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1、第1 2期化学通报含有面手性分子构型的确定袁云程(大连工学院化工系)高大彬(大连大学化工系)R/S命名法,不但广泛用于含有 手性中心1 及手性轴化合物切,而且也可以用于含有手性面化合物的命名。对于此类分子构 型的确定一般需要三个步骤3 I,现介绍如下。一、选择 手 性面选择手性面是进行命名的基础。但在含有手性面的分子中,常常含有多个不等价的手性面,如图1(:)所示。在此分子中,除了选芳环A、B所在的平面为手性面外,尚有其它手性面。此时,如何选定手性面,目前尚无定论。一般认为选择含原子个数尽可能多的手性面较为方便。因此,选含叛基的苯环所在的平面为手性面(A面)。这样,命名的结果与所选基准有关。P
2、原子。值得注意的是,在选择P原子时应把整个分子(而不仅仅是某一部份)看成是P原子的“环境”。手性面内与P原子较近的边称 为优 势边(即b a边)。如图l(b),处于虚线框内的一边即为优势边。二、选择P原子,确定优势边P原 子(护lotatom,le adi鳍ato。,意 即“指示原子, )就是直接与手性面内原子相连的诸原 子中最优先的原子,用符号P标于图中,如图l(b)所示,右边的一c氏一(P)与一c00H 较近”,因而较左边的一c场一(d)优先,或者说一c场一(P)在基团先后次序的排列 中比一c氏才一( d )处于优先地位。故右边的一c场一(P)为三、用R/S命名法确 定构型在优势边内,根据
3、附录所列细则排定各原子的先后顺序。在手性面中的优势边内,与P原子直接相连、顺序最优先的原子称为第一原子。在手性面的优势边内,与第一原子直接相连的顺序最优先的原子称为第二原子。第三原子是平面内直接与第二原 子相连 (而 非第 一原子)的顺序最优先的原子。依此 类推,可以确定第四、第五原子。一般情况下,由第一、二、三原子即可确定出R/S构型。一般用。、b、。分别代表第一、二、三原子,如图1(b)所示。最后,我们从P原子处对平面内由第一原子到第三原子的顺序进行观察,根据转向是顺时针或逆时针而记为R或s构型(此点与含手性中心分子的夕/S命名一致)。图1所示分子的构型为R。应该指出P原子的作用有两点。其
4、一是 用于确定:、b、c原子;其二是作为观察:,b,c转向的“观察点”。;J.!,|一;J1.司冬片一 尸舫巳、产,沉l 胜 L八 、护了压翻月月rj 刃.七. cc一1 1 工.jRt、H 尤l祀Oe e峨口曰兔 铆a )H珍四、细则讨 论1.对环芳烷 一 ,(Pa rae”Iophan e)*对环芳烷意指脂 肪链处于芳环的对位,由有人译 为对环兀烷.9185年ts型万OL仁弓,。“瞥,只型】B r( a )rR型 如)S型 1(b)滚载,HZ(味甜H”图2芳环和脂肪链构成一个环状化合物,如图2所示。( a )命名为R一4一叛基一1 2 对环芳烷;(b)命名为(+)一s一4一叛基一2,2 对
5、环芳烷。方括号内的数字为脂肪链中所有碳原子数,若有两段脂肪链,则用“,”分开写。取代基在芳烃中的位号,是从P原子开始计,以最小的序号标明,如图2(a)所示。.Z含有几个等价P原子 的含手性面分子图3所示的各分子中,由各等价P原子进行构型标定的结果是一致的。一般 讲,对 同一手性面,当P原子等价时,构型标记是唯一的。ts型1R塑), 捆H:):-扩tR型】 润R型I 的意:应从P原子处 即从纸平面的背面进行观察)o (b)中的分子对蔡平面为S型,而 对于乙烯平面则为R型。4.两个手性面共用第一 原子如图5所示,苯环平面A以b a为轴扭转而与b ab 面成一夹角;同样苯环平面B亦与b ab 面有一
6、夹角。这样,拨基氧就处于两手性平面A、B之外而成为P原子。戮基碳:就是两平面 的共用第一原子。该分子对 于平 面A、B分别为R、S型。赞公一C玲吸。卜义,户 黑二及c场尺型I 的3.几个手性面共用一个P原子的含手性面分子在图4(a)中,共用的P原子为一。一,对于未澳代苯环为s型,嗅代苯环则 为R型(注5.甚准的表示法由上述实例可见,同一分子 构型 因所选基准不同而有不同的命名结果。因此,在用前述方法选择手性面时,为 了避免混淆,一般建议在命名中应加注基准面3 I 。对于图,所示化合物记为凡)或S (B)。图6中的分子的 两手性面A、B是完全等价的,故记为S o第12期化学6.同时含有手性面和手
7、性碳的分子目此类化合物的命名可以用苏式(thre。)或赤式(erythros)e来表示。在图7中,已标出手性面和手性碳的构型。规定构型相同为赤式,不同为 苏式。图7中化合物的名称分别为:(。):苏一2一(4一2,2 对环芳烷基)1一丙醇;(b):赤一2一(4一2,2 对环芳烷基一1一丙醇;(c):苏一1-(4一【2,2 对环芳烷基卜2一丙醇;( d ):赤一l-通报(4一2,2 1对环芳烷基)一2一丙醇。7.间环芳烷厄,(Metae了d叩b a,)相对于对环芳烷来说,人们对于间环芳烷的研究较少。由图8可见,间环芳烷的立体结构与环己烷的椅式构象很相似,此处裁基氧为P原子,化合物的名称为(一卜R一
8、l一氧代一2,2 间环芳烷。8.含有假不对称手性面的分 子3 1 卿、 、习.C一,.叫H: s型产吸型尹【召型(S型呀绷,tR盛】、C犷CH:OH拜姚,。、I才. 组】S型】C场 CHaO H名H份.面手性部分的构型;图( )c.*手性碳的构型。(d),.其它类型含手性面的分子如图1 0所示,双键碳原子 同与其成键的四个原子构成一个手性平面。在图(。)中,有两个等价的P原子,(b)有四个等价的P原子。如前所述(四,2),其构型标记是唯一的,均为R型。勺.tR组图8如图9所示,在苯环上连有两个构型不同的仲丁基,由b adP e构成的平面为假不对称手性面,此时,构型 用小写英文字母r /,标记。
9、乡户,. 尹口树PPPPr冲峪 / /、户b刀尸,(尸C奋.d丈O圈9该化合物的构型为!型(根据附录所列 细则,R构型优于吕构型) o公u ( )图1010.化学反应中构型的变化在化学反应中,经常涉及手性面、P原子等的变化问题,情况较为复杂。图11( a )所示的反应中,反应物和产物对于A面均为R型,化学反应不改变构型阴。而(b)中的二元酸构型为R。*)或S(,),酸醉的构型 为S)或R。 ),这种变化系P原子改变所致。五、结语早在五十年代初期,a chn等叫就对含手化学通报1,8 5年,碑为P“一H,I琴e1. . .l e e. . . . 尹 X=且,Cn刃柑 C l主如+ (CHa)B
10、 a几 cll浏+(口眨)刃螃tR鑫蟹jt双人塑,图11(a)滩豁盆帆蘸封H“ 一H 猫H”犷Br图11(b)性面的分子的构型提出了命名方法,将处于 三维空间的原子或基团按一定方式旋转到手性平面内,然后进行命名。此法 因繁琐且不直观而未被人们接受。本文所介绍的方法是在此基础上修订而成的。它的特点是较为直观,同命名其它旋光活性物质的方法相近,步骤比较简洁。但此法对构型的标记有时不是唯一的,而需要一一对应地注明所选基 准等。相信通过 化学工作者的共同努力,一定可 以使此类分子构型的命名方法日臻完善。天M,S P优于RP,SM;MR,PS优于Ms,p及*。5R优于S;M优于Po参考文献i tZ 34
11、六、附录3多标准细则(standardsub一ru les)【 0 1平面的较近边或轴的较近端优于较远67的。【 1 1原子序数高的优于原子序数低的。【2 1原子质量数高的优于原子质量数低8 9 10的。113 顺式优于反式。41相同构型R R,55优于 不同构 型R S,S R ;M M,PP优于MP,PM;袁云程,化工高等教育,(l),66(1984)o袁云程编,立体化学,大连工学院出版,7 6 (1954).R.5.Cahneta l,A儿ge切.Che脚,I红tern.E d,(4),385(1966).M.J.Nug e n t0.E.We ig ang,J r.,了.A房既C h阴
12、.百o.c,91(16),4556(1969).L.A. Singe r,D.JC ram,ib id,85(8),1080(1963).D.J.Cr am,L.A.Sn ig er,ib d i,8 5(8),107,(1963).D.J.Crm a,R.H.Bau e r,b id i,81(2 2),971(1959).A.Gu e sretal,b id i.,刘(12),42 41(1972).K. 场s lowet习,b i矛d.,9 5(2),62 1(1973).M.Naka za七eta l.,Che脚.Co加附u n,8,433(1972).R.5.Ch an,C.K.Ingold,J.C九e厉.Soe,(Lo卜do n)612(19 51).M,尸用于螺环化合物的命名。M(Mn iu s)意为左手螺旋型构型;p(P lu) s为右手螺旋型构型。
