2024版《有机化学》课件立体化学[1].pdf

《有机化学》课件立
体化学

2024/1/261
目录

•立体化学基本概念与原理
•立体构型表示方法与命名规则
•立体选择性合成策略与方法
•立体化学反应机理与影响因素
•生物活性物质中立体化学问题探讨
•实验技术在立体化学研究中应用

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立体化学基本概念与原理
01

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手性与对称性

01手性
物体不能与其镜像完全重合的性质。

02对称性
物体可以与其镜像完全重合的性质。

03手性中心
连接四个不同基团的碳原子，具有手性。

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对称元素与对称操作

对称元素

01对称面、对称中心、交替轴。

对称操作

02反映、反演、旋转。

对称性的判断
03
根据对称元素和对称操作判断分子的对称性。

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手性分子与非手性分子

手性分子手性分子的表示方法

具有手性的分子，不能与镜像完全重用R/S构型标记法或D/L构型标记法表

合。示。

非手性分子

不具有手性的分子，可以与镜像完全

重合。

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立体异构现象

立体异构立体异构类型构型异构构象异构

分子式相同但空间构型构型异构和构象异构。由于原子或基团在空间由于单键旋转引起的空
不同的现象。的不同排列引起的异构间构型变化所产生的异
现象，包括顺反异构和构现象，如椅式构象和
对映异构等。船式构象等。

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立体构型表示方法与命名规则
02

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Fischer投影式与Newman投影式

Fischer投影式

一种将碳链沿竖直方向展开，横向排
列取代基的投影方法。具有简洁明了
的优点，常用于表示单糖、氨基酸等
化合物的立体构型。

Newman投影式

一种将碳-碳单键转至背后，仅显示正
面和背面的取代基的投影方法。适用于
表示环烷烃、环烯烃等环状化合物的立
体构型。

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构型标记法：R/S标记法

R/S标记法

用于标记手性碳原子上取代基的空间排列顺序。根据Cahn-Ingold-Prelog（CIP）规

则，按照原子序数大小排列取代基，若最小取代基在远离观察者方向，则其他三个取代

基按顺时针方向排列为R构型，逆时针方向排列为S构型。

应用

在有机合成、药物设计等领域中，R/S标记法对于确定手性化合物的立体构型和性质具

有重要意义。

2024/1/2610
命名规则及实例解析

命名规则

在立体化学中，化合物的命名需遵循一定的规则，包括确定手性碳原子的构型、指定取代基的位置和编号
等。例如，对于含有手性碳原子的化合物，需在名称中注明其R或S构型。

实例解析

以乳酸为例，其Fischer投影式中，羧基位于上方，羟基位于下方，手性碳原子上的甲基位于右侧。根据
R/S标记法，该化合物为R构型。因此，其系统命名为（R）-2-羟基丙酸。

2024/1/2611
立体选择性合成策略与方法
03

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立体选择性合成意义及挑战

立体选择性合成的意义

获得具有特定立体构型的化合物，提高药物活性、降低毒性和

改善物理性质等。

面临的挑战

手性识别与传递、立体选择性控制、合成效率与成本等。

2024/1/2613
经典合成策略

010203

手性池策略手性辅剂策略不对称催化策略

利用天然手性源作为起始在合成过程中引入手性辅利用手性催化剂对底物进
原料，通过多步反应构建剂，通过手性辅剂的诱导行不对称活化，实现高立
目标分子。作用实现立体选择性控制。体选择性合成。

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现代合成方法：动态动力学拆分、去对称化等

动态动力学拆分去对称化策略其他现代合成方法

在反应过程中引入动力学通过选择性反应去除分子如金属有机催化、光化学
拆分步骤，将消旋体拆分中的对称元素，从而获得合成等，为立体选择性合
为两个不同构型的手性产具有特定立体构型的产物。成提供了更多可能性。
物。

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立体化学反应机理与影响因素
04

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立体化学反应类型及机理概述

立体化学反应类型

包括立体专一性反应、立体选择性
反应和非立体选择性反应。

反应机理

涉及化学键的断裂和形成，以及反
应中间体的生成和转化。

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影响立体化学反应结果因素剖析

反应条件

底物结构温度、压力、溶剂、催化剂等反应
条件对立体化学反应结果有显著影
响。
底物的构型、构象、取代基效应
等都会影响立体化学反应的结果。

立体控制因素

通过手性辅助剂、手性催化剂、不
对称合成等方法实现立体控制。

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