《立体化学》课件.pptVIP

*******************《立体化学》课件本课件将深入探讨立体化学的基本概念和重要应用。立体化学的概述生物分子立体化学在生物学中起着至关重要的作用，例如，DNA分子中的手性结构决定了遗传信息的传递。药物研发药物的立体异构体可能具有不同的药理学活性，因此了解立体化学对于开发高效安全的药物至关重要。材料科学材料的立体化学影响其物理和化学性质，例如聚合物的机械强度和光学特性。手征分子的概念非对映异构体手性分子是指其镜像不能与其本身重合的分子.对映异构体它们是彼此的镜像，但不能相互重合，就像左手和右手一样.手性中心手性分子通常包含一个或多个手性中心，即与四个不同的原子或基团相连的碳原子.对映异构体定义对映异构体是指互为镜像，但不能重合的立体异构体，如同左手和右手一样。性质对映异构体具有相同的物理性质，如熔点、沸点、密度等，但在光学活性方面表现出显著差异。消旋体对映异构体消旋体是等量的两种对映异构体的混合物。旋光性消旋体不具有旋光性，因为两种对映异构体的旋光性相互抵消。物理性质消旋体通常具有与单个对映异构体不同的物理性质。手性碳原子定义手性碳原子是指连接四个不同取代基的碳原子。重要性手性碳原子的存在是产生手性分子的关键。识别可以通过识别连接到碳原子的四个取代基是否都不同来判断一个碳原子是否为手性碳原子。手性分子的表示手性分子可以通过不同的方式来表示，例如：Fisher投影式Newman投影式楔形式透视式相对构型和绝对构型相对构型描述两个立体异构体之间的手性关系，例如，它们是同一系列还是镜像异构体。绝对构型描述手性分子的立体结构，并使用R/S标记系统进行命名。R-S标记系统1优先级排序根据原子序数，将与手性碳原子相连的原子进行优先级排序。2空间排列如果优先级最高的原子在最远处，则观察从第二到第四个原子的排列方向。3R或S顺时针方向为R构型，逆时针方向为S构型。手性分子的命名R构型顺时针排列S构型逆时针排列手性分子的性质光学活性手性分子能够使平面偏振光发生旋转，这种性质被称为光学活性。非对映异构体手性分子可能存在非对映异构体，它们具有不同的物理和化学性质。生物活性手性分子在生物系统中扮演着至关重要的作用，因为酶和受体通常只识别特定的手性异构体。手性分子在生活中的应用手性分子在日常生活中无处不在。例如，许多水果和蔬菜中都含有手性分子，如柑橘类水果中的柠檬烯和薄荷中的薄荷醇。手性分子也应用于各种工业产品中，例如医药、香料、食品添加剂等。光学异构现象镜像对称结构左右手无法重合偏振光方向不同光学活性偏振光光学活性物质能够使偏振光平面发生旋转。旋光性物质使偏振光平面旋转的能力称为旋光性。旋光方向旋光方向可以是顺时针（右旋）或逆时针（左旋）。比旋光度比旋光度是描述手性分子光学活性的一个重要参数。手性分子的分离结晶法利用对映异构体在溶剂中的溶解度差异，通过反复结晶分离。手性拆分利用手性试剂与外消旋体反应，生成非对映异构体，再通过分离非对映异构体得到手性纯的产物。手性色谱法利用手性固定相分离对映异构体，该方法是目前分离手性化合物最有效的方法之一。手性色谱分离分离对映异构体利用手性固定相高选择性分离手性合成不对称催化利用手性催化剂来控制反应的立体化学，得到单一或主要的对映异构体。手性试剂使用手性试剂与反应物发生反应，生成手性产物。例如，使用手性醇作为还原剂或手性酰胺作为反应中间体。手性拆分将外消旋混合物分离成纯的对映异构体。常见的方法包括手性色谱和结晶拆分。不对称合成合成方法不对称合成是指使用手性试剂或手性催化剂，合成特定构型的目标分子。应用不对称合成广泛应用于手性药物、农药、香料等的合成，对生产具有特定生物活性的化合物至关重要。生物分子的手性1氨基酸除了甘氨酸外，所有氨基酸都具有手性，大部分生物体中只存在L-型氨基酸。2糖类大多数糖类分子也具有手性，生物体中主要存在D-型糖类。3核酸核酸中的核苷酸含有手性碳原子，影响其结构和功能。手性药物的应用提高疗效手性药物可以更有效地与生物体内的靶标结合，从而提高药物的疗效。减少副作用手性药物可以减少对非靶标器官或组织的影响，从而降低药物的副作用。药物立体选择性靶点结合手性药物与生物靶点（如酶或受体）的结合是立体选择性的。不同的立体异构体可能具有不同的结合亲和力。药理活性不同的立体异构体可能具有不同的药理活性，甚至可能产生相反的效果。代谢和排泄立体异构体在体内的代谢和排泄速率也可能不同，影响药物的药效和安全性。立体异