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1、1第二章第二章 有机化合物命名有机化合物命名2.2.7 含氮化合物系统命名含氮化合物系统命名 1 胺类化合物命名胺类化合物命名以烃为母体，把氨基作为取代基以烃为母体，把氨基作为取代基 注意：NH3是氨氨，当N原子连有烷基后就成了胺胺，注意区别。2第二章第二章 有机化合物命名有机化合物命名2.2.7 含氮化合物系统命名含氮化合物系统命名 1 胺类化合物命名胺类化合物命名用用“N”来注明烃基与氮的连接来注明烃基与氮的连接 3第二章第二章 有机化合物命名有机化合物命名2 季铵类化合物命名季铵类化合物命名2.2.7 含氮化合物系统命名含氮化合物系统命名 含有四价正氮离子的盐或氢氧化物的化合物含有四价正
2、氮离子的盐或氢氧化物的化合物 命名时先写出：阴离子 化化 铵 然后把N原子上烷基按次序全部列出4第二章第二章 有机化合物命名有机化合物命名2.2.7 含氮化合物系统命名含氮化合物系统命名 3 重氮化合物命名重氮化合物命名 重氮化合物：-N=N-基团只有一端与烃基相连看成无机离子化合物5第二章第二章 有机化合物命名有机化合物命名2.2.7 含氮化合物系统命名含氮化合物系统命名 3 偶氮化合物命名偶氮化合物命名 偶氮化合物：-N=N-基团的两端都与烃基相连偶氮苯偶氮苯 偶氮苯偶氮苯 4,4-二甲基二甲基 6第三章第三章 立体化学立体化学异构现象从一维进展到二维，继而延伸到三维空间异构现象从一维进展
3、到二维，继而延伸到三维空间 7第三章第三章 立体化学立体化学碳干异构：碳原子链接次序不同导致碳干异构：碳原子链接次序不同导致 3.1 立体化学的概念立体化学的概念这三个化合物分子式都是C7H168第三章第三章 立体化学立体化学位置异构：官能团在分子中位置不同导致位置异构：官能团在分子中位置不同导致 3.1 立体化学的概念立体化学的概念9第三章第三章 立体化学立体化学3.1 立体化学的概念立体化学的概念官能团异构：官能团不同导致官能团异构：官能团不同导致 10第三章第三章 立体化学立体化学3.2 构象异构构象异构头对头头对头键形成，可以围绕键轴旋转键形成，可以围绕键轴旋转 分子中各个原子在空间不
4、同的分布形状，称之为构象分子中各个原子在空间不同的分布形状，称之为构象 11第三章第三章 立体化学立体化学3.2 构象异构构象异构乙烷分子电子云示意图随着随着键旋转，乙烷有无数构象键旋转，乙烷有无数构象 观看动画课件观看动画课件12第三章第三章 立体化学立体化学3.2 构象异构：构象异构：Newman投影式投影式Newman教授发明一种投影方法，在纸面上标识三维空间造型：Newmann投影式图中的圆圈表示的是C-C的电子云13第三章第三章 立体化学立体化学3.2 构象异构构象异构两种极端的构象：6个氢原子彼此距离最远，称为交叉式构象，此时分子能量最低；另外一种是6个氢原子彼此距离最近，称为重叠
5、式构象，此时分子能量最高。观看动画课件观看动画课件14第三章第三章 立体化学立体化学3.2 构象异构构象异构随着构象不断变化，分子的能量也在不断的周期性的起伏：最高能量与最低能量的差值称为能垒。观看乙烷分子构象动画课件观看乙烷分子构象动画课件观看丁烷分子构象动画课件观看丁烷分子构象动画课件15第三章第三章 立体化学立体化学3.2 构象异构构象异构丁烷构象丁烷构象0.21kJmol-168%14.6kJmol-119.2kJmol-13.70kJmol-132%16第三章第三章 立体化学立体化学3.2 构象异构构象异构丁烷构象丁烷构象17第三章第三章 立体化学立体化学3.2 构象异构构象异构分子
6、构象旋转受阻，不能自由变化，将导致异构产生分子构象旋转受阻，不能自由变化，将导致异构产生苯环上对应的基团半 径 之 和 超 过0.29nm， 联 苯 就不能自由旋转18第三章第三章 立体化学立体化学3.3 顺反异构顺反异构 双键中的双键中的键不能旋转：键不能旋转：2p将不能肩并肩！将不能肩并肩！19第三章第三章 立体化学立体化学3.3 顺反异构顺反异构 当相同基团位于双键同一侧时，称之为顺式结构；当相同基团位于双键同一侧时，称之为顺式结构；反之，就是反式结构反之，就是反式结构。20第三章第三章 立体化学立体化学3.3 顺反异构顺反异构 双键碳上没有相同的基团，无法使用顺反法则进行有效区分双键碳
7、上没有相同的基团，无法使用顺反法则进行有效区分 Cahn-Ingold-Prelog次序次序 21立体化学次序规则规定立体化学次序规则规定：1)比较与母体相连的原子在周期表中的序数比较与母体相连的原子在周期表中的序数，序数大的优序数大的优； 2) 第一个原子相同的，比较与之相连的其他原子，以此类推第一个原子相同的，比较与之相连的其他原子，以此类推 直到比出优先次序直到比出优先次序优的基团后出场！优的基团后出场！第三章第三章 立体化学立体化学22（b）Z / E 命名法命名法 系统命名法采用Z/E命名法。将双键碳原子上的两个原子 或基团按优先次序规则进行判断，若优先基团处于双键的同侧，则称为“Z
8、”式；处于异侧称为“E”式。 优先次序规则：优先次序规则： （）与双键碳原子直接相连的原子，按原子序数大小原子序数大小排 列，原子序数大的为优先基团。 -Cl -CH3-CH3 -H Z-2-氯-2-丁烯 -CH3 -CH2CH3 -CH3 Z-3-甲基-2-氯-2-戊烯 H, I Br Cl F2） 如果不能按如果不能按 1 1）法比较出两原子团的先后次序（如与）法比较出两原子团的先后次序（如与C*相连的相连的两原子相同），则比较与这两个相同原子相连的其它原子的先后顺两原子相同），则比较与这两个相同原子相连的其它原子的先后顺序，把比较出的次序作为与序，把比较出的次序作为与C*相连的两基团的先
9、后顺序。相连的两基团的先后顺序。优先次序为优先次序为: : Br Cl F H1 3 4 22. R，S命名法命名法3.73.7、构型标记法：、构型标记法： 58592. R2. R，S S命名法命名法 规定当规定当a、 b 、c以以顺时针方向顺时针方向排列时，该排列时，该C*为为 R 构型，当构型，当a、b、c 以以逆时针方向逆时针方向排列时该排列时该C*为为S 构型。构型。 SR逆时针逆时针顺时针顺时针3.73.7、构型标记法：、构型标记法： 59如上图，优先次序为如上图，优先次序为 Cl CH3CHCH3 CH2CH3 H如上图，优先次序为如上图，优先次序为 Cl CH3CH2 CH3
10、H 12 3 4 12 4 32. R，S命名法命名法602. R2. R，S S命名法（命名法（R.S.Cahn-C.K.Ingold-V.Prelog）四个基团按次序规则定出先后次序；四个基团按次序规则定出先后次序； 大拇指指向最小的基团；大拇指指向最小的基团；剩下的基团排列次序与右手一致为剩下的基团排列次序与右手一致为 R 构型；构型；与左手一致为与左手一致为S 构型。构型。612. R2. R，S S命名法（命名法（R.S.Cahn-C.K.Ingold-V.Prelog）四个基团按次序规则定出先后次序；四个基团按次序规则定出先后次序； 大拇指指向最小的基团；大拇指指向最小的基团；剩下
11、的基团排列次序与右手一致为剩下的基团排列次序与右手一致为 R 构型；构型；与左手一致为与左手一致为S 构型。构型。622. R2. R，S S命名法（命名法（R.S.Cahn-C.K.Ingold-V.Prelog）四个基团按次序规则定出先后次序；四个基团按次序规则定出先后次序； 大拇指指向最小的基团；大拇指指向最小的基团；剩下的基团排列次序与右手一致为剩下的基团排列次序与右手一致为 R 构型；构型；与左手一致为与左手一致为S 构型。构型。 632. R2. R，S S命名法（命名法（R.S.Cahn-C.K.Ingold-V.Prelog）四个基团按次序规则定出先后次序；四个基团按次序规则定
12、出先后次序； 大拇指指向最小的基团；大拇指指向最小的基团；剩下的基团排列次序与右手一致为剩下的基团排列次序与右手一致为 R 构型；构型；与左手一致为与左手一致为S 构型。构型。 （S)-2-羟基丙酸羟基丙酸 641.5 手性化合物命名手性化合物命名: :R-1-苯基苯基-乙醇乙醇 R-2-氨基氨基-丙酸丙酸 D-（+）-甘油醛甘油醛(S)-3-苯基苯基-3-氯氯-2-丁酮丁酮65对映异构体对映异构体对映异构体对映异构体非对映非对映异构体异构体非对映非对映异构体异构体非对映非对映异构体异构体S SR RR RS SS SS SR RR R含有两个不同手性中心的化合物具有含有两个不同手性中心的化合
13、物具有4个立体异构体个立体异构体66S SS SR RR RS SR RS SR R67A A、&， & & 分别为分别为对映体对映体；B B、 & & 具有对称面，而且可以互相重合，因而是具有对称面，而且可以互相重合，因而是同种分子同种分子；C C、& & , , & & 组成相同，但不为镜象，组成相同，但不为镜象，是非对映异构体是非对映异构体；内消旋化合物内消旋化合物( (meso compound) )：分子中虽含有手性中心，但不旋：分子中虽含有手性中心，但不旋光的化合物；光的化合物；外消旋化合物外消旋化合物（racemic compound): ): 等量的等量的(+)(+)，(-)(
14、-)酒石酸相混酒石酸相混 合，旋光性能互相抵消，混合物不旋光。合，旋光性能互相抵消，混合物不旋光。外消旋化外消旋化( (racemization):): 一个对映体变成其镜像并达到化学平衡一个对映体变成其镜像并达到化学平衡 的过程称为外消旋化；的过程称为外消旋化；注意：注意：外消旋化合物是混合物，内消旋化合物是纯净物。外消旋化合物是混合物，内消旋化合物是纯净物。682.2. 构型与绝对构型：构型与绝对构型：碳原子碳原子周围相连基团在空间的不同排周围相连基团在空间的不同排列称为该原子的列称为该原子的构型构型或或绝对构绝对构型型，可以通过，可以通过X晶体衍射进行晶体衍射进行测量，化合物的旋光性质不
15、能测量，化合物的旋光性质不能提供有关绝对构型的任何信息。提供有关绝对构型的任何信息。次序规则：次序规则：各种取代基按先后次各种取代基按先后次 序排列的规则称为次序规则，序排列的规则称为次序规则， 要点为：要点为：69出汗时肌肉分泌出汗时肌肉分泌牛奶发酵得到牛奶发酵得到D=(+)3.82D=(-)3.823.8 手性现象对于生命的意义手性现象对于生命的意义 70Ibuprofen直接止痛直接止痛在体内转化成左式在体内转化成左式发挥止痛作用发挥止痛作用 由上可知，由上可知，Ibuproven 尽管原子组成相同，但互为对尽管原子组成相同，但互为对映异构体，构型不同，药效不同，说明生命体对异构体具映异
16、构体，构型不同，药效不同，说明生命体对异构体具有偏爱，这是一种不对称行为。又如：有偏爱，这是一种不对称行为。又如：RS2. 2. 对映异构在生命化学中的应用对映异构在生命化学中的应用71 19571957年年19621962年，反应停的服用造成数万名婴儿严重畸形。年，反应停的服用造成数万名婴儿严重畸形。 研究发现，其致畸作用是由右式所代表的研究发现，其致畸作用是由右式所代表的S S异构体引起，而异构体引起，而左式所代表的左式所代表的R R异构体不引起致畸作用。异构体不引起致畸作用。沙利度胺沙利度胺沙利度胺沙利度胺（Thalidomide)又名反应停又名反应停 镇静剂镇静剂无致畸作用无致畸作用无
17、无镇静作用镇静作用致畸变致畸变RS2. 2. 对映异构在生命化学中的应用对映异构在生命化学中的应用72 除了之前提到的除了之前提到的 Ibuprofen 和沙利度胺（和沙利度胺（Thalidomide)之外，还有许多手性药物对人体有不同的作用。一种对映体有效，之外，还有许多手性药物对人体有不同的作用。一种对映体有效，另一种无效，甚至有害。另一种无效，甚至有害。Dopa（多巴）（多巴） （S S）- -异构体，异构体，具有治疗帕金森综合症的生物活性具有治疗帕金森综合症的生物活性 （R R）- -异构体，异构体，造成粒状白细胞减少症（极度危险）造成粒状白细胞减少症（极度危险）2. 2. 对映异构在
18、生命化学中的应用对映异构在生命化学中的应用732. 2. 对映异构在生命化学中的应用对映异构在生命化学中的应用742. 2. 对映异构在生命化学中的应用对映异构在生命化学中的应用752. 2. 对映异构在生命化学中的应用对映异构在生命化学中的应用76 20 世纪初，发现世纪初，发现左旋肉碱左旋肉碱，参与人体的许多代谢过程，是体内，参与人体的许多代谢过程，是体内脂肪氧化代谢的必须物质。左旋肉碱有生物活性。脂肪氧化代谢的必须物质。左旋肉碱有生物活性。肉碱肉碱右旋肉碱右旋肉碱左旋肉碱左旋肉碱2. 2. 对映异构在生命化学中的应用对映异构在生命化学中的应用77苧烷2. 2. 对映异构在生命化学中的应用
19、对映异构在生命化学中的应用782. 2. 对映异构在生命化学中的应用对映异构在生命化学中的应用79 组成蛋白质的氨基酸都为左旋氨基酸，人们多数习惯使用右手，组成蛋白质的氨基酸都为左旋氨基酸，人们多数习惯使用右手，交通法规定右行交通法规定右行 从物质的组成，到动物的行为，从微观世界到宏从物质的组成，到动物的行为，从微观世界到宏观世界无不显示对某一手征性的偏爱，所以整个宇宙是手征性的。观世界无不显示对某一手征性的偏爱，所以整个宇宙是手征性的。为什么整个世界对手征性有偏爱，认真研究，科学的解析，将是一为什么整个世界对手征性有偏爱，认真研究，科学的解析，将是一件十分有意义的工作。件十分有意义的工作。2
20、. 2. 对映异构在生命化学中的应用对映异构在生命化学中的应用80外消旋体的拆分外消旋体的拆分 外消旋体与手性试剂作用外消旋体与手性试剂作用, ,得到非对映异构体得到非对映异构体, ,物理性质不同物理性质不同, ,可以分步结晶而分开可以分步结晶而分开, ,进一步反应进一步反应, ,可以得到纯光学活性物质。可以得到纯光学活性物质。手性分子与手性试剂的反应手性分子与手性试剂的反应 外消旋混合物外消旋混合物81不对称合成不对称合成( (Asymmetric synthesis) 利用合成方法，只选择性合成有用的、单一的对映异构体，称利用合成方法，只选择性合成有用的、单一的对映异构体，称为不对称合成或
21、对映异构体选择性合成为不对称合成或对映异构体选择性合成(enantio selective synthesis)。 不对称合成除快速、有效合成有用的产物外，同时可以充分利不对称合成除快速、有效合成有用的产物外，同时可以充分利用资源，符合绿色化学的要求，是当今有机合成的前沿领域。由于用资源，符合绿色化学的要求，是当今有机合成的前沿领域。由于W.Knowles、R.Noyori和和K.B.Sharpless在不对称合成领域的基础和在不对称合成领域的基础和应用研究中的杰出贡献获得了诺贝尔奖。应用研究中的杰出贡献获得了诺贝尔奖。821 1非手性化合物产生手性中心的反应非手性化合物产生手性中心的反应以正
22、丁烷氯化为例以正丁烷氯化为例, ,产物之一具有手性中心：产物之一具有手性中心：手性中心手性中心C*不对称合成不对称合成( (Asymmetric synthesis)83 用非手性试剂合成手性化合物往往得到外消旋体用非手性试剂合成手性化合物往往得到外消旋体, ,即即非光学活性试剂产生非光学活性产物。非光学活性试剂产生非光学活性产物。S(S)-(+)-sec-Butyl-chloride(R)-(-)-sec-Butyl-chlorideR 反应的第一步得到反应的第一步得到平面型的自由基；平面型的自由基； 反应的第二步，反应的第二步，Cl分子从自由基所在平面分子从自由基所在平面的两边进攻得到外消
23、旋的两边进攻得到外消旋体体 不对称合成不对称合成( (Asymmetric synthesis)842 2）产生第二个手性中心的反应）产生第二个手性中心的反应不对称合成不对称合成( (Asymmetric synthesis)85SSSSR立体位阻大立体位阻大立体位阻小立体位阻小在手性环境中反应，得到不同量的非对映异构体在手性环境中反应，得到不同量的非对映异构体多多少少不对称合成不对称合成( (Asymmetric synthesis)86Dopamine(-)-NorepinephrineDopamine- monooxygenase , O2 药物多巴胺（药物多巴胺（ Dopamine ）
24、在人体内被特定的酶氧化成手）在人体内被特定的酶氧化成手性化合物，选择性为性化合物，选择性为100。多巴胺的氧化多巴胺的氧化不对称合成不对称合成( (Asymmetric synthesis)87 Nakada等将醛基上的氢原子换成等将醛基上的氢原子换成TMS，使底物与丁基，使底物与丁基锂加成非对映选择性可达锂加成非对映选择性可达99% ：不对称合成不对称合成( (Asymmetric synthesis)885.5.天然产物中提取天然产物中提取中国中国红豆杉豆杉紫杉醇是美国北卡罗莱纳州三角研究所的Wall博士和Wani博士于1967年发现的。之后，他们又从太平洋红豆杉中分离出了这种化合物并发现
25、它具有广泛的抗恶性肿瘤作用。紫杉醇是至今所知的最好的治疗卵巢癌和乳腺癌的药物，价格非常昂贵，市场售价为4800美元/克。并且它的自然资源-红豆杉都生长地十分缓慢，数量有限且其中有效成分的含量非常低。治疗一个病人需要6棵百年树龄的红豆杉。89日本名古屋大学化学系：日本名古屋大学化学系：Ryoji Noyori教授教授 2001年年诺贝尔化学化学奖获得者得者)for their work on chirally catalysed hydrogenation reactions90Noyori R. et al. Acc. Chem. Res., 1990 23:34591Noyori合成前列腺素中的一个不对称反应：合成前列腺素中的一个不对称反应：92 (R)-BINAP通常用来作为氢化的催化剂，用它来做催化通常用来作为氢化的催化剂，用它来做催化剂合成一种止疼药物剂合成一种止疼药物(S)-Naproxen，S型的产率可达型的产率可达98%。93部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
