華中科技大學(xué)有機(jī)化學(xué)第七章對映異構(gòu)現(xiàn)象-資料下載頁
2025-01-09 02:58本頁面
【正文】 酸 ? 苯 乙 胺 L 酒 石 酸 ? 苯 乙 胺 L 酒 石 酸( R ) ( S ) 常用于外消旋堿拆分的還有樟腦磺酸 、 扁桃體酸 、 檸檬酸等；用于酸拆分的有生物堿奎寧 、 馬錢子堿 、 辛可寧等 。 用于拆分對映體的這些具有光學(xué)活性的試劑也叫 拆分試劑 。 如果外消旋體既不是酸又不是堿 ， 可以引入一個(gè)羧基或者氨基 ， 然后用上述方法進(jìn)行拆分 。 物理拆分法 這種方法是在外消旋體的過飽和溶液中 ， 加入少量某一對映體的晶體 ， 也叫晶種 ， 與晶種相同的對映體的過飽和度會(huì)加大 ，從而優(yōu)先結(jié)晶出來 。 由于原外消旋體就是過飽和的溶液 ， 晶種結(jié)晶出來時(shí)會(huì)將相同的對映體一同結(jié)晶出來 ， 并可超出晶種的一倍 。過濾后 ， 溶液中就是另一對映體過量 ， 再加外消旋體 ， 加熱溶解 ，冷卻后另一對映體就優(yōu)先結(jié)晶析出 。 這樣加少量一種對映體 ， 就可以把兩種對映體分離出來 ， 非常節(jié)省拆分試劑 。 在氯霉素的工業(yè)生產(chǎn)中使用這種方法可以將氯霉素同另外一種無效的對映體分開 。 動(dòng)力學(xué)拆分 前面兩種對映體的拆分方法是利用溶解度及極性的大小來實(shí)行的 。 利用兩個(gè)對映體在手性環(huán)境下反應(yīng)速度不同 ， 從而將兩種對映體分離 ， 這種方法叫做動(dòng)力學(xué)拆分 。 O OO H內(nèi) 酯 水 解 酶O OO HO HC O O HO H+D L 泛 酸 內(nèi) 酯 L 泛 酸 內(nèi) 酯 D 泛 酸 現(xiàn)在很多人工合成的手性催化劑也象生物酶一樣具有很高的催化活性和選擇性，甚至也可以用于外消旋體的動(dòng)力學(xué)拆分。例如 Sharpless環(huán)氧化手性催化劑可以用于烯丙醇的環(huán)氧化動(dòng)力學(xué)拆分。 O HT i ( O i P r ) 4 / D 酒 石 酸 二 異 丙 酯t B u O O H / C H 2 C l 2 , 2 0 o C O HO HO+( 2 R , 3 R ) 3 , 4 環(huán) 氧 基 2 丁 醇( S ) 3 丁 烯 2 醇( R S ) 3 丁 烯 2 醇 Sharpless環(huán)氧化手性催化劑為鈦酸異丙酯和 D(+)酒石酸異丙酯的混合物 ，用叔丁基過氧化氫作環(huán)氧化試劑 ， 在二氯甲烷和－ 20oC下進(jìn)行 。 外消旋體中的(R) 3丁烯 2醇被環(huán)氧化 ， 而 (S) 3丁烯 2醇由于反應(yīng)很慢保留了下來 。 (S) 3丁烯 2醇的沸點(diǎn)比環(huán)氧化物的低 ， 先蒸餾出去 ， 從而將兩種異構(gòu)體分開 。 得到的 (2R,3R)3,4環(huán)氧基 2丁醇是合成藥物以及天然產(chǎn)物非常有用的手性原料 。 如它可用于合成新型抗癌藥物埃博霉素 （ Epothilone） 的手性砌塊 。 不對稱催化反應(yīng) 通過手性催化劑將非手性原料轉(zhuǎn)化為單一的對映體或者某一對映體過量的合成方法叫做不對稱合成 。 現(xiàn)在不對稱催化合成已經(jīng)廣泛的用于藥物和天然產(chǎn)物的合成中 。 例如治療帕金森病的 L多巴 ， 就是通過不對稱合成在工業(yè)上進(jìn)行生產(chǎn)的 。 H OH 3 C OC H O + H 2 C N H C O RC O O H( A c ) 2 O A c OH 3 C OC CC O O HN H A cHR h D I P A M P A c OH 3 C OCC O O HN H A cHH OH OCC O O HN H 2HH 2D I P A M P =H 2 C C H 2P PP hP hO C H 3H 3 C OL－多巴 2022年 10月 ， 美國的威廉 S 諾爾斯 （ William S. Knowles） 、 日本的野依良治 （ Ryoji Noyori） 和美國的巴里 夏普雷斯 （ K. Barry Sharpless） 因?yàn)樗麄冋业搅擞袡C(jī)合成反應(yīng)中的高效手性催化劑和不對稱合成反應(yīng)的方法 ， 而獲得了當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 。 現(xiàn)在 ， 有越來越多的由單一對映體構(gòu)成的 ， 療效好 、 毒副作用小 、生物相容性好的的手性化合物 （ chiral drug） 在醫(yī)藥 ， 農(nóng)藥 ， 材料等領(lǐng)域得到應(yīng)用 。 生物催化反應(yīng) 生物酶的催化中心是具有旋光性的 ， 由于生物酶是經(jīng)過自然界長期篩選的產(chǎn)物 ， 其催化活性及立體選擇性都特別高 。 如將醛轉(zhuǎn)化為旋光性的氰醇可用氰醇酶進(jìn)行不對稱催化反應(yīng)來實(shí)行 。 OR H氰 醇 酶H C NO HRH C N 從水果杏中提取的氰醇酶可以得到 R氰醇，從微生物中分離的氰醇酶可用于合成 S氰醇，選擇性大于 99％。 旋光異構(gòu)在反應(yīng)機(jī)理測定上的應(yīng)用 旋光異構(gòu)不僅在生理上有重要的作用， 對確定反應(yīng)機(jī)制也非常重要 。例如，溴與 2丁烯加成得到 2,3二溴丁烷，有兩個(gè)相同的手性碳原子，應(yīng)該得到一對對映體與一個(gè)內(nèi)消旋體． 但是通過分析產(chǎn)物的立體結(jié)構(gòu) ， 發(fā)現(xiàn)順 2丁烯加溴只得到外消旋體 ， 而反 2丁烯加溴只得到內(nèi)消旋體 。 根據(jù)可能的反應(yīng)機(jī)理順或反式加成來分析 ， 只有反式加成才符合這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果 。 所以得到烯烴加鹵素為反式加成的機(jī)理 。 這種由一種立體異構(gòu)的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為具有特定立體異構(gòu)體產(chǎn)物的反應(yīng)，稱為 立體專一性反應(yīng) 。 本章總結(jié) 重點(diǎn) 熟練掌握 1. 構(gòu)造異構(gòu)、順反異構(gòu)、構(gòu)象、構(gòu)型的概念 、不對稱中心、對映異構(gòu)體、非對映異構(gòu)體、旋光度、外消旋體、內(nèi)消旋體、 D/L構(gòu)型、 R/S構(gòu)型、化學(xué)拆分等基本概念。 難點(diǎn) 1. 手性分子的判斷 既沒有對稱面，也沒有對稱中心 2. 用 R/S方法命名手性分子 按原子序數(shù)大小排列的次序規(guī)則 對映異構(gòu)體 手性分子不對稱 ， 無對稱面無中心 。 伴隨兩個(gè)對映體 ， 性能相近分不清 。 RS可標(biāo)記 ， 次序規(guī)則定其名 。 轉(zhuǎn)化為非對映體 ， 性能不同可拆分 。
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