第二讲手性概述讲义.ppt

外消旋:以外消旋体或两种对映体各50%混合物存在，也表示为d l (不鼓励使用)或(±)(较好)。外消旋物也称为外消旋混合物或外消旋体。 内消旋化合物:分子内具有2个或多个非对称中心但又有对称面，因而不能以对映体存在的化合物，例如内消旋酒石酸。内消旋化合物用前缀meso表示。 外消旋化:一种对映体转化为两个对映体的等量混合物。 这是普渡大学的Brenster提出的一个描述一份部分外消旋化样品的新概念，例如一份样品包含70%的A和30%的B，被称为“scalemic”（偏向一边的）。此概念有点类似于手性药物研制中涉及到的“优映体”（活性高的异构体，eutomer）与“劣映体”（活性低的异构体，distomer）。 2.4.2.2 X射线衍射法测定绝对构型 2.4.2.3 单色光旋光性测定绝对构型 ? 2.4.2.4 旋光谱（ORD）和圆二色性光谱(CD) 2.5 对映体组成的测定 如前所述，手性分子的每个对映体都把偏振光旋转到一定的角度，其数值相等但方向相反，这种性质称为光学活性。因此，如果一个对映体的量超过了另一个，手性化合物就可能是光学活性的。获得对映体组成，对于研究立体化学特别是对于不对称合成是十分重要的。 2.5.1比旋光的测量 式中， α为测定的旋光 L为样品池光路长度(dm) c为浓度(g/100ml) D为用于测定的光波长D线，20为温度(℃) 测定样品光学纯度的经典方法是使用旋光仪。光学纯度通过把测量的比旋[α]表达为纯对映体旋光的百分数。旋光的测量可被用于测定对映体纯度，前提是在特定的条件下用匀质的样品小心地读数。本方法并无线性关系。用旋光测量法测定的对映体纯度应由另一种独立的方法加以确认。 旋光测量是测定对映体组成的传统方法。这个方法可以提供很快的，但在多数情况下不是很精确的结果。这个方法有其局限性：(1)必须知道在实验条件下的纯对映体的比旋光，以便与样品的测量结果进行比较；(2)旋光的测量或光学纯度的测定可能受到许多因素影响，如偏振光波长、有无溶剂、用于测量的溶剂、溶液的浓度、温度，最重要的是，测量会受到具有大比旋的杂质的存在的显著影响；(3)需要相对多量的样品，化合物的α必须足够大以获得合理的数值；(4)必须得到纯产物以便获得用于比较的比旋，而在处理过程中不应发生某一对映体的异常富集。 有一个例子，当用不同的还原剂还原对映体纯的L-亮氨酸为亮氨醇时，得到的产物旋光不同:用甲硼烷-二甲硫醚时，所得产物的比旋是[α]D20=+4.89(纯液体)当用NaBH4或LiAlH4还原盐酸亮氨酸乙酯时，所得到的亮氨醇的比旋为[α]D20=+1.22～+1.23。起初，将这解释为在使用NaBH4或LiAlH4时可能发生了外消旋化。但后来发现是产物中痕量的左旋杂质，因其比旋大而导致了错误的比旋值。 2.5.2 对映体过量（enantiomeric excess） 有机合成中常用产率(yield)来描述有机合成反应的结果，产率是指实际产量与理论产量的百分比。而对于手性合成则既要考虑产率，又要考虑光学产率。 对映选择性是酶催化反应的重要特性。反应的对映选择性和非对映选择性程度可以用高、中、低来定性描述，用对映体过量(enantiomeric excess，e.e.)则可以定量描述反应的对映体选择性。对映体过量率是指反应后主要对映体产物的过量百分数。相应地，非对映体组成可描述为非对映体过量(diastereoiomeric excess，d.e.)，它指一个非对映体对另一个非对映体的过量， 例如，一个样品中，R构型占75%，S构型占25%， 则R的对映体过量 % e.e. =（75%-25%）/100% = 50% 对映体组成分析对手性合成研究很重要。目前主要采用三种分析方法:旋光法，NMR法，手性色谱法。 * * 2 手性概述Chirality 2.1 手性概念的提出 2.1.1 手性概念 术语手性（Chirality），是参照人的左右手不能相互重叠而来。当一个物体不能与其镜像重合时，被称为手性物体，正如我们的左手右手一样。“cheir”是古希腊语中手的意思。 2.2 手性的意义 我们周围的世界是手性的，构成生命体系的生物大分子的大多数重要的构件仅以一种对映形态存在。 一般就手性化合物而言，可能有四种不同的行为:(1)只有一种异构体具有所希望的生物活性，而另一种没有显著的生物活性；(2)两种对映体都有等同的或近乎等同的定性和定量的生物活性；(3)两种对映体具有定量上等同的但定性上不同的活性；(4)各对映体具有定量上不同的活性。例如，它们可能有不同