1、第二章 立体化学构造异构顺反异构异构非对映异构其它非对映异构立体异构对映异构构象异构12.1 手性定义 实物与镜像不能重叠的性质就是手性2FFBFC4C5C6C3n重:当分子旋转360时,已经重复了的旋转操作。C1?n 次围绕对称轴3COOH点Ph分子中心HH对称中心(i):-古柯间二酸HF等距离相同的原子COOH PhR+垂直于对称轴的镜面交替对称轴(Sn):R+R-R+4-Me反射RHMe旋转R-90R+HN通过反射的操作,上、下 方的基团交换位置,基团的 构型改变。R-OTsMeHR+R-HMe重合R-S+R2.2 手性化合物的分类,命名及结构表示 实物与镜像不能重叠的性质就是手性CO2
2、HHH3CNH2H2NHCO2HCH3构型与旋光的关系优先次序与中心原子相连的原子序数相比较若相同,沿化学键比较重同位素优先重键看成多个单键5优先次序o-tolyl,m-tolyl,CO2H,COPh,COMe,CHO,C HCH2,p-tolyl,Ph,C CH,t-Bu,i-Pr,环己基,Bn,allyl,ethyl,methyl,D,H6含手性原子的化合物HMeEtMeEtN Ph IOHPrPEtPhNMeR7CH3CH3*HDH*COOH*C2H5*BrC2H5CH2PhONCH3SOPh8各种不同基团的阻转能力:9IBrCH3ClNO2COOHNH2OCH3OHFHC10H7-Ph
3、ABBACaCCCaCCaCC10H7-PhBAAB抗菌素菌霉素是一个天然产物,分子中就有由于丙二烯结构所引起的手性:CH CC CCHCCHCHCHCHCHCH2CO2H 25-130o(ethanol).oCmp.75(dec.)D10C C Ca手性面化合物有(CH2)8AOOB(CH2)8(CH2)8OOCOOHOHOOCOm=n=2,光学活性是稳定的;m=3,n=4:可拆分,但温度高了消旋 11(R)-(-)(S)-(-)12反-环辛烯也是手性面的化合物 此外还有螺旋化合物:虽无手性中心手性轴或手性面,但有左或右螺旋,就螺旋方向而言就是对映的.1314含两个(或多个)手性中心的分子Y
4、YWXXWXXWWZZthreo(苏式)erythro(赤式)CHOCHOCHOCHOHHOHOHHOHOHHHHOOHHHOHHOHCH2OHD-(-)赤藓糖CH2OHL-(+)赤藓糖CH2OHL-(+)苏阿糖CH2OHD-(-)苏阿糖15环状化合物的对映异构CH2OHCOOHCOOHCH2OH*HHHH非 对 映 异 构 体非 对 映 异 构 体顺式异构体对映体CH2OHHHCH2OH*HOOCHHCOOH反式异构体对映体162.3 反应中的构型变化构型保持(retensionconfiguration)ofH3CHBnH3CHBn+TsClOHOTsH3CHBnH3CHBn+SOCl2O
5、HCl17构型反转(inversion of configuration)EtEtBrHOHO+H MeHMe(S)-2-溴丁烷(R)-2-丁醇CO2HDEAD+OCOPhPh3POH18Mitsunobu reaction19外消旋化(Racemization)OMePhor HOMeHOHOPhPhMeHMeMeMeHHHHOMePh消旋产物ClPhMeEtEt消旋产物MePhNPhNPhMe20外消旋体的拆分2.4212223立体专一和立体选择性的反应2.5立体专一CO2HCO2HHCO2HBr2HBrHBrHBr+BrHHCO2HCO2HCO H2CO2HHCO2HBr2HHBrBrH
6、O2CHCO2H24立体选择性反应CH3CH3CHOHOHHHPhOHH+PhH+CH3MgBrPhCH3(R)-2-苯基丙醛CH3赤式 67%CH3苏式 33%252.6 潜手性分子一个对称的非手性分子,反应后生成一个手性分子,该分子称为潜手性分子(prochiral molecule)CO2HHO C H CH3(S)-乳酸OCO2HC HBCH3CO2HH C OH CH3(R)-乳酸HAOHHBOHHAOMe3NOHOClOC8H17ClOC8H17OHOMe3NOC8H17L-肉碱26R面OS面27不对称合成2.628对映体过量e.eR-Se.e=R(%)-S(%)X 100%R+S29不对称合成手性源合成S*T*S*使用手性助剂AAS*S*T*T*S*手性试剂的不对称反应AT*cat*不对称催化反应AT*303132不对称催化反应CO2HCO2H(R)-BINAP-RuMeOMeO(S)-萘普生PPh2PPh2(R)-BINAP332.7 构象分析研究分子中优势构象的存在以及构象对分子的物理和化学性质的影响,称为构象分析环己烷构象的稳定性:椅式 扭船式 船式OHOCrO3OHk 相对k 相对=3.23=134OCrHHOOOHHHHOHOCrOO H35