两个手性碳原子化合物的对映异构现象 - 河北化工医药职业技术学院

两个手性碳原子化合物的对映异构现象 - 河北化工医药职业技术学院 河北化工医药职业技术学院 教 师 授 课 计 划 表 制药30501、02 2006(4(24 班 次 授课日期 18 编号 30503、04 2006(4(10 ?4 立体异构 基本课题 ?4.3 对映异构(两个手性碳原子化合物的对映异构现象) 本章小结 课堂练习 1. 理解对映体、非对映体、内消旋体等基本概念～掌握含两教学目的 个手性碳原子化合物的对映异构现象。 2(通过练习加深对立体异构的基本知识的理解。 重 含两个手性碳原子化合物 难 立体异构体构型的表示 点 的对映异构现象 点 与标记方法 课 教 综合课,讲练结合, 型 具 教 学 过 程 时间分配 能 力 培 养 ?. 复习提问～引入新课 15min 物质的旋光性 加深对立体异?. 讲新课 构的基本知识的理?4.3 对映异构 30min 解～培养学生分析*?4.3.4含两个手性C的对映异构现象 解决问题的能力 *?4.3.4.1两个手性C不相同 *?4.3.3.2两个手性C相同 ?4.3.5不对称合成、立体选择反应与自学 立体专一反应 ?. 本章小结 作业讲评 45min ?.作业: P83 习题 课后记:立体异构的知识学生掌握还可以。 河北化工医药职业技术学院教案 , 学习目标 1. 理解对映体、非对映体、内消旋体等基本概念，掌握含两个手性碳原 子化合物的对映异构现象。 2. 通过练习加深对立体异构的基本知识的理解。 , 讲授重点 含两个手性碳原子化合物的对映异构现象 , 讲授内容 第三节 对映异构 四、含两个手性碳原子的化合物的对映异构 1.含有两个不相同手性碳原子化合物的对映异构 1-苯基-2-甲氨基-1-丙醇(即麻黄碱和伪麻黄碱)分子中含有两个不相同的手性碳原子，它具有4个构型异构体，用费歇尔投影式表示如下: HCHCCHHC65656565 HOHHHO HOHHOH CHHHNCHHNH HHH3HHH3NHCHNHCH33 CHCHCHCH3333对映体 对映体 非对映体 1R,2R 1S,2S 1S,2R 1R,2S (a) (b) (c) (d) 在上述4种异构体中(a)与(b)、(c)与(d)是两对对映体，经测定，(a)、(d)是左旋体，(b)、(c)是右旋体;(a)与(b)、(c)与(d)等量混合可以组成两种外消旋体。(a)与(c)或(d)、(b)与(c)或(d)之间不是互为实物与镜像关系，这种不互为实物与镜像关系的构型异构体叫非对映体。非对映体之间，不仅旋光性不同，其理化性质、生物活性(左旋麻黄碱的升压作用比外消旋体大1.5倍，比右旋体大3.3倍)也不相同。 麻黄碱和伪麻黄碱的物理性质 20构型 熔点/? 溶解性 [ ]αD 难溶水 ，溶于乙醇、乙醚 (1R,2R)-(-)伪麻黄碱 118 -52.5难溶水 ，溶于乙醇、乙醚 (1S,2S)-(+)伪麻黄碱 118 +52.5 难溶水 ，易溶乙醇、溶于乙(?)-伪麻黄碱 118 0 醚 (1R,2S)-(-)麻黄碱 40 -34.4(盐酸盐) 溶于水、乙醇、乙醚 (1S,2R)-(+)麻黄碱 40 +34.4(盐酸盐) (?)- 麻黄碱 77 0 2.含有两个相同手性碳原子化合物的对映异构 2，3-二羟基丁二酸 (酒石酸) 用费歇尔投影式表示如下: 河北化工医药职业技术学院教案 COOHCOOHCOOHCOOH HOHHHOOHHOHH HOHHOHHOHOHH COOHCOOHCOOHCOOH (2R，3R) (2S，3S) (2R，3S) (2S，3R) (a) (b) (c) (d) (c)能与其镜像重合，它不是手性分子。在它的构型中C,C之间存23在着一个对称面(投影式中的虚线所示)，因此没有旋光性。这种由于分子中存在对称面而使分子内部旋光性相互抵消的化合物，称为内消旋体，用 meso表示。 酒石酸的物理性质 溶解度20构型 熔点/? pKpK[ ]αa1 a2 D/(g/100g水) (2R，3R)-(+)- 酒石酸 170 +12 139 2.93 4.23 (2S，3S)-(-)- 酒石酸 170 -12 139 2.93 4.23 (2R，3S)- meso- 酒石酸 140 0 125 3.11 4.80 (?)- 酒石酸 206 0 20.6 2.96 4.24 内消旋体和外消旋体都没有旋光性，但它们的本质不同。前者是一个单纯的非手性分子，是纯净物。而后者是两种互为对映体的手性分子的等量混合 物，可以用特殊的方法拆分成两种化合物。nn-1 含有n个不相同的手性碳原子，必然存在着2个构型异构体，其中有2 n-1对对映体，组成2个外消旋体。若分子中有相同的手性碳原子，因为存在着 n内消旋体，所以构型异构体数目少于2个。 *五、不对称合成、立体选择反应与立体专一反应 1. 不对称合成和立体选择反应 所谓不对称合成，莫里森(Morrison)和莫舍 (Mosher) 提出了一个广义的定义，即“一个反应，其中底物分子整体中的非手性单元由反应剂以不等量地生成立体异构产物的途径转化为手性单元。也就是说，不对称合成是这样一个过程，它将非手性单元转化为手性单元，使得产生不等量的立体异构产物。” 定义中的反应剂可以是化学试剂、溶剂、催化剂(如酶)或物理力(如圆偏振光)等。 在不对称合成中，若由一种反应物生成两种或两种以上立体异构产物，但其中仅一种异构体占优势的反应叫立体选择反应。 2. 立体专一反应 由某一特定的立体异构体反应得到了某一特定的立体异构产物的过程叫立体专一反应。 河北化工医药职业技术学院教案 CHCH1CH333 2HClHClHClCl2+ hv3HHClHHCl 4CHCHCH333 试验证明它们的比是29:71，即内消旋体占多数。这说明在这一步氯代中，氯由两面进攻的机会是不一样的。 如果以顺-2-丁烯与溴加成，则所的产物为外消旋体;如果以反-2-丁烯与溴作用，则产物中只有内消旋体，此反应为立体专一反应。 CHCH33 CH3CH3HCBrHHBrBr32 CH3HHBrBrCC+2CHCHBrBrHH CHHBr3HCHCH33CH 3 立体异构练习(1学时) 1. 判断下列化合物是否存在顺反异构体，若有，写出它们的构型式并标出其构型。 (1) 2,3-二氯-2-丁烯 (2) 1,3-二溴环戊烷 (3) 2-甲基-2-戊烯 (4) 2,2,5-三甲基-3-己烯 (5) 1-苯基丙烯 2. 下列结构式何者为优势构象, COOHCOOHC(CH)33 (1) (2) HHCHCH33HHC3C(CH) 33和和HHHHBr BrCHH3 3. 指出下列各组化合物属于哪种构型异构体(包括顺反异构体、对映体、非对映体、内消旋体),还是同一种化合物,并用*标出环状化合物中的手性碳原子。 CHCHCHO23CHCHCHO23 HOHOHHHOHHOH(1) 和 (2) 和 HOHHOHHBrHCH3 OHCHCHCHOH23Br2 CHCHOHCHO23CHO HOHHOHHCHHOCHH23(3) 和 (4) 和 HOHHOHHCBrHCH33 CHOCHOHBr HHHHHCHCHBr3 3 HH (5) 和 (6) 和 BrHHHHCHCHH33CHCH33 河北化工医药职业技术学院教案 4(写出下列化合物的费歇尔投影式，并用R/S标记法命名。 CH25Br(1) (2) ClFCC HHCH(CH)CHCH 3223 CHOH5(氯霉素的构造式如下: 2 CHCOHNCl CH2 HOHC NO2 (1) 试标出手性碳原子; (2)试写出它的构型异构体(用费歇尔投影式表示)，并对手性碳原子标出R/S构型。 6(某烯A(CH)具有旋光性，催化加氢后生成的烷烃B(CH)没有612614旋光性，试写出A和B的结构式。 7. 化合物A和B分子式均为CH，均能和酸性高锰酸钾反应，其中A的714 氧化产物是CO、HO和具有旋光性的酮C;B的氧化产物是CO、HO和具2222有旋光性的酸D。试写出A、B、C和D的可能结构式。