复旦大学有机化学课件（烷烃与立体化学）003-3

复旦大学有机化学课件（烷烃与立体化学）003-3内容摘要：

复旦大学有机化学课件（烷烃与立体化学）003-3 第三章 立体化学（ 3）主要内容 描述立体构性的 D / L 体系 分子的构象与手性（构象对映体） 获得手性化合物的方法，外消旋体的拆分，不对称合成） 立体化学在研究反应和反应机理上的应用 复习 1: 手性碳的 绝对构型 R/S 方法C H 3H O 3O 3O 3H O 3O 3O 2 O 2 O O(2S, 3R)3R, 3R)32S, 3S)3)S)述立体构性的 D / L 体系 （相对构型）基准物)-(-)-(-)-(+) O 2O O 3O H O 3H 2 O 2 O O 复习 2: 外消旋体和内消旋体 C O O O O O O O H50 50外消旋体（ ）酒石酸内消旋体分子的构象及其手性C O O O O O O O O O H O O 8 0转 6 0 转 1 2 0 2 - C 3C 2 转 1 2 0 O C O O O O 对构象对映体 （ 构象外消旋体）互为镜像有中心对称(非手性 )无对称性(手性 )例 1：例 2: 23C 3C 转 1 2 02C 3C C H 3C H 321有对称面非手性无对称面有手性一对构象对映体(构象外消旋体 )平面结构式例 3: 2 3C H 321I I C 21平面结构式存在一对对映体23C 3C 3C ( a , a )I ( e , e )I ( a , a )I I ( e , e )I二 手性分子的获得2. 获得手性分子的重要意义 药物与人类的关系 构成生命体系的生物大分子的主要部分大多数是以一种对映体形式存在的。 故药物与其作用也是以手性的方式进行的， 生物体的酶和细胞表面受体是手性的 , 故对外消旋药物的识别、消化和降解过程也是不同的。 1. 手性分子的来源 自然界 : 糖类、氨基酸、生物碱、萜类、甾体化合物 外消旋体的拆分 不对称有机合成反应H 2 N C O O 2 N C O O 2P h n - B C B 3H(S)痉挛巴比吐酸衍生物H C O O 2 H C O O 2)型 ,有效，不致畸形 (S)型 ，致畸形应停 ) 镇静和止吐药物(-)能被代谢 外消旋体的拆分（ 斯德， 1822 1895)C O O N O N H 4H O O N O N H 4O 巴斯德借助放大镜拆分外消旋的酒石酸钠铵 仪器拆分（ ）化学法拆分( ) A( + ) B *( + ) A ( + ) B *( - ) A ( + ) B *一 对 非 对 映 体拆 分( + ) A ( + ) B *( - ) A ( + ) B *去 除 ( + ) B *去 除 ( + ) B *( + ) A( - ) (-)(-)(-)+)- 辛可宁手性酸： 酒石酸、樟脑磺酸例 : 外消旋 3P 2 3P O O O H( R , R ) - ( + ) - 酒 石 酸+2P 3C O O H+ 3P O 映 体 （ 盐 ）甲 醇冷 却加 热外 消 旋 体接上页抽 滤晶 体3P 3C O O HN a O 3P 2( S ) - ( - ) - 苯 乙 胺滤 液 浓 缩3P O 体N a O H( R ) - ( + ) - 苯 乙 胺3P 酶解法拆分（利用酶的选择性反应进行拆分）例 : O 32C O O 3 丙 氨 酸 D - 丙 氨 酸( ) - 丙 氨 酸A c H O 3H N H A O 3H+外 消 旋 体酰 基 转 移 酶（ 取 自 猪 肾 ） O 3H +L - 丙 氨 酸 D - 乙 酰 丙 氨 酸溶 于 乙 醇 不 溶 于 乙 醇N H A O 3不对称合成 ( 选择性地生成立体异构体 选择性地生成 非对映异构体例 1：OM M eM ( 1 ) M e M g H OM eM 要两 者 为 非 对 映 异 构 体( 2 ) H 2 非对映体过量 , ( d . e . = 异 构 体 A % - 异 构 体 B % = A - B A + B + 1 0 0 %例 2： M M M 2 . M e M 2 要 产 物碱回 收 , 可 重 复 使 用手 性 助 剂P h P hP hP 选择性地生成 对映异构体例 1：手性试剂控制选择性M eM 2 M H+( S , S )主 要 产 物手 性 试 剂1 N a O e . = 7 2 %( R , R )衡量标准： 对映体过量， ( e . e . = R % - S % = R - S R + S + 1 0 0 %前手性分子( h N H C O C 2 R h R , R - D I P A M P P C O C 2 称 催 化 氢 化e . e . = 9 6 %R , R - D I P A M O C 手 性 双 膦 配 体例 2：前手性分子手性试剂 (催化剂 )控制选择性. . 001 "on "on 反应中的立体化学 取代反应的立体化学构型转换换）构型保持 )消旋化y+ y+ y+消 除 x+x - x+加 成消 除c加成和消除反应中的立体化学顺式 立体化学在研究反应和反应机理上的应用例 1： H. C. X 2h + X 速步骤）有所区别两种可能 机理X X H + R X + H+ X R + X H X + 3C l H 2 2 C H 3HC l 2h 3C l H 2 2 C H 3C 3C H 2 C C H 2 CC l+旋光异构体 外消旋体，无光学活性50 50100C H 3C l H 2 2 C H 3HC 3C l H 2 C C H 2 C H 3C lC 旋 体C l C lC 3C l 2C 3CC l 2C l C 2 C C H 2 CC 转 换仍 应 有 光 学 活 性过 渡 态- H若为机理 a 产物应 无 旋光性若为机理 b 产物仍应 有 旋光性例 2： 解释下列实验现象29% 71%(S)S, S)33 2 C H 3C H 3C l 2h v+C 3C l 3C 3C 3机理：分析该中间体的构象C 2 C H 3C H 3C C H 3C H 3C lC C 3C C 3C 3HC 3I I I I I 3 C 33I V V V I自由基 的 由 构象 I 反应对位交叉构象过渡态稳定 对位交叉C l C 3 3C l C lC H 3 3C lm e s 3 3I若由 构象。