有机化学的立体异构优秀课件

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有机化学课件立体化学ppt课件

量子化学计算
基于量子力学原理计算分子的电子结构和性质，可深入揭示有机物的立体化学本质和反应机理。
人工智能与机器学习
结合大数据和机器学习算法，可加速新有机物的设计和合成，为立体化学研究提供新的思路和方法。
06
总结与展望：立体化学发展趋势和挑战
当前存在问题和挑战
01
立体化学合成方法有限
目前立体化学合成方法仍然相对有限，对于复杂分子的合成仍面临较大
05
立体化学分析方法与技术进展
传统分析方法回顾（如：极谱法、色谱法等）
极谱法
利用物质在电解过程中的电极电位与浓度之间的关系进行分析，主要用于无机物和有机物的定性和定量分析。
色谱法
基于物质在固定相和流动相之间的分配平衡，通过流动相的洗脱将不同物质分离，常用于复杂样品的分离和纯化。
现代波谱技术在立体化学中应用（如
立体选择性合成是获得具有特定立体构型药物分子的关键步骤，对于提高药物疗效和降低副作用具有重要意义。
面临的挑战
立体选择性合成面临着反应条件苛刻、合成步骤繁琐、产物纯度难以控制等挑战。
机遇与发展
随着有机合成化学、计算化学等学科的不断发展，立体选择性合成的方法和技术也在不断改进和完善，为药物研发提供了更多的机遇和可能性。例如，利用不对称催化、新型手性配体等策略，可以实现高效、高选择性的立体选择性合成。
对称性与手性判断
对称性判断
通过观察分子是否具有对称轴、对称面等对称因素来判断。
手性判断
通过判断分子是否具有手性碳原子或其他不对称因素来判断。具有手性碳原子的分子一定是手性分子，但手性分子不一定具有手性碳原子。
立体化学原理ห้องสมุดไป่ตู้应用
立体化学原理

【有机化学】第三章立体结构化学【课件PPT】

H
D
(2) 构型的确定一对对映体的两个结构互为镜象，确定哪个为右旋、哪个为左旋，不能由分子的结构式确定，只能由旋光仪来确定
(3) 构型的标记标记——根据分子中各基团的空间排列按一定原则进行标记
D/ L法：
将手性分子与一对对映体甘油醛进行比较，与D-甘油醛构型相似称为D-型，L-甘油醛构型相似则称为L-型。
例
手性碳
C
【练习】
请指出下列分子中的手性碳原子
CH3CH2-OH
3 2＊ 1 CHC3HC3H-C(OHH-C)COOOOHH
OH
判断下列化合物是否有手性碳？是否是手性分子?
有两个手性碳却不是手性分子！
含一个手性碳原子的分子一定是个手性分子。含多个手性碳原子的分子不一定是个手性分子．不能仅从分子中有无手性原子来判断其是否为手性分子
存在一对对映异构体
例如：乳酸 CH3C*H( OH )COOH
右旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
左旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
外消旋体 [ α
15
]D =
0
m.p 18
反应停(thalidomide)事件
O
O
O
N
N H OO
(S)-thalidomide
N
O
N OO H
(R)-thalidomide
GC用手性柱
HPLC用手性柱
9、环状化合物的立体异构
环烷烃在结构上与烯烃双键相似，成环σ键不能自由绕键轴旋转，当环上有两个或更多的取代基时，就会有顺反异构产生；若环上有手性碳原子时，还会产生对映异构体。

有机化学立体化学PPT课件

官能团对分子极性和溶解性的影响
03
官能团的电性和极性会影响分子的极性和溶解性，从而影响分
子在溶液中的行为。
官能团间相互作用和转化规律
官能团间的相互作用
不同官能团之间可能存在相互作用，如共轭效应、诱导效应等，这些相互作用会影响分子的性质和反应。
官能团的转化规律
在一定条件下，官能团可以发生转化，如醇氧化成醛、醛还原成醇等，这些转化规律是有机化学中的重要内容。
不对称烷基化反应
通过手性辅剂或催化剂的作用，实现烷基化反应的不对称诱导，生成具有手性中心的产物。
不对称氧化反应
利用手性氧化剂或催化剂对底物进行不对称氧化，生成具有手性中心的产物。
立体选择性反应在药物合成中应用
手性药物合成
手性药物具有特定的生理活性和药效，其合成过程中常涉及立体选择性反应。例如，通过不对称催化氢化合成治疗心血管疾病的L-多巴等手性药物。
异构体间相互转化机理
包括化学键的断裂和形成、原子或基团的迁移等过程。
异构体间相互转化实例
如顺反异构体之间可以通过光照或加热等条件进行相互转化；对映异构体之间可以通过手性试剂进行拆分或外消旋化等过程进行相互转化。
05 立体选择性反应原理及应用
立体选择性反应概念及分类
立体选择性反应定义
指在一定条件下，反应物分子中某一特定立体构型的原子或基团优先发生反应，生成具有特定立体构型的产物的化学反应。
碳-碳单键旋转自由度受限情况
碳-碳单键旋转自由度受限，导致有机分子具有特定构象。
环状化合物中碳原子构型判断
环状化合物中碳原子构型判断方法
通过比较环上相邻碳原子的相对构型，可以确定整个环状化合物的立体构型。
环状化合物中碳原子构型与性质关系

有机化学ppt课件第八章立体化学

05
立体选择性合成策略与方法
不对称合成策略简介
不对称合成定义
利用非手性原料合成具有特定构型手性化合物的方法。
不对称合成意义
获得单一手性化合物，避免消旋体的产生，提高药物疗效和降低副作用。
不对称合成策略
手性源合成法、手性辅剂诱导合成法、动力学拆分和热力学拆分方法等。
手性源合成法
手性源概念
农业科学
立体化学在农业科学中也有潜在的应用价值，例如通过研究农药和化肥的立体结构来提高其效果和降低对环境的负面影响。
THANKS
感谢观看
构型对化合物性质的影响
不同构型的碳原子在化合物中具有不同的化学和物理性质，如旋光性、反应活性等。
Fisher
Fisher投影式是一种表示有机化合物立体结构的方法，通过横线
和竖线表示碳原子的键合关系。
Fisher投影式的书写规则
02
在Fisher投影式中，横线代表伸向纸面前方的键，竖线代表伸向
具有手性的起始原料，可提供手性中心。
手性源合成法原理
以手性源为原料，通过保留或转化其手性中心，合成目标手性化合物。
手性源合成法应用
天然产物全合成、药物合成等。
手性辅剂诱导合成法
01
手性辅剂概念
在反应中能与底物形成非对映异构体，从而控制反应立体选择性的添加
剂。
02
手性辅剂诱导合成法原理
手性辅剂与底物形成非对映异构体，利用非对映异构体之间的性质差异
判断手性碳原子构型
根据旋光度的正负及大小，结合其他信息判断手性碳原子的构型。
注意事项
旋光法只能判断化合物是否具有旋光性，不能确定其绝对构型。
X射线衍射法确定绝对构型

有机化学立体化学课件

(c)和(d)之间是何种关系？
30
将 (d) 在纸平面上旋转180，就和 (c) 完全相同。
CCOOOOHH
COCOOHOH
COOH
HH OOHH HHOO H H
H OH H
HHO OHH
HHO OHH
H OH H
CCOOOOHH
COCOOHOH
COOH
(c)
(d)
象 (c) 这种构型的分子, 虽然有两个手性中心, 但作为分子整体来说是非手性的。 (c) 称为内消旋化合物 (meso compound)。
8
问题：下列化合物哪些含手性碳原子？
1. CH3CHCH2CH3
*CH3
2.CH3CHClCH2CH3
**
3. CH3-CH-CH-CH2CH3 OH OH
有对称因素的分
有手性碳就一定有手性吗？
子没有手性
三、对称面和非手性分子
有对称面的分子与它的镜像能重合，因此没有对映异构现象，称为非手性分子
对称因素
透视式是书写立体结构式常见的方法之一。
应注意它的书写方法，通常实线 “” 代表位于纸平面上的键；虚线 “ ” (或“ ”) 代表伸向纸平面后方的键，楔形线 “ ” 代表伸向纸平面前方的键。
CO2H
CO2H
Cl
Cl
CH HC
I C Br Br C I
H3C OH
HO
CH3
H
H
13
(三) 费歇尔投影式横前竖后
纯液体为密度通常还要注明溶剂
比例常数 [α] 称为比旋光度。它是单位长度和单位浓度下的旋光度。
如：[α]D20 = +98.3o (C, 0.05, CH3OH)

关于有机化学中的立体异构课件

# 两种对映体药效相反
➢ Z-etozoline 是一种利尿剂，它在体内代谢，生成的产物只有（-）etozoline 有利尿作用，而（+）异构体不但没有利尿作用，还会抑制（-）异构体的利尿作用。
O
N
代谢 NS
C H
O
O
Z-etozoline
O
N
NS
C H
OH
O
Ozoline
巴比妥酸盐通常用作镇静、催眠药，
关于有机化学中的立体异构
➢ 3.1 烷烃的构象(conformation)
➢ 3.1.1链状化合物的构象 ➢ 由于单键可以旋转，单键两端碳原子上所连基
团可以产生无数个不同的相对位置，由此产生无数个不同的构象。例如：
链状化合物的Newman投影式
乙烷的Newman投影式：
H
HH
H
H
H
H
H
交叉式
O
C l2H C C N H H
C H 2O H H OH
NO2
D-(-) 氯霉素
-芳基丙酸
是重要的消炎止痛药，虽然两种对映体都有药效，但S-异构体的药效比R-异构体的药效强得多。甚至强几十倍。
CH3 Ar * COOH
Ar =
O Fenoprofen
N aproxen
OMe
iB u Ibuprofen
一般S-(-)异构体具有抑制神经活动的作用，而R-(+)异构体却具有兴奋作用，例如5-乙基-5-（1，3-二甲基丁基）巴比妥酸盐，其S-(-)异构体是抑制剂，而R-(+)异构体却可以引起惊厥和痉挛。
OH N
*
O
N OH
# 某一构型的代谢产物有毒或可引起严重副作用

《立体异构现象》PPT课件

▪ 在钠光源下可能有相同或相近旋光性的物质，在ORD曲线上可能完全不同。
▪ ORD特征由旋光性物质的构型及构象决定；也与发色基团和手性基团的相对位置有关；还与温度、溶剂有关。
▪ 在有机化合物中，可能有一个手性基团，用普通旋光仪测不出旋光度，而ORD曲线可以清楚的显示出来。
▪ ORD谱可用简单曲线表示，简单上升或下降。由长波长到短波长，曲线是上升的为正曲线；
[]TD值与符号取决于温度： 1.）温度引起的相对密度的变化 2.）温度引起的解离常数的变化 3.）温度引起的构像数量变化
温度的影响：
HOOC CH(NH2) H2C COOH (水溶液)
室温为右旋光（+); 75℃ []=0; 高温为左旋光（-）;
浓度的影响：
CH3 HOOC CH2C COOH
3、立体化学的基本原理
▪ 若把两个相同半面晶体放在一起（A对），把两个对映体半面晶体放在一起（B对），A对与B对的关系不是实物与镜像的关系，而是不同的物体。
▪ 区分对映体的充分必要条件是通过非对映体之间的相互作用和关系。
▪ 这个原理可用下图说明
对映体
A
ĀĀ
A与A是同一种物质，有手性； A与Ā是对映体，手性相反；而A-A与A- Ā是非手性，非对映体。
构象异构
二、对映体与非对映体
1、对映体与反映对称
▪ 立体异构体与镜像不可重合的关系又称为反映不对称。 ▪ 只称，有不有对对称映的体分存子在，。即属于C1群、Cn群和/或Dn群的分子是反映不对 ▪ 两个立体异构体不能同时是对映体又是非对映体，一个分子只能有一
个对映体，有多个非对映体。
2、对映体与手性
▪ 任何一种单色平面偏振光（非手性的）如钠黄光是由左旋圆偏振光（左手性）和右旋偏振光（右手性）组合成的。

《立体异构》课件

泛的应用价值。例如，某些药物只有特定的立体异构体具有药效，因此
选择性合成对于药物研发至关重要。
04 立体异构在药物化学中的应用
药物的结构与活性关系
总结词
药物的结构决定了其生物活性，立体异构体由于结构上的微小差异可能导致活性上的显著不同。
详细描述
药物的结构与活性关系是药物化学中的基本原理。不同的立体异构体由于在分子构型、构象和键合方式上的差异，可能导致其生物活性、药效和作用机制产生显著变化。例如，某些立体异构体可能具有更好的药效或更低的不良反应发生率。
《立体异构》课件
目录
• 立体异构简介 • 立体异构的表示方法 • 立体异构的生成与转化 • 立体异构在药物化学中的应用 • 立体异构在有机化学中的研究进展
01 立体异构简介
定义与概念
总结词
立体异构是指具有相同化学组成但分子结构不同的现象。
详细描述
立体异构是指具有相同化学组成但分子结构不同的现象。这种现象在有机化学中非常常见，尤其是在碳氢化合物中。由于分子内部原子或基团在三维空间中的排列方式不同，导致分子的形状和性质也不同。
立体异构的类型
要点一
总结词
立体异构可以分为顺反异构、对映异构和构象异构三种类型。
要点二
详细描述
立体异构可以分为顺反异构、对映异构和构象异构三种类型。顺反异构是指由于碳碳双键或碳碳叁键的存在，使得双键或叁键两侧的基团在空间上的排列方式不同而产生的异构现象。对映异构是指手性分子中的左右旋现象，即两个镜像结构的现象。构象异构则是指由于单键的旋转而产生的分子内部结构的空间排列不同。
将透视式中的实线变为锯齿形，以突出分子中C—C单键的旋转情况。
立体化学表示法

(推荐)《有机化学立体异构》PPT课件

7.8g / 100mL
熔点：
300℃
130℃
立体结构：
H COOH CC
HOOC H
HOOC COOH CC
HH
3
分子式相同，原子或原子团的排列顺序也相同，但分子中原子或原子团在空间的排布不同，即构型不同。这样的立体异构称为顺反异构。相同或相似的基团处于双键的同侧称为顺式(cis) 构型，处于异侧的称为反式(trans)构型。
COOH
Br H C H Br
Cl H
CH3
CH3
D
H H
OH Cl
COOH
E
H H
OH OH
C6H5
COOCH3
46
29.7KJ.mol -1
椅式优势构象
船式
42
结构异构
碳链异构位置异构
（构造异构）官能团异构
同分
酮式-烯醇式互变异构
异
顺反异构
构
对映异构构型异构
立体异构
（旋光异构）
构象异构
43
1、具有n个手性碳原子的化合物，能产生
旋光异构体的数目为：（ B）
A、至少2n个 C、一定有2n个 E、多于2n个
NR
H
ONO O
H
SN
O
镇静作用
O
强烈致畸作用
8000海豹肢畸形 28
四、费歇尔(Fischer)投影式 “横前竖后”
COOH H C OH
CH3
COOH
H
OH
CH3
COOH
CH3
H
CH3
HOOC H
OH
OH
29
五、旋光异构体构型的标记（一）D/L构型标记

第十五章--立体异构PPT课件

H2N H
L-多巴 (DOPA) 用于治疗帕金森氏症
COOH D-多巴
无效，在体内会导致危险的积累
O
O
(R) – 香芹酮，留兰香味 (S) – 香芹酮，芫荽香味
一、偏振光和旋光性
光源
光束先进方向
光波振动方向与光束前进方向关系示意图
普通光
Nicol prism
普通光
平面偏振光
平面偏振光：通过Nicol棱镜，仅在一个平面上振动的光。
有机化合物分子具有手性的最常见情况是存在手性碳原子。手性碳原子是指与4个不相同的原子或
* 原子团相连的碳原子，常用“ ”号标出。如：
C3HC * HCOOH C3HC * HCOOH
OH
N2H
必须指出的是： 1. 有手性碳原子的分子并不一定是手性分子。 2. 没有手性碳原子的分子并不一定不是手性分子。 3. 一个分子中只有一个手性碳原子时，则它一定是手性分子。 4. 手性碳原子是判断分子是否手性的重要依据。
2. R/S 构型标记法 —— 绝对构型
根据基团的顺序规则，确定与手性碳原子相连的4个基团优先顺序的大小，假设顺序为a＞b＞c＞d。将优先顺序最小的基团d处于眼睛对面最远的位置上，然后再看a→b→c的排列顺序，如顺时针方向的定为 R 构型 ( 拉丁文 Rectus 的缩写 ) ，假若 a→b→c是逆时针方向的则定为S构型(拉丁文Sinister的缩写).
结构异构
碳链异构位置异构官能团异构
互变异构价键异构
同分异构
顺反异构构型异构
立体异构
Stereoisomer
构象异构
旋光异构（对映异构，光学异构）
第一节顺反异构

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R－型
• R－型
顺时针
S－型
• S－型
逆时针
小结
• 顺反异构顺反异构的构型：顺式和反式顺反异构产生条件及顺反异构体的性质
• 对映异构基本概念：手性、手性分子、非手性分子、对映体、偏振光、旋光性、旋光性物质、旋光度、比旋光度、外消旋体旋光性异构体：左旋体、右旋体对映异构的构型表示：投影式；D、L型表示； R、S型表示
•
顺式
反式
a
a
a
b
CC
CC
b
b
或
a
a
b
a
a
d
CC
CC
b
d
b
a
当双键碳上其中一个碳原子上连有
两个相同的原子或基团时，则不存在顺反异构
• 如：
a
b
a
d
CC
与
a
d
CC
a
b
两式为相同的，不是顺反异构体
顺反异构体的性质
• 顺反异构体不仅理化性质上有差别，它们的生理活性也有区别。因而生理活性不一样显示分子构型不同对药理作用的影响。如两种已烯雌酚，只有反式异构体治疗某些妇科病有效。
• 手性分子与非手性分子：在立体化学中，不能与镜象重合的分子叫做手性分子，而能重合的分子叫非手性分子
对映异构体和手性碳原子
• 凡是手性分子，必有互为镜象的构型。互为镜象的两种构型异构体叫做对映体，一对对映体的构造相同，它们在结构上的差别仅在于空间的排列方位不同，因此它们是立体异构体，这种立体异构叫做对映异构体。
2．旋光度和比旋光度
• 偏振光振动方向旋转的角度，叫做旋光度，用“α”表示
• 测定物质旋光性的仪器叫旋光仪
旋光仪结构示意图
旋光仪的视场图
• 图a 二分视界
图b 暗视场
t
比旋光度
• 物质旋光度的大小除了与物质的分子结构有关外，
还随测定时所用溶液的浓度、盛液管的长度、温度、
光的波长以及溶剂的性质等而改变。如把这些影响
• 偏振光与不同轴向的尼可尔棱镜
平面偏振光通过旋光性物质振动方向改变
如下图：
起偏镜
检偏镜
旋光度
光源尼可尔棱镜盛液管尼可尔棱镜
平面偏振光通过旋光性物质振动方向改变
如下图：
左旋体和右旋体
• 把能使偏振光的振动平面按逆时针方向旋转的旋光性物质叫左旋体；向顺时针方向旋转的叫右旋体。通常用“”或“－”表示左旋；用“d”或“+”表示右旋。
因素加以固定，不同的旋光性物质的旋光度各为一
常数，通常用比旋光度
表示 [α]λt [α源自]λt[ α]λt
t
cl
旋光度与比旋光度之间的关系可用
下式表示：
[α]λ t
α cl
（三）对映异构体的表示方法
• 1．投影式
乳酸对映异构体的模型及投影式
COOH
H
OH
CH3
2.
COOH
HO
H
CH3
D-和L-表示法
【注意事项】
• 1.钠光灯启辉后至少20min后发光才能稳定，测定或读数时应在发光稳定后进行。
• 2.测定时应调节温度至20℃±0.5℃。 • 3.供试液应不显浑浊或含有混悬的小粒，否
• 为研究方便，避免混乱，人为地以甘油醛为标准，规定手性碳原子的羟基在投影式的右边，氢原子在左边的为D型，相反的为L型
COOH
COOH
H
OH
HO
H
CH3
• D－（+）－甘油醛
CH3
L－（－）—甘油醛
3. R-和S-表示法
• R-和S-表示法的方法是：首先按次序规则，对手性碳原子上连接的四个不同原子或基团，按优先次序由大到小排列为，然后将最小的d摆在离观察者最远的位置，最后绕划圆，如果为顺时针方向，则该手性碳原子为R型（拉丁文Rectus的缩写，意为 “右”）；如果为逆时针方向，则该手性碳原子为S型（拉丁文Sinister的缩写，意为 “左”）。
• 而与不同的四个基团连接的碳原子叫做手性碳原子（用C*表示）。
下列化合物有手性碳原子：
CH3CH2
C*H CH3 Cl
CH3 C*H COOH OH
CH3 C*H COOH NH2
（二）对映异构的旋光性
• 1．偏振光和旋光性 • 偏振光的形成
振动面
自然光
尼可尔棱镜
偏振光
只有与尼可尔棱镜晶轴平行的光才可通过尼可尔棱镜
【实验方法及内容】
• 1.供试液的配制 • 精密称取葡萄糖 (C6H12O6·H2O) 约10g，放置小烧杯加
水溶解，转入100ml量瓶中，加氨试液0.2ml，用水稀释至刻度，摇匀，静置10分钟，即得供试液。 • 2.调整零点 • 将旋光管用蒸馏水冲洗数次，缓缓注满蒸馏水（注意勿使发生气泡），小心盖上玻璃片、橡胶垫和螺帽，旋紧旋光管两端螺帽时，不应用力过大以免产生应力，造成误差，然后以软布或擦镜纸揩干、擦净，认定方向将旋光管置于旋光计内，调整零点。 • 3.测定 • 将旋光管用供试液冲洗数次，按上述同样方式装入供试液并按同一方向置于旋光计内，同法读取旋光度3次，取其平均值。
实验十一葡萄糖的旋光度测定
• 【实验目的】认识旋光仪的构造，正确使用旋光仪
• 【实验原理】葡萄糖分子结构中有多个不对称碳原子，具有旋光性，为右旋体。一定条件下的旋光度是旋光性物质的特性常数，测定葡萄糖的比旋度，可以鉴别药物，也可以反映药物的纯杂程度。
• 【实验用品】 WZZ—2B自动指示旋光仪，100ml量瓶，小烧杯，胶头滴管，玻棒，蒸馏水，分析天平，氨试液，葡萄糖 (C6H12O6·H2O)
第二节对映异构
• 一、对映异构现象 • （一）手性碳原子与对映异构
乳酸的立体结构模型：
结论：
• 把这两个模型叠在一起就会发现，无论把它们怎样放置，都不能使它们完全重合，这两个模型的关系正像左手和右手的关系一样：它们不能相互重合，但却互为镜象。
• 手性：一个物体若与自身镜象不能重合，就叫做具有手性。
有机化学的立体异构
第一节顺反异构
• 顺反异构的定义分子构造相同，只是由于双键旋转受
阻而产生的原子或基团的空间排列方式不同，所引起的异构叫做顺反异构。 • 例如，2-丁烯的两个甲基（或两个氢原子）被固定在双键的同侧或异侧。
CH 3
H
C
C
CH 3
H
同侧
异侧
CH 3
H CH 3
H
C
C
C
CH 3
H
C
H
CH 3
顺反异构的构型
• 在这两个不能自由旋转的碳原子上，分别连接不同的原子或基团时，就有两种不同的空间排列方式即有两种构型：相同基团排在双键的同一侧，称为顺式构型（可用 cis-表示）；相同的基团分别排在双键的两侧，称为反式构型（可用trans-表示）。
烯烃存在顺反异构的条件
• 每个双键碳原子都连有不同的原子或基团。