获得光学活性化合物的途径.ppt

2. 诱导结晶析解法 脯氨酸催化的Aldol反应 List et al, JACS, 2000 MacMillan et al, JACS, 2002 ee% up to 96% ee% up to 99% 绝对构型 —— 一种手征性的化合物的实际的三维结构 绝对构型的测定 —— X-射线单晶衍射(1950年） ——手性光学法（chiroptical) (圆二色谱法 CD） —— 化学关联法 ——NMR法（Mosher法） 手性化合物绝对构型的确定 绝对构型与相对构型 相对构型 —— 相对于另外的化合物的构型的一种化合物的结构 GC HPLC 毛细管电泳 比旋光度 手性化合物绝对构型的确定 绝对构型与相对构型 D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛 对映体过量（Enantiomeric excess）: 一种对映体超过另一种对映体的百分率。 e.e＝ [R]－[S] / [R]+[S] ×100％＝[R]％－[S]％ 在实验无误差时，O.P＝e.e 旋光纯度（Optical purity）： 不含对映体及杂质的一种对映体称旋光纯化合物， O.P＝100％， 外消旋体的 O.P＝0％， O.P＝[α]样品 / [α]纯品×100％。 * * 第二章 获得光学活性化合物的途径 郭海明 化学与环境科学学院 一 直接从天然来源获得 天然存在的手性化合物称为“手性源”（chiral pool） 主要有： 1.碳水化合物：糖及糖的衍生物等 2.有机酸：酒石酸，乳酸，苹果酸等 3. 氨基酸：20种天然氨基酸 4.萜类化合物：樟脑，蒎烯等 5.生物碱：麻黄碱，辛可宁等 1.化学析解法—形成和分离非对映体异构体的析解法 2. 诱导结晶析解法 3.微生物或酶作用下的析解 4.色谱分离法 5. 机械分离法 二 外消旋体的拆分 将外消旋体分开为右旋体和左旋体的过程称为外消旋体的拆分。对合成的外消旋体不能通过普通的物理或化学方法将它分为两个对映体。因为对映体的理化性质完全相同。 1.化学析解法—形成和分离非对映体异构体的析解法 通过化学方法把组成外消旋体的一对对映体与一旋光物质反使生成非对映体，再利用非对映体的物理性质的差异达到分离的目的。 （1）析解剂与被析解剂之间易反应合成, 又易被分解。 （2）两个非对映立体异构体在溶解度上 有可观的差别。 （3）析解剂 应当尽可能地达到旋光纯度。 （4）析解剂必须是廉价的，易制备的， 或易定量回收的。 析解试剂的条件 1g R氨基醇 5g S +5g R 氨基醇饱和液（80℃，100ml） 析出2g R 氨基醇（余下4g R,5g S） 分去晶体，剩下母液 过滤 加水至100ml 冷却至20℃ 80℃ 加2g外消旋体 冷却至20℃ 2g S 氨基醇析出 当一个溶液含有稍微过量的一对对映体之一，它就先沉淀出来，而且沉淀出来的量为过量的一倍多。过滤后，滤液中另一对映体又过量，升温加入外消旋体，冷却时，另一对映体就会沉淀出来，通过这种方法，只是第一次加入一个光活性对映体，就能交替地把外消旋体分为左右旋体。 3.微生物或酶作用下的析解 利用生物体对于外消旋体表现出的选择性，来拆分外消旋体。 此法的特点： 1.外消旋体中的一个异构体被生物体同化，而只得保留另一个 异构体，因而原料损失了一半。 2.用这种方法，溶液不能太浓，还需要在培养液中加入营养物质， 这又给产品纯化带来了很大的困难。 3.恰当的微生物很难找，从而在应用上有一定的局限性。 4.色谱分离法 选择光活性物质作柱色谱的吸附剂，使之选择性的吸附外消旋体中的一种异构体。 5. 机械分离法 利用外消旋体中对映体的结晶形态上的差异，借肉眼直接辨认或通过放大镜进行辨认，而把两种晶体挑拣分开。 非手性化合物在非手性条件下生成外消旋体。 为什么总得外消旋体？ 三 不对称合成（手性合成）asymmetric synthesis 一个分子在对称环境下反应, 不可能有选择性。(左旋体与右旋体过渡态能量相同, 反应活化能相同, 反应速率相同) 。 1 2 由手性化合物进行不对称合成 结果：产物为不等量的非对映体，且meso-占优势。 [构象分析] 中间体自由基构象 非手性分子通过引入手性基团进行不对称合成 一个分子的构象决定了某一试剂接近分子的方向。 第一个途径是转化,用不改变原有手性的反应把原料转化为手性产物。 第二个方法是分子内手性传递,例如樟脑原来有2 个手性中心,在它们的诱导