藥物化學(xué)第10章 立體異構(gòu)課件

第10章立體異構(gòu)第一節(jié)光學(xué)異構(gòu)10.1物質(zhì)的光學(xué)活性10.2含有一個(gè)手性碳原子的化合物10.3含有兩個(gè)手性碳原子的化合物10.4不含手性碳原子的旋光異構(gòu)藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)10.1物質(zhì)的旋光性

1.普通光的振動(dòng)藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)2.偏振光和旋光性

偏振光：只在一個(gè)平面上振動(dòng)的光藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)旋光性：可使偏振光的振動(dòng)平面發(fā)生改變的性質(zhì)旋光物質(zhì)：具有旋光性的物質(zhì)右旋物質(zhì)（＋）：使偏振光向右旋轉(zhuǎn)左旋物質(zhì)（－）：使偏振光向左旋轉(zhuǎn)外消旋體（±）：等量的右旋體和左旋體組成的混合體系，失去光學(xué)活性，但可以拆分為左旋和右旋兩個(gè)具有旋光性的異構(gòu)體。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)3.旋光度和比旋光度旋光度：旋光物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度，用α表示。用旋光儀測(cè)量。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)

比旋光度：指

T=20℃，

鈉光（用D表示，589nm）ρB=1g·ml-1 ,L=1dm時(shí)，所測(cè)的旋光物質(zhì)的旋光度

藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)例1：將某糖5g溶于100ml甲醇中，在T=20℃，L=1.0dm的條件下,以鈉光為光源，

測(cè)得旋光度α=－4.64°，試計(jì)算該糖的[α]。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)10.2含有一個(gè)手性碳原子的化合物

1.手性與手性分子手性：互呈實(shí)物與鏡像關(guān)系而不能完全重合的特性手性分子：與鏡像不能重疊的分子稱(chēng)為手性分子藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)手性分子的判斷

（1）對(duì)稱(chēng)面：能把分子分成實(shí)物與鏡像兩部分的假想平面藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)對(duì)稱(chēng)中心：設(shè)想分子中有一點(diǎn)P，將此點(diǎn)與分子中任何一個(gè)原子或原子團(tuán)連成一直線，順此直線反向延

長(zhǎng)至等距離處，如接觸到相同的原子或原子

團(tuán)，此點(diǎn)為對(duì)稱(chēng)中心。

藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)結(jié)論：如果一個(gè)分子中沒(méi)有任何對(duì)稱(chēng)面或?qū)ΨQ(chēng)中心，這個(gè)分子就是手性分子。分子的手性是物質(zhì)具有旋光性的根本原因藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)2.手性碳：指與四個(gè)不相同的原子或原子團(tuán)相連接的碳原子藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)3.分子構(gòu)型的表示方法

（1）透視式

優(yōu)點(diǎn)：直觀、形象

缺點(diǎn)：麻煩、只能用于簡(jiǎn)單物質(zhì)藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)對(duì)映體概念：結(jié)構(gòu)式相同，只是手性碳相連的4個(gè)基團(tuán)排列順序不同，因此不能完全重合，這種異構(gòu)體稱(chēng)為對(duì)映異構(gòu)體。特點(diǎn)：旋光方向相反，其它物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)相同藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)（2）費(fèi)歇爾投影式

原則：橫前豎后，碳鏈豎直，小號(hào)在上

注意：只允許在該平面上旋轉(zhuǎn)180°或整數(shù)倍，否則破壞規(guī)定。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)（3）R、S標(biāo)記法

方法：將C*上原子或原子團(tuán)按次序規(guī)則排定次序，最小基團(tuán)放在離眼睛最遠(yuǎn)處，觀察剩余基團(tuán)從大到小的排列順序，如為順時(shí)針?lè)较?，用R表示；如為逆時(shí)針?lè)较颍許表示。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)費(fèi)歇爾投影式標(biāo)定R、S構(gòu)型

橫變豎不變藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)（4）D、L標(biāo)記法1951年前無(wú)法確定其真實(shí)構(gòu)型

藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)其它旋光物質(zhì)用聯(lián)系法或?qū)φ辗ù_定其構(gòu)型藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)10.3含有兩個(gè)手性碳原子的化合物

1.含有兩個(gè)不相同手性碳原子的化合物藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)討論：（1）對(duì)映體：Ⅰ與Ⅱ，Ⅲ與 Ⅳ（2）非對(duì)映體:Ⅰ與Ⅲ、Ⅳ，Ⅱ與Ⅲ、Ⅳ不是實(shí)物與鏡像關(guān)系藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)討論:（3）差向異構(gòu)體：只有一個(gè)手性碳原子構(gòu)型相反，而其他手性碳原子的構(gòu)型均相同的兩種異構(gòu)體。Ⅰ與Ⅲ為C2

，Ⅰ與Ⅳ為C3

，

Ⅱ與Ⅲ為C3

，Ⅱ與Ⅳ為C2

。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)2.含有兩個(gè)相同手性碳原子的化合物內(nèi)消旋體：分子內(nèi)雖含有手性碳原子，但同時(shí)存在對(duì)稱(chēng)性因素，而不顯旋光活性的化合物。是一個(gè)化合物，不能再分離成具有旋光性的物質(zhì)。外消旋體：由等量的左旋體和右旋體組成，可再分離為左旋體和右旋體，是混合物。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)2.含有兩個(gè)相同手性碳原子的化合物藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)10.4不含手性碳原子的旋光異構(gòu)體藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)葡萄糖注射液的含量測(cè)定

藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)一、目的要求

1.掌握旋光法測(cè)定葡萄糖注射液含量的基本原理、操作方法及結(jié)果計(jì)算。2.學(xué)會(huì)正確使用自動(dòng)旋光儀。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)二、儀器與試劑

儀器

自動(dòng)旋光儀，旋光管，移液管（50ml），容量瓶(100ml)。試劑

葡萄糖注射液（含量在10%以上），氨試液（取濃氨溶液400ml，加水使成1000ml）。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)三、方法原理

葡萄糖分子結(jié)構(gòu)中有多個(gè)不對(duì)稱(chēng)碳原子，具有旋光性，為右旋體。一定條件下的旋光度是旋光性物質(zhì)的特性常數(shù)，測(cè)定葡萄糖的比旋度，可以鑒別藥物，也可以反映藥物的純雜程度。旋光度（α）與溶液的濃度（c）和偏振光透過(guò)溶液的厚度（L）成正比。當(dāng)偏振光通過(guò)厚1dm且每1ml中含有旋光性物質(zhì)1g的溶液，使用光線波長(zhǎng)為鈉光D線（589.3nm），測(cè)定溫度為t℃時(shí)，測(cè)得的旋光度稱(chēng)為該物質(zhì)的比旋度，以[α]Dt=α/Lc。2.0852的由來(lái)：+52.75為無(wú)水葡萄糖的比旋度，按下式計(jì)算無(wú)水葡萄糖的濃度：無(wú)水葡萄糖濃度（c）=100α/[α]D20l如果換算成一水葡萄糖濃度（cˊ）時(shí)，則應(yīng)為：cˊ=c×=α×

×

=α×2.0852所以，測(cè)定葡萄糖溶液的旋光度可以求得其含量。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)四、旋光儀的工作原理藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)WZZ-2自動(dòng)旋光儀構(gòu)造原理1.光源2.小孔光欄3.物鏡4.濾光片5.偏振鏡6.磁旋線圈7.樣品室8.偏振鏡9.光電倍增管10.前置放大器11.自動(dòng)高壓12.選頻放大器13.功率放大器14.伺服電機(jī)15.蝸輪蝸桿16.計(jì)數(shù)器藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)使用方法（1）將儀器電源插頭插入220V交流電源，并將接地腳可靠接地。（2）打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，這時(shí)鈉光燈應(yīng)啟亮，需經(jīng)5min鈉光燈預(yù)熱，使之發(fā)光穩(wěn)定。（3）打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)（若光源開(kāi)關(guān)打開(kāi)后，鈉光燈熄滅，則再將光源開(kāi)關(guān)上下重復(fù)打開(kāi)1到2次，使鈉光燈在直流下點(diǎn)亮，為正常）。（4）打開(kāi)測(cè)量開(kāi)關(guān)，這時(shí)數(shù)碼管應(yīng)有數(shù)字顯示。（5）將裝有蒸餾水或其他空白溶劑的試管放入樣品室，蓋上箱蓋，待示數(shù)穩(wěn)定后，按清零按鈕。試管中若有氣泡，應(yīng)先讓氣泡浮在凸頸處。通光面兩端的霧狀水滴，應(yīng)用軟布揩干。試管螺帽不宜旋得過(guò)緊，以免產(chǎn)生應(yīng)為，影響讀數(shù)。試管安放時(shí)應(yīng)注意標(biāo)記的位置和方向。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)（6）取出試管，將待測(cè)樣品注入試管，按相同的位置和方向放入樣品室內(nèi)，蓋好箱蓋。儀器數(shù)顯窗將顯示出該樣品的旋光度。（7）逐次按下復(fù)測(cè)按鈕，重復(fù)讀幾次數(shù)，取平均值作為樣品的測(cè)定結(jié)果。（8）如樣品超過(guò)測(cè)量范圍，儀器在±45處來(lái)回振蕩。此時(shí)，取出試管，打開(kāi)箱蓋按箱內(nèi)回零按鈕，儀器即自動(dòng)轉(zhuǎn)回零位。（9）儀器使用完畢后，應(yīng)依次關(guān)閉測(cè)量、光源、電源開(kāi)關(guān)。（10）鈉燈在直流供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能使用時(shí)，儀器也可在鈉燈交流供電的情況下測(cè)試，但儀器的性能可能略有降低。（11）當(dāng)放入小角度樣品（小于0.5°）時(shí)，示數(shù)可能變化，這時(shí)只要按復(fù)測(cè)按鈕，就會(huì)出現(xiàn)新的數(shù)字。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)五、操作步驟

1.供試液的配制精密取葡萄糖注射液適量（濃度為25％的取40ml，制成每1ml中含葡萄糖10g的溶液），置于100ml容量瓶中，加氨試液0.2ml（10%或10%以下規(guī)格的本品可直接取樣測(cè)定），用水稀釋至刻度，搖勻，靜置10min，即得供試液2.調(diào)整零點(diǎn)將旋光管用蒸餾水沖洗數(shù)次，緩緩注滿蒸餾水（注意勿使發(fā)生氣泡），小心蓋上玻璃片、橡膠墊和螺帽，旋緊旋光管兩端螺帽時(shí)，不應(yīng)用力過(guò)大以免產(chǎn)生應(yīng)力，造成誤差，然后以軟布或擦鏡紙揩干、擦凈，認(rèn)定方向?qū)⑿夤苤糜谛庥?jì)內(nèi)，調(diào)整零點(diǎn)。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)3.測(cè)定將旋光管用供試液沖洗數(shù)次，按上述同樣方式裝入供試液并按同一方向置于旋光計(jì)內(nèi)，同法讀取旋光度3次，取其平均值與2.0852相乘，即得供試液的旋光度。根據(jù)供試液的旋光度，求得葡萄糖注射液中C6H12O6·H2O的含量。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.數(shù)據(jù)記錄葡萄糖123αα平均值標(biāo)示量百分含量%藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)

2.結(jié)果計(jì)算

式中:

1、

2、

3─測(cè)得的旋光度；2.0852

常數(shù)；C－每100ml溶液中含葡萄糖的重量(g)；L－旋光管的長(zhǎng)度(dm)。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)六、注意事項(xiàng)

1.鈉光燈啟輝后至少20min后發(fā)光才能穩(wěn)定，測(cè)定或讀數(shù)時(shí)應(yīng)在發(fā)光穩(wěn)定后進(jìn)行。2.測(cè)定時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)溫度至20℃±0.5℃。3.供試液應(yīng)不顯渾濁或含有混懸的小粒，否則應(yīng)預(yù)先過(guò)濾并棄去初濾液。4.測(cè)定結(jié)束后須將測(cè)定管洗凈晾干，不許將盛有供試品的測(cè)試管長(zhǎng)時(shí)間置于儀器樣品室內(nèi)；儀器不使用時(shí)樣品室可放硅膠吸潮。藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)七、思考題

1.為什么在10%以上的葡萄糖溶液中加入氨試液并放置10min后才能測(cè)定旋光度？藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)第二節(jié)構(gòu)象異構(gòu)構(gòu)象：由單鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中原子或基團(tuán)在空間的不同排列方式。乙烷構(gòu)象丁烷構(gòu)象環(huán)己烷構(gòu)象藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)1乙烷的構(gòu)象藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)1乙烷的構(gòu)象藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)乙烷的構(gòu)象異構(gòu)體藥物化學(xué)第10章立體異構(gòu)構(gòu)象的穩(wěn)定性藥物化學(xué)第