对映体识别_不对称合成中的新概念
手性化学中的对映体及其应用
手性化学中的对映体及其应用手性化学是一门研究手性物质的化学科学，其中一个重要的概念就是对映体。
对映体是指由相同的原子组成，但是由于空间排列不同而无法重合的分子，其中的两个分子称为镜像对映体。
手性分子在天然界和人工合成中广泛存在，对称性不同的对映体会具有截然不同的物理化学性质，对映体分离及其应用是手性化学研究的一个重要方向。
一、对映体的性质及分离对映体的物理化学性质不同，因此它们在相同的条件下往往会表现出不同的特征。
例如在手性液晶显示屏中，左右旋光性质不同的对映体可以使得液晶分子的排列方向不同，从而呈现出不同的图像。
对映体还广泛应用于药物合成、食品添加剂、膳食保健品等领域，具有重要的实际应用意义。
对映体的分离是手性化学研究的一个重要方向。
传统的手性分离方法主要包括手性色谱、手性毛细管电泳、手性衍生化合物分析等。
这些方法需要具有手性识别性的固相或移动相，在某些情况下需要使用手性配体分子或手性反应剂来辅助分离。
近年来发展起来的手性催化技术、手性自组装技术等新兴分离方法也为对映体分离提供了新的手段。
二、对映体的应用1. 左旋肉碱左旋肉碱是一种常用的营养保健品。
它是肌肉疲劳时产生的代谢产物，与右旋肉碱的物理化学性质截然不同。
左旋肉碱的应用范围很广，如在化妆品中可以用于抗氧化和延缓肌肤老化；在体育运动中可提高肌肉力量，减少疲劳等。
2. 手性药物手性药物中的左右旋异构体往往具有不同的药理效果。
例如索多玛定是一种已经广泛应用于高血压治疗的手性药物，其中右旋异构体具有治疗效果，而左旋异构体则会导致关节疼痛等不良反应。
因此，药物对映体的分离及其应用在医药领域具有重要意义。
3. 手性催化手性催化是一种高效的手性分离方法，它在药物合成、功能材料制备等领域得到了广泛应用。
在手性催化中，手性催化剂通过与底物发生手性识别反应，可以高效地选择性生成单一的手性异构体。
4. 手性催化药物合成手性催化药物合成是手性催化技术的一个重要应用领域。
不对称合成思考题
《不对称合成》课程复习思考题及部分答案1．什么是不对称合成？Morrison和Mosher提出了一个广义的定义：一个反应，其中底物分子整体中的非手性单元由反应试剂以不等量地生成立体异构产物的途径转化为手性单元。
也就是说，不对称合成是这样一个过程，它将潜手性单元转化为手性单元，并产生不等量的立体异构产物。
也可表述为：不对称合成是指用一个手性诱导试剂使无手性或潜手性的反应物转变成光学活性的产物。
2． 2001年诺贝尔化学奖授予了哪三位科学家，他们是因为什么成就而获奖？2001年10月，美国的威廉·S·诺尔斯（William S. Knowles）、日本的野依良治（Ryoji Noyori）和美国的巴里·夏普雷斯（K. Barry Sharpless）以他们找到了有机合成反应中的高效手性催化剂和立体选择性反应的方法，而获得了当年的诺贝尔化学奖。
诺尔斯和野依良治因发现了高效不对称氢化反应催化剂分享该奖项的一半；夏普雷斯由于发现了高效的烯烃不对称环氧化催化剂以及烯烃的双羟基化催化剂而获得了奖项的另一半。
3．什么是手性分子，举例说明什么是对映体和非对映体？手性术语是由于我们的左手和右手不能重合的事实而来。
有机分子实物和其镜像不能重合的分子称为手性分子，和其镜像能够重合的分子称为非手性分子。
手性分子与其镜像互为对映体；虽然都是手性分子，化学组成也相同，但不为实物和镜像的关系，则互为非对映体。
OHCl ClOHenantiomersdiastereomers4．什么是对映体过量对映体过量用e.e.表示，指在两个对映体的混合物中，一个对映体E1过量的百分数。
e.e.＝ [(E1－E2) / (E1+E2)]×100%它实际上说明了一个不对称合成反应的对映体选择性。
5．什么是光学活性及光学纯度物质具有旋转偏振光的能力称做光学活性。
光学纯度是指通过测定旋光度，计算得到的两个对映体混合物中一个对映体所占的百分数。
对映异构概述
是不允许的。
▪ 任意两个基团对调，则构型改
对映体关系
变，对调偶数次，则与原结构 相同。
R、S 标记法
比较：(A) 与 (B)，(C)，(D) 之间的关系 对映体或同一化合物
对映体
对映体
S
R
HO H (A)
H OH (B)
H OH
S
(C)
同一化合物
R
HO H (D)
R、S 标记法
试用R、S 标记法给出下列两个化合物的立体构型
非对映异构体，产量不等
H
H
CH3
CH3
H
Cl
H
Cl
CH3
(2S, 3R)- 二氯丁烷
分子中已有一个手性碳原子时，试剂进攻的方向要受到原
来已经存在的手性中心的影响.
8.3 手性合成举例
O C COOH
NaBH4
O C COOH
H
HO +
NaBH4
HO
H3O
OH
C COOH 外消旋体
H
O H
C COO
CH3CH2COOH Cl2 , P
Cl
HO-
CH3CHCOOH
OH
CH3CHCOOH
从非手性反应物合成手性产物常得到外消旋体。
CH3CH2CH2CH3 Cl2
Cl
CH3CHCH2CH3 + 其它产物
*
8.2. 第二个手性中心的产生
CH3
H
Cl
CH3
H
Cl Cl2
Cl
H
CH3
(2S, 3S)- 二氯丁烷
Br
CH3C* HCH2CH3
Br
H
碳基化合物不对称催化合成的研究与应用
碳基化合物不对称催化合成的研究与应用近年来，碳基化合物不对称催化合成成为有机化学领域的热门研究方向。
通过催化剂的引入，有机合成反应可以实现高选择性和高效率，从而大大提高合成化合物的质量和产率。
不对称催化合成不仅可以合成具有手性的有机分子，还可以有效地构建复杂的有机骨架，为药物合成、天然产物合成等领域提供了重要的工具和方法。
一、不对称催化合成的原理和机制不对称催化合成是通过引入手性催化剂来实现的。
手性催化剂具有对映异构体，可以选择性地催化反应中的一个对映体，从而实现对手性产物的选择性合成。
常见的手性催化剂包括金属配合物、有机小分子和酶等。
不对称催化合成的机理多种多样，其中最常见的是通过手性催化剂与底物形成配合物，进而催化底物的反应。
催化剂与底物之间的相互作用可以通过氢键、范德华力、离子相互作用等方式实现。
催化剂通过提供特定的反应路径，降低反应活化能，从而加速反应速率。
二、不对称催化合成的研究进展随着不对称催化合成的研究深入，越来越多的新型催化剂被开发出来，催化反应的范围和效率也得到了显著提高。
例如，钯催化的Suzuki偶联反应和钯催化的Heck反应已经成为有机合成中不可或缺的工具。
此外，铱催化的不对称氢化反应和铑催化的不对称氢化反应等也取得了重要的突破。
另外，不对称催化合成中的底物范围也在不断扩大。
除了传统的有机小分子底物外，对于天然产物和药物分子的不对称合成也取得了重要进展。
通过引入手性催化剂，可以实现对天然产物中多个手性中心的选择性合成，从而提高产物的手性纯度和产率。
三、不对称催化合成的应用不对称催化合成在药物合成、天然产物合成和材料科学等领域具有重要的应用价值。
在药物合成中，不对称催化合成可以实现对手性药物的高效合成，从而提高药物的活性和选择性。
例如，通过不对称催化合成，可以合成出具有高活性的抗癌药物和抗病毒药物。
在天然产物合成中，不对称催化合成可以实现对复杂天然产物的合成，从而揭示天然产物的结构和生物活性。
氟西汀对映体的不对称合成
用量或减小其活性 （加醇） 均可明显减少副产物的生 成。综合考虑溶剂选择、 反应物浓度、 还原剂用量等 因素对该步化学产率的影响， 最终得到反应的最佳 条件。 ! " # 不对称加成制备氟西汀对映体 通过使用 $ % & ’ (酸金属络和物形成的手性催化 剂可以将对映选择性引入 ) ， 烯丙基化等 ’ % * ( +, * % . 反应中。研究发现， 在羰基 + 烯反应中， 手性 $ % & ’ ( 酸催化剂可以有效的催化烯烃与活性亲电试剂 （如 乙醛酸） 的反应而对羰基无影响。 ， （/ 是活性很 # + 甲烯基 +! #+ 二氢呋喃 0 1） 强的烯， 在活化的2 用催化量的 3 分 子 筛 存 在 下， （4 ） ／ （5） （9 （; ）） 络 和 物 催 +6 7 8 9 $+: ’ ; 1 1 # ! 2 化， 可以与苯甲醛 （ ） 发生不对称羰基 + 烯反应， 再 < 经过对呋喃环的氧化反应生成带有手性的羧酸 （ ） 。 2 = ’ * * ’ >1" / ’ * % ( 汀对映体的制备， 取得了较好的效果。
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有机化学基础知识点对映异构体的概念和性质
有机化学基础知识点对映异构体的概念和性质有机化学基础知识点——对映异构体的概念和性质有机化学是研究有机化合物的合成、结构、性质和反应机理的学科。
在有机化学中，对映异构体是一个重要的概念。
对映异构体是指具有相同分子式和相同连接方式的有机化合物，在空间结构上不可互相重叠的立体异构体。
对映异构体的存在使得有机化合物的空间构型具有多样性，对于理解有机化合物的性质和反应机理具有重要意义。
对映异构体的概念可以通过手性的概念来理解。
手性是一个物体或分子无法与其镜像重叠的性质。
简单来说，手性就是“左手无法与右手重合”。
在有机化学中，手性主要表现为空间的非对称性。
一个手性化合物可以存在两种非对称的空间构型，分别称为对映体。
对映体的非对称碳原子被称为手性中心。
对映异构体的性质主要表现在光学性质和化学性质上。
首先是光学性质。
对映异构体表现出的光学活性是其最重要的性质之一。
光学活性是指对偏振光产生旋光现象的能力。
在化学性质中，对映异构体可以与其他化合物发生不对称反应，形成对映选择性的产物。
其次是化学性质。
对映异构体在与其他化合物发生反应时，由于立体结构不同，其反应性质也可能不同。
有时，一种对映体可以表现出比另一种对映体更强的活性或选择性。
这种差异使得对映异构体在药物合成、天然产物的结构确认等领域具有重要意义。
由于对映异构体的重要性，对映异构体的分离和鉴定成为有机化学的研究重点之一。
常见的对映异构体的分离方法包括手性柱层析、手性计算机辅助合成和手性液相色谱等。
鉴定对映异构体常常借助于一些化学工具和方法，如核磁共振和X射线晶体衍射技术。
总之，对映异构体是有机化学中的重要概念。
理解对映异构体的概念和性质对于深入研究有机化合物的结构和性质具有重要意义。
通过有效的分离和鉴定方法，可以更好地利用对映异构体的性质，用于药物合成、催化剂设计等领域的研究。
对映异构体 限度
对映异构体限度一、引言对映异构体是一种具有相同化学组成但具有不同空间排列的分子形式。
在许多有机化合物中，对映异构体是普遍存在的现象。
由于对映异构体的物理、化学和生物性质可能存在显著差异，因此它们在药物开发、化学工业和生物学等领域具有广泛的应用。
然而，对映异构体的使用也受到一定的限制，这主要涉及到它们的分离、纯化和识别等方面的问题。
二、对映异构体的基本概念对映异构体是一种具有手性的分子形式，即它们不能通过任何轴或平面进行镜像反射来相互转化。
对映异构体的一个基本特性是它们具有不同的旋光性，这使得它们能够以左旋或右旋的形式存在。
此外，对映异构体的物理和化学性质也可能存在差异，这主要取决于它们的空间排列和分子间的相互作用。
三、对映异构体的识别与分离在对映异构体的研究中，如何有效地识别和分离不同手性的对映异构体是一个重要的问题。
目前常用的分离方法包括化学法、色谱法和电泳法等。
这些方法可以根据对映异构体之间微小的差异进行分离。
例如，高效液相色谱法（HPLC）可以利用不同手性的固定相来分离对映异构体。
毛细管电泳法则利用电场来引导对映异构体通过毛细管，根据它们不同的迁移率来进行分离。
除了分离方法外，对映异构体的识别也是一项重要的任务。
目前常用的识别方法包括旋光测定法、核磁共振法和质谱法等。
这些方法可以通过测量对映异构体的物理、化学和生物性质来识别不同的手性分子。
例如，旋光测定法可以测量对映异构体的旋光度，从而确定它们的手性。
核磁共振法可以通过测量对映异构体分子中氢原子或其他元素的磁场变化来进行识别。
质谱法可以通过测量对映异构体的质量来识别它们。
四、对映异构体的应用与限度对映异构体在许多领域中都有广泛的应用，但同时也存在一定的限度。
在药物开发中，许多药物的有效成分是某种手性的对映异构体，而其他手性的对映异构体则可能具有不同的药理作用甚至毒性。
因此，药物开发中需要对对映异构体进行分离和纯化，以确保药物的有效性和安全性。
不对称催化合成解剖
William S. Knowles St. Louis, MO, USA
b. 1917
Ryoji Noyori Nagoya University
Nagoya, Japan
b. 1938
K. Barry Sharpless
The Scripps Research Institute
La Jolla, CA, USA b. 1941
J.Am.Chem.Soc.,1970,92,6979
7.2.3 手性衍生化测定NMR (生成稳定的非对映异构体)
Mosher试剂：-Methyl--Trifloromethyl--Phenyl-Acetic acid(MTPA)
COOH
CF3
OMe
COOH
MeO
CF3
R
S
COCl
CF3
OMe
R*OH
Angew Chem.Int.Ed. Engl. 1990, 29.,939
“Chiral Liquid Chromatography” W.J.Lough ed.
“Chiral Liquid Chromatography” Blackiechapman and Hall, New York,
N.Y,1989. “Chiral Seperations:Application and Technology”
手性物体，手性分子，对映体，光学异构体 光学活性：手性分子能够使偏振光的震动平面发生偏转: l=(-), d=(+), (dl)=()=rec.
2 . 手性的意义
•人类所做的一切努力都是为了生存和不断改善生存的质 量。人得病，要吃药。手性技术的最大市场是制药领域。
•1997年全球单一手性药物的年销售额达到900亿美元。目 前正在开发的1200种新药中，三分之二是手性的。预计到 2010年，世界上合成新药中约有60%为单一对映体药物。