);异氰酸银(AgNCOAgNCO)和雷酸银()和雷酸银(AgONCAgONC)。)。1828年年W hler试图使氯化铵溶液与氰酸银反应来制备氰试图使氯化铵溶液与氰酸银反应来制备氰酸铵,但得到的确却是酸铵,但得到的确却是组成相同,性质不同组成相同,性质不同的尿素。的尿素。上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry 1848年年 Pasteur(巴斯德(巴斯德 法国化学家法国化学家)在显微镜下用)在显微镜下用镊子将外消旋酒石酸拆分成右旋
10、和左旋酒石酸。镊子将外消旋酒石酸拆分成右旋和左旋酒石酸。1861年年 Butlerov(布特列洛夫(布特列洛夫 俄国化学家)在德国自俄国化学家)在德国自然科学代表大会然科学代表大会上作了上作了论物质化学结构论物质化学结构报告从而建立了报告从而建立了化学结构学说,说明了产生同分异构现象的原因是化学结构化学结构学说,说明了产生同分异构现象的原因是化学结构的不同。的不同。的的 1874年年 Vant Hoff(范特霍夫(范特霍夫 荷兰化学家)和荷兰化学家)和LeBel(法国化学工艺师)独立地提出了(法国化学工艺师)独立地提出了“碳原子正四面体假说碳原子正四面体假说”,创立了立体化学的基础。,创立了立
11、体化学的基础。1931年年 Puling(鲍林(鲍林 美国化学家)和美国化学家)和Slater提出了杂提出了杂化轨道理论,解决了价键的方向性问题。化轨道理论,解决了价键的方向性问题。岁月流逝,经无数科学家坚苦卓绝的奋斗,揭开了化合岁月流逝,经无数科学家坚苦卓绝的奋斗,揭开了化合物同分异构的物同分异构的“神秘面纱神秘面纱”。上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry光光 源源光光 栅栅偏振光偏振光水水1 1 偏振光与旋光性偏振光与旋光性 二、旋光异构基本概念旋光异构基本概念 上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemi
12、stry旋光性旋光性光光 源源光光 栅栅偏振光偏振光旋光性物质旋光性物质乳酸乳酸 能使偏振光旋转的性质,称能使偏振光旋转的性质,称旋光性旋光性。上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry左旋左旋右旋右旋检检 偏偏 镜镜-有旋光性的物质,即旋光性物质(光学活性物质)。有旋光性的物质,即旋光性物质(光学活性物质)。不同的旋光性物质,其左旋或右旋以及旋转的角度大不同的旋光性物质,其左旋或右旋以及旋转的角度大小不同,是物质本身所具有的特性。小不同,是物质本身所具有的特性。上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry2
13、 旋光度旋光度与比旋光度与比旋光度偏振光通过某旋光性液体物质或溶液后偏振光偏转的角度。比旋光度:由于物质的旋光度受温度,物质的浓度等影响,所以规定物质在室温、浓度为1g/l、样品管为1dm、光源为钠光(589.3nm)时测得的旋光度为比旋光度。则旋光度与比旋光度的关系为:旋光度;:比旋光度;t:温度;:光波长;c:样品浓度,单位g/ml;l:样品管长度,单位dm()表示右旋()表示左旋上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry 从粥样硬化动脉中分离出来的胆固醇样品从粥样硬化动脉中分离出来的胆固醇样品260mg溶于溶于5ml氯氯仿中,然后,装满长度为仿
14、中,然后,装满长度为5cm长的样品管内,在长的样品管内,在20用钠光作光用钠光作光源,测得旋光度源,测得旋光度为为-2.5。那么,其比旋光度为多少?。那么,其比旋光度为多少?【例题例题】上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry 乳酸(肌肉中)乳酸(肌肉中)葡萄糖葡萄糖吗啡(痛药物)吗啡(痛药物)青蒿素(抗疟药)青蒿素(抗疟药)无旋光性药物:维生素无旋光性药物:维生素A、青霉素、酒精、阿斯匹林等。、青霉素、酒精、阿斯匹林等。部分常用药物的比旋光度部分常用药物的比旋光度上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistr
15、y三、旋光(对映)异构与分子构型的关系1、对映异构的发现、对映异构的发现 19世纪发现了许多天然有机化合物具有旋光性,世纪发现了许多天然有机化合物具有旋光性,Pasteur 1848年研究酒石酸钠铵的不对称性,进而提出了年研究酒石酸钠铵的不对称性,进而提出了分子结构的不对称性。分子结构的不对称性。酒石酸钠铵晶体早期发现1848年巴斯德Crystals of Sodium Ammonium Tartrate上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry 1874年提出了碳的四面体学说,范特霍夫指出当有年提出了碳的四面体学说,范特霍夫指出当有机化合物具有下列
16、结构式应该具有对映异构体,即物质机化合物具有下列结构式应该具有对映异构体,即物质具有旋光性具有旋光性上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry左、右旋乳酸即具有上述结构特点,因此具有旋光性左、右旋乳酸即具有上述结构特点,因此具有旋光性 物质的分子和其镜像不能重合称为手性,具有物质的分子和其镜像不能重合称为手性,具有手性的分子称为手性分子手性的分子称为手性分子上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry1-氯氯-1-溴乙烷溴乙烷上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistr
17、y1-氯氯-1-溴乙烷溴乙烷分子分子镜像镜像上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry分子分子镜像镜像上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry3.23.2 分子的手性
18、分子的手性 定义:分子与其镜像看起来很相似,实际上不能完全定义:分子与其镜像看起来很相似,实际上不能完全重合的性质,称为重合的性质,称为手性手性。手性的前提:既无对称中心,又无对称面,分子手性的前提:既无对称中心,又无对称面,分子必定必定有有手性,是手性分子(旧称手性,是手性分子(旧称不对称分子不对称分子)。具有手性的分子,其物质具有旋光性。具有手性的分子,其物质具有旋光性。上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry2、手性分子在分子对称性上必须具备的条件、手性分子在分子对称性上必须具备的条件1)具有对称面的分子没有手性)具有对称面的分子没有手性上一
19、页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry C HCH3 Cl1,1-二氯乙烷二氯乙烷上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry2)具有对称中心的分子没有旋光性)具有对称中心的分子没有旋光性上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry上一页上一页下一页下一页2024/4/22 周一周一Organic Chemistry3)具有对称轴的分子)具有对称轴的分子不一定没有不一定没有旋光性旋光性具有二重对称轴,有对称面,没有旋光性对称轴(对称轴(Cn):):n n360360。
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- 关 键 词:
- 活性 物质 旋光异构体
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